专利名称：多用途水力平衡自动控调装置的制作方法
技术领域：
多用途水力平衡自动控调装置技术领域[0001]本实用新型涉及水系统中的水力平衡技术，具体涉及一种多用途水力平衡自动控调装置。
背景技术：
[0002]在配置有中央空调或生活热水的建筑中，通常在水系统中进行水力平衡的分为两类(1)使用无控制器类型的有静态平衡阀或动态平衡阀，(2)使用有控制器的如DDC或PLC 等控制电动调节阀。[0003]前者应用在特定且固定场合，缺乏参数关联和调节功能的延伸；后者应用在整体或局部群控场合，需要对控制器编写专门的对应程序，针对不同的水力平衡应用与调试，编写程序必须由自动化专业人员来完成，一般的暖通工程施工人员无法自行解决。[0004]针对已有中央空调系统与生活热水需求的建筑，在实施节能改造中对水力平衡调节是一项比重很高、范围很广、节能效果很明显的内容，很多系统例如中央空调的分、集水器，各供冷或供暖分区的主立管、各楼层的冷暖水管水平支管，一般只安装蝶阀或电动蝶阀，假如需要进行水力平衡调节，则按一般做法则必须更换动态平衡阀或电动调节阀，这样一来造成改造工程造价上升，施工造成例如水管更改、焊接、装修面破坏、局部供冷或供暖暂停等诸多不利影响。又例如在一些高品位的星级酒店需要进行热回收节能改造，对有两个以上的闭式热水分区系统进行热回收应用的案例中，每个热水分区必须做到热量回收平衡，则需要电动调节阀进行水量调节，如要做到按需取热的最佳热回收工况，原有的蝶阀只实现通断控制，现必须增加调节功能就要更换为电动调节阀，而且还要建立一套自动控制系统，势必增加投资的同时对酒店正常营业造成不少的负面影响，如果碰上施工面空间不够，而更换体积远比蝶阀要大得多、造价更高的调节阀，所付出的代价和造成的影响足以使得业主知难而退。实用新型内容[0005]为了克服现有技术的不足，本实用新型提出了一种多用途水力平衡自动控调装置，其能够通过在人机界面上选择传感器类型、参数、运行值的设置，以及被控电动阀门的开启度步进比例设置、阀门启闭条件、水力平衡效果等运行参数与变量，自动执行控调程序，从而达到调节管路的流量来实现管路温差或压差平衡目的。[0006]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下[0007]—种多用途水力平衡自动控调装置，其包括控调箱，控调箱的面板上设有人机界面，控调箱内设有PLC控制器，PLC控制器通过通信接口与人机界面电性连接，其还包括模拟量扩展器、模拟量输入输出端子、开关量输入输出继电器组、开关量输入输出端子，模拟量扩展器与PLC控制器电性连接，模拟量输入输出端子与模拟量扩展器电性连接，PLC控制器的开关量输入输出端口通过开关量输入输出继电器组与开关量输入输出端子电性连接； 所述模拟量扩展器通过模拟量输入输出端子与模拟量传感器电性连接，所述模拟量传感器的类型可以是温度传感器、压力传感器、液位传感器、电动调节阀的执行器；所述开关量传感器的类型可以是电动蝶阀的执行器；所述电动阀门的数量为多个，电动阀门分别与开关量输入输出端子和/或模拟量输入输出端子电性连接。[0008]优选的，所述电动阀门包括电动蝶阀和/或电动调节阀，电动蝶阀的执行器与开关量输入输出端子电性连接，电动调节阀的执行器与模拟量输入输出端子电性连接。[0009]优选的，该多用途水力平衡自动控调装置还包括温度变送器，所述温度变送器与模拟量扩展器电性连接。当与被控电动阀门关联的传感器为热电偶或热电阻时，就需要通过温度变送器与模拟量扩展器连接。[0010]优选的，为了方便操作，所述人机界面为液晶触摸屏。[0011]优选的，为了方便调试，远距离巡察，该多用途水力平衡自动控调装置还包括数码显示板，所述数码显示板位于控调箱的面板上并与PLC控制器电性连接，数码显示板用于显示被控电动阀门的运行参数，所述运行参数包括步进比例及阀门开度。[0012]优选的，为了可以人工手动调节被控电动阀门的开度，该多用途水力平衡自动控调装置还包括手动按钮，所述手动按钮位于控调箱的面板上并与PLC控制器电性连接，手动按钮用于手动调节被控电动阀门的开度。[0013]优选的，所述PCL控制器的数量为一个，其选用西门子200系列的CPU2^5模块；模拟量扩展器的数量为三个，其选用西门子的EM235 (4Α ΙΑο)。[0014]上述模拟量传感器的类型可以是温度传感器、压力传感器、液位传感器、电动调节阀的执行器等；开关量传感器的类型可以是电动蝶阀的执行器、水流开关等。[0015]本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于适应不同的应用需求、不同的使用场合、不同的水力配置，不同的传感器类型，由普通的暖施工技术人员按照使用说明的指引，在人机界面上进行设置与选择，设定被控阀门组合的参数范围、运行变量、控调模式、控调步进比例后，轻松实现自动控调电动碟阀或调节阀的开、闭度，以求获得最佳水力平衡效果的同时，实现低廉的投资成本同时满足广泛的应用需求。
[0016]图1为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的系统方框图；[0017]图2为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的PLC控制器及模拟量扩展器的端口定义连线图；[0018]图3为图2的A部分放大示意图；[0019]图4为图2的B部分放大示意图；[0020]图5为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的信号输入输出示意图；[0021]图6为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的开关量输入输出继电器组的接线图；[0022]图7为图6的C部分放大示意图；[0023]图8为图6的D部分放大示意图；[0024]图9为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的自动控调流程的方框图；[0025]图10为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的自检运算流程的流程图；[0026]图11为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的脉冲控调运行流程的流程图；[0027]图12为图11的E部分放大示意图；[0028]图13为图11的F部分放大示意图；[0029]图14为图11的G部分放大示意图；[0030]图15为图11的H部分放大示意图；[0031]图16为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的应用案例一的示意图；[0032]图17为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的应用案例二的示意图；[0033]图18为本实用新型实施例的多用途水力平衡自动控调装置的应用案例三的示意图。
具体实施方式
[0034]下面，结合附图以及具体实施方式
，对本实用新型的多用途水力平衡自动控调装置做进一步描述，以便于更清楚的理解本实用新型所要求保护的技术思想。[0035]如图1所示，一种多用途水力平衡自动控调装置，其包括控调箱1，控调箱1的面板上设有液晶触摸屏6、数码显示板7、面板指示灯8、手动按钮9，控调箱1内设有PLC控制器 2、模拟量扩展器3、模拟量输入输出端子12、开关量输入输出继电器组10、开关量输入输出端子11、稳压电源5、温度变送器4、AC220V输入端子13。PLC控制器2通过一个RS-485通信接口与液晶触摸屏6电性连接，模拟量扩展器3与PLC控制器2电性连接，模拟量输入输出端子12与模拟量扩展器3电性连接，PLC控制器2的开关量输入输出端口通过开关量输入输出继电器组10与开关量输入输出端子11电性连接。所述温度变送器4与模拟量扩展器3电性连接。稳压电源5及AC220V输入端子13的连接方式及功能与现有技术相同。[0036]所述手动按钮9与PLC控制器2电性连接，手动按钮9用于手动调节被控电动阀门的开度。所述数码显示板7位于控调箱的面板上并与PLC控制器2电性连接，数码显示板7用于显示被控电动阀门的运行参数，所述运行参数包括步进比例及阀门开度。面板指示灯8通过开关量输入输出继电器组10与PLC控制器2连接，面板指示灯8用于指示被控电动阀门的工作状态。[0037]本实施例PLC控制器2及模拟量扩展器3的选型与参数配置，考虑到可靠性与兼容性及性价比三者的平衡，PLC控制器2选用西门子200系列的CPU2^5模块，该模块具有 16个开关量Do输出端、M个开关量Di输入端；4个1ms、16个10ms、236个IOOms计数器； 24V继电器输出模式；2个RS-485接口 ；允许带7个I/O扩展模块；最大的站点数为1 个， 完全可满足本实施例对开关量端口的需求。[0038]模拟量扩展器3选用西门子的EM235 (4Ai认0)，共三块，合计12个Ai和3个 Ao,刚好能够满足本实施例对模拟量端口的需求，如果实际应用中，碰到与被控电动阀门关联的温度传感器非一体化自带变送器的传感器，而是热电偶或热电阻(PT100)等类型传感器，则可通过增加温度变送器4，实现数据由阻值变量转变为电流或电压变量，温度变送器 4可选用施耐德的RMT (J/K)与RMP Τ. (ΓΤ3进行配置。[0039]液晶触摸屏6的选型，这是实现本实施例很重要的环节，1.建立良好的人机界面所需要的程序；2.能兼容西门子PLC控制器CPU2^5的通信协议；3.满足较高性价比且具有较好的操作性需求。因此本实施例中的液晶触摸屏6选用了台湾公司生产的威纶MT6056i 触摸屏，彩色为65536色、分辨率为32(^234、4线电阻触控、透光度>80%，可兼容西门子 200系列PPI/PMI通信协议(配有专门的通信电缆)，支持USB2. 0下载线，处理器为32Bit RISC 400MHz, 64 MB DDR2 内存，128MB 闪存。[0040]本实施例的控调箱1的制作数码显示板7三路显示的所有元器件均安排在一块线路板上，组成一个整体，安装在本实施例的控调箱1的面板正面正下方，液晶触摸屏6安装在控调箱1的正面正上方，面板指示灯8与手动按钮9安装在控调箱1的正面中间位置。[0041]控调箱1内PLC控制器2与模拟量扩展器3安装在箱体内部的中间位置。PLC控制器2与模拟量扩展器3的端口定义与连接详见附图2、附图3、附图4、附图5、表1和表2。 其中，表1为CPU2^的端口定义，表2为EM235(4AI-A0)的端口定义。[0042]表1 [0043]
权利要求1.一种多用途水力平衡自动控调装置，包括控调箱，控调箱的面板上设有人机界面，控调箱内设有PLC控制器，PLC控制器通过通信接口与人机界面电性连接，其特征在于，还包括模拟量扩展器、模拟量输入输出端子、开关量输入输出继电器组、开关量输入输出端子， 模拟量扩展器与PLC控制器电性连接，模拟量输入输出端子与模拟量扩展器电性连接，PLC 控制器的开关量输入输出端口通过开关量输入输出继电器组与开关量输入输出端子电性连接；所述模拟量扩展器通过模拟量输入输出端子与模拟量传感器电性连接；所述电动阀门的数量为多个，电动阀门分别与开关量输入输出端子和/或模拟量输入输出端子电性连接。
2.如权利要求1所述的多用途水力平衡自动控调装置，其特征在于，所述电动阀门包括电动蝶阀和/或电动调节阀，电动蝶阀的执行器与开关量输入输出端子电性连接，电动调节阀的执行器与模拟量输入输出端子电性连接。
3.如权利要求1所述的多用途水力平衡自动控调装置，其特征在于，该多用途水力平衡自动控调装置还包括温度变送器，所述温度变送器与模拟量扩展器电性连接。
4.如权利要求1所述的多用途水力平衡自动控调装置，其特征在于，所述人机界面为液晶触摸屏。
5.如权利要求1所述的多用途水力平衡自动控调装置，其特征在于，该多用途水力平衡自动控调装置还包括数码显示板，所述数码显示板位于控调箱的面板上并与PLC控制器电性连接。
6.如权利要求1所述的多用途水力平衡自动控调装置，其特征在于，该多用途水力平衡自动控调装置还包括手动按钮，所述手动按钮位于控调箱的面板上并与PLC控制器电性连接。
7.如权利要求1所述的多用途水力平衡自动控调装置，其特征在于，所述PCL控制器的数量为一个，模拟量扩展器的数量为三个。
专利摘要本实用新型涉及一种多用途水力平衡自动控调装置，其包括控调箱，控调箱的面板上设有人机界面，控调箱内设有PLC控制器，PLC控制器通过通信接口与人机界面电性连接，其还包括模拟量扩展器、模拟量输入输出端子、开关量输入输出继电器组、开关量输入输出端子，模拟量扩展器与PLC控制器电性连接，模拟量输入输出端子与模拟量扩展器电性连接，PLC控制器的开关量输入输出端口通过开关量输入输出继电器组与开关量输入输出端子电性连接。本实用新型由暖施工技术人员按照使用说明的指引，在人机界面上进行设置与选择，设定被控阀门组合的运行参数后，轻松实现自动控调电动碟阀或电动调节阀的开度，实现低廉的投资成本同时满足广泛的应用需求。
文档编号G05B19/05GK202285090SQ201120373478
公开日2012年6月27日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者张 雄 申请人:张 雄