本實用新型涉及低壓電器領域，特別涉及一種恒壓供水專用變頻器。

背景技術：

目前，電機在各行業中的應用已經非常普遍，鑒于電機的耗電量，效率問題慢慢受到很大的關注。傳統電機應用場合未使用調速系統，電機輸出機械能存在供大于求情形，電能浪費嚴重。在供水行業中，非調速供水系統已經不僅僅是電能浪費問題，更不能滿足供水工藝的實際需求，水壓調節達不到自動化程度，維護操作也更加麻煩。為此，針對供水行業的供水專用變頻器應運而生。

當前供水設備中存在兩種類型：①供水控制器+變頻器；②變頻器。第一種類型設備水壓控制由供水控制器完成，變頻器只是接收控制器的命令，對水泵進行簡單的起動、調速作用，這種設備成本相對較高。第二種類型設備水壓控制、電機起停調速全部由變頻器進行控制，無需添加其他控制器，這種設備完全發揮了變頻器的作用，成本相對較低，但這種設備對DSP的資源占用嚴重，且影響DSP對電機控制方面相關處理的執行效率，影響變頻器整體性能。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種性能穩定，恒壓供水專用變頻器。

為實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種恒壓供水專用變頻器，包括位于殼體內進行變頻控制的DSP模塊和進行恒壓供水控制的ARM模塊，還包括殼體上便于操作的人機界面模塊，所述人機界面模塊與DSP模塊連接，用戶通過人機界面模塊向DSP模塊發出運行命令，DSP模塊與電機連接，向電機發出運行指令，DSP模塊和ARM模塊連接進行數據交換；DSP模塊與采集水壓信號的信號采集模塊連接，并將獲得的 水壓信號反饋給ARM模塊；電機與水泵連接，ARM模塊與電機的電源控制模塊連接，根據水壓信號進行加減泵判斷，通過電源控制模塊控制電機的啟停實現加減泵，同時將加減泵動作反饋至DSP模塊，DSP模塊控制電機調頻。

進一步，所述ARM模塊包括ARM芯片，和分別與ARM芯片連接的RTC模塊、電源控制模塊和通訊模塊；ARM芯片通過通訊模塊與DSP模塊連接，RTC模塊為萬年歷時鐘模塊，向ARM芯片提供日期和實時時間。

進一步，電源控制模塊包括繼電器，繼電器與外部連接在電機電源回路中的交流接觸器連接以實現電機的啟停。

進一步，電源控制模塊包括分別控制多個電機的多個繼電器。

進一步，所述的ARM模塊為一張獨立的供水擴展卡，從外部插入變頻器內或直接固定設于變頻器內部。

進一步，所述DSP模塊和ARM模塊通過各自的通訊模塊進行連接，所述DSP模塊和ARM模塊通過MODBUS協議進行通信，采用RS485或SPI通訊接口。

進一步，所述人機界面模塊與DSP模塊之間通過MODBUS協議進行通信。

進一步，還包括繼電器控制模塊，定時壓力給定模塊，休眠功能模塊，排污控制模塊，進水池水位控制模塊，自動切換模塊，故障處理模塊和運行停機信息發送回饋與數字模擬信號反饋模塊；所述繼電器控制模塊，定時壓力給定模塊，休眠功能模塊，排污控制模塊，進水池水位控制模塊，自動切換模塊，故障處理模塊和運行停機信息發送回饋與數字模擬信號反饋模塊與ARM模塊連接。

進一步，所述人機界面模塊為設置于變頻器上的操作面板。

本實用新型恒壓供水專用變頻器的恒壓供水專用變頻器采用DSP模塊和ARM模塊的組合控制方式，ARM模塊控制供水相關控制及功能，DSP模塊負責通用變頻器相關的控制功能以及和ARM模塊的數據交互，DSP模塊和ARM模塊分工承擔恒壓供水專用變頻器的部分功能，減小了變頻器DSP模塊的資源消耗，對DSP模塊的執行相率影響基本為零，且系統的擴展性強，最大限度滿 足客戶的特殊需求，運行過程中，ARM模塊與DSP模塊實時交互數據，完成信息共享，以相互配合執行系列動作。

附圖說明

圖1是本實用新型DSP模塊與相關模塊的結構示意圖；

圖2是本實用新型ARM模塊與相關模塊的結構示意圖；

圖3是本實用新型恒壓供水專用變頻器的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖1至3給出的實施例，進一步說明本實用新型的恒壓供水專用變頻器的具體實施方式。本實用新型的恒壓供水專用變頻器不限于以下實施例的描述。

如圖1-3所示，本實用新型恒壓供水專用變頻器，包括位于殼體內進行變頻控制的DSP模塊和進行恒壓供水控制的ARM模塊，還包括殼體上便于操作的人機界面模塊，所述人機界面模塊與DSP模塊連接，用戶通過人機界面模塊向DSP模塊發出運行命令，DSP模塊與電機連接，向電機發出運行指令，DSP模塊和ARM模塊連接進行數據交換；DSP模塊與采集水壓信號的信號采集模塊連接，并將獲得的水壓信號反饋給ARM模塊；電機與水泵連接，ARM模塊與電機的電源控制模塊連接，根據水壓信號進行加減泵判斷，通過電源控制模塊控制電機的啟停實現加減泵，同時將加減泵動作反饋至DSP模塊，DSP模塊控制電機調頻。本實用新型恒壓供水專用變頻器采用DSP模塊和ARM模塊的組合控制方式，ARM模塊控制供水相關控制及功能，DSP模塊負責通用變頻器相關的控制功能以及和ARM模塊的數據交互，DSP模塊和ARM模塊分工承擔恒壓供水專用變頻器的部分功能，減小了變頻器DSP模塊的資源消耗，對DSP模塊的執行相率影響基本為零，且系統的擴展性強，最大限度滿足客戶的特殊需求，運行過程中，ARM模塊與DSP模塊實時交互數據，完成信息共享，以相互配合執行系列動作。外部設備采集的水壓反饋信號均為模擬量，通過變頻器的模擬量輸入端子可接收外部模擬量信號，并利用DSP的AD轉換功能，對模擬量的數值大小進行解析判定， 從而實現對外部模擬信號的數據采集。

特別地，所述ARM模塊可以為一張供水擴展卡，從外部插入變頻器內，也可以固定設于變頻器內部，變頻器可以與供水擴展卡配合構成恒壓供水專用變頻器。人機界面模塊為設置于變頻器上的操作面板，所述操作面板包括顯示面板，撥碼開關和端子控制等。ARM模塊加入供水方面的相關功能模塊，提高變頻器的擴展性能和兼容性能。所述DSP模塊即為變頻器主CPU。電源控制模塊包括繼電器，繼電器與外部連接在電機電源回路中的交流接觸器連接以實現電機的啟停。電源控制模塊包括分別控制多個電機的多個繼電器。繼電器接收ARM模塊發出的控制信號，實現對外部交流接觸器的控制，以達到控制水泵起停目的。

具體地，信號采集模塊采集外部水壓信號傳輸至DSP模塊，DSP模塊將水壓信號反饋給ARM模塊，ARM模塊對采集到的水壓信號與目標壓力進行對比，以決定減泵或者加泵動作，需要加泵或者減泵時，ARM模塊向DSP模塊發出加泵或者減泵命令，DSP模塊接到該命令后，開始對水泵進行相應調速動作，達到速度要求時，向ARM模塊反饋確認信號，ARM模塊接收到該信號，將輸出繼電器控制信號，控制另一個繼電器閉合或者斷開。

如圖2所示，所述ARM模塊包括ARM芯片，和分別與ARM芯片連接的RTC模塊、電源控制模塊和通訊模塊；ARM芯片通過通訊模塊與DSP模塊連接，RTC模塊為萬年歷時鐘模塊，向ARM芯片提供日期和實時時間。

本實用新型恒壓供水專用變頻器還包括還包括繼電器控制模塊，定時壓力給定模塊，休眠功能模塊，排污控制模塊，進水池水位控制模塊，自動切換模塊，故障處理模塊和運行停機信息發送回饋與數字模擬信號反饋模塊；所述繼電器控制模塊，定時壓力給定模塊，休眠功能模塊，排污控制模塊，進水池水位控制模塊，自動切換模塊，故障處理模塊和運行停機信息發送回饋與數字模擬信號反饋模塊與ARM模塊連接，還可以擴展其他功能模塊。本實施例中，ARM模塊完成的控制和功能包括：固定/循環變頻兩種模式下繼電器控制、定時壓力給定、休眠功能、排污控制、進水池水位控制、自動切換、加減泵條件判斷、故障處理、運行停機信息發送/回饋、數字/模擬信號反饋等。其中，固定/循環變頻功能為繼電器的兩種動作模式，這兩種動作模式主要的區別在于可設定的變頻泵數量不同，發生加減泵時，進行的投切動作的邏輯不同，固定變頻模式 是直接完成投切的，而循環變頻模式需要先判斷當前是否有空閑變頻繼電器，在有的情況下，先完成當前變頻泵的變工轉換，再完成下個變頻泵的工作投入。定時壓力給定功能則是利用時鐘芯片RTC提供的實時時間，并與設定的定時時間值進行對比，若相等則提取對應時間設定的壓力值作為給定壓力值。休眠功能用于水壓需求較小情況下的工藝需求，當變頻器輸出頻率低于設定的休眠頻率并超過設定的睡眠延遲時間，則變頻器輸出頻率變為0，進入休眠狀態，當反饋壓力低于設定的喚醒壓力并超過設定的睡眠延遲時間，則變頻器喚醒，重新投入工作。排污功能是通過采集外部水位信號，控制對應排污泵的起停動作。進水池水位控制也是依據外部水位信號，實時改變壓力給定值，控制輸出流量。自動切換功能通過ARM芯片的內部定時器，按照設定的切換時間間隔，停止運行時間最長的泵，并起動停止時間最長的泵。加減泵條件判斷依據變頻器當前輸出頻率及反饋壓力情況決定本次加減泵動作方式。故障處理為變頻器發生故障情況下的處理邏輯，依據不同故障類型，執行停機或減速動作。運行/停機/數字/模擬信號反饋等依托DSP與ARM之間的通訊完成數據交互。供水的主體功能由ARM完成，而DSP模塊則負責電機的控制和向ARM發送運行命令以及接收ARM回饋的信息；發送運行命令后，在接收到ARM回饋的起動確認信號后，則啟動變頻器；運行過程中，實時采集壓力信息并提供給ARM。同時接收ARM發送的一些加減速、自由停車命令等，以執行相應的電機控制動作。

如圖1-3所示，還包括通訊模塊，所述DSP模塊和ARM模塊通過通訊模塊進行連接，通訊模塊用于完成ARM模塊和DSP模塊間的數據交互工作。如圖所述通訊模塊采用MODBUS進行通信；通訊模塊采用RS485/SPT通訊接口。所述人機界面模塊與DSP模塊之間采用MODBUS進行通信。

如圖3所示，下面給出本實用新型恒壓供水系統的工作原理：

用戶可通過操作面板發出運行命令，DSP模塊將該命令發送給供水擴展卡(ARM模塊)，ARM模塊接收到該命令后，發出閉合第一個繼電器的控制信號，當繼電器動作完畢，ARM模塊將反饋動作確認信號給DSP模塊，告訴DSP模塊可以起動，DSP模塊接收到該信息后，控制變頻器輸出，運行第一臺水泵。在運行過程中，DSP模塊采集外部壓力信號，并實時反饋給ARM模塊，ARM模塊將該信號與目標壓力對比，以決定減泵或加泵信號，當需要加泵時，ARM模塊向DSP模 塊發出加泵命令，DSP模塊接到該命令后，開始對水泵進行相應調速動作，當達到相應速度需求時，向ARM模塊反饋確認信號，ARM模塊接收到該信號，將輸出繼電器控制信號，控制另一個繼電器閉合。減泵過程與此相同。整個過程，ARM模塊與DSP模塊間實時進行數據交互，相互配合完成系列動作。其它功能，例如進水池水位控制，休眠，自動輪換，定時給定等功能均是在ARM中進行判斷和執行，但判斷和執行的過程中均有DSP參與，例如：向ARM提供需要的數據并接收ARM發出的指令；ARM模塊和DSP模塊間的這種配合，完成了供水系統中的恒壓控制以及其它工藝功能需求。ARM模塊與DSP模塊間通過MODBUS通信交互數據，ARM對繼電器的控制以及變頻、工頻模式切換過程中的一系列處理，與DSP發出或反饋的指令、壓力、標志信息等一系列數據緊密關聯，二者是相互控制，相互制約，從而組成一個按照控制要求，有序運行的系統。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。