本实用新型涉及一种恒压供水技术领域，尤其是一种改良式增强型智能控速恒压供水控制装置。
背景技术：
由于自动化科技的进步，目前的供水回路控制系统，当以变频调速恒压供水方式为主流技术。由于供水回路的水量变化正比于该回路内之水压变化，因此藉由控制水泵转速，让供水回路维持在恒定压力，确实是一个提供良好供水质量且具节能效率之方法。然一般供水回路内之水量变化，是动态且具有宽广之变化范围，为处理这宽广水量变化，通常以配置多台水泵，再依据水量之多寡，关闭或启动一台备用水泵等方式解决。因此这种在多泵式变频恒压供水系统中，增减水泵事件是频繁且不可避免，但却会在增减泵之瞬间造成压力暴冲，不利于供水回路管线维护尤其是管路连接处，此为缺点一。缺点一发生原由为：在一般供水运转时若有用水需求增加，PID控制器会增加当时运转水泵之转速以维持恒压，但若当时运转之水泵已达满载转速，则PLC控制器势必启动另一待命水泵，由于该水泵并无变频器调速，故势必运转于最高转速，此时必会造成整个供水回路瞬间压力激增，然后PID控制器会依压力传感器回传值与系统设定值之差值，调整该受原PID回路控制之水泵转速，让压力以玲振方式振荡后收敛于系统设定值，致于振荡之振幅与时间则取决于整个供水回路系统之PID控制参数及其反应时间，同样的现象亦会出现在PLC控制器因用水需求减少而关闭一台运转水泵时。再者由于一般用于直接供水场合之恒压变频供水回路中，通常配置有众多大小不一的用水装置，平均而言用水量为零的机率很低若再考量庞大回路中漏水的存在则系统为维持恒压必须让水泵不断运转，因此必定是至少有一台水泵几乎不停车，一段时间后自然就容易损坏，此为缺点二。又系统不具物联网(IoT)连线能力，无法实现从云端服务器监控现场之功能，为缺点三。
技术实现要素：
本实用新型目的在于提供一种改良式增强型智能控速恒压供水控制装置，解决了需水量变化时供水回路的压力不平稳的问题。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种改良式增强型智能控速恒压供水控制装置，适用于多泵并联的供水回路，该装置包括多个变频器输出接口、多个传感器输入接口以及一处理器单元，每一个变频器输出接口连接一由变频器驱动之水泵，且所述变频器一一对应地接入各组变频器输出接口，该多个变频器输出接口在处理器单元的控制下形成多个相互独立的变频器输出控制回路；各传感器输入接口输出端分别与处理器单元连接，其中一个传感器输入接口的输入端连接至各水泵；其中一个传感器输入接口的输入端与安装在供水回路管线上压力传感器连接；
多个传感器输入接口在处理器单元控制下动态结合一个或多个相互独立的变频器输出控制回路组成一个依供水回路压力值来控制水泵转速的PID控制回路，且可从PID控制回路中选择任一个变频器输出控制回路作为调变转速的第二控制回路。
所述供水控制装置还包括一WIFI无线通讯模组、一LED显示器和多个按键、以及多个LED灯；该WIFI无线通讯模组与处理器单元连接；所述按键与LED显示器连接，LED显示器与处理器单元连接，多个LED灯均与处理器单元连接。
采用上述方案后，实用新型的一种改良式增强型智能控速恒压供水控制装置工作原理如下：
压力传感器持续地将其检测到的供水回路压力值通过传感器输入接口发送至处理器单元；
在用水需求增大时，处理器单元控制变频器启动其中一个处于闲置状态的水泵，处理器单元与该变频器结合变频器输出接口形成一别于PID控制回路的第二控制回路，然后处理器单元输出一个稳定递增的供水偏压发送至该变频器，使得该水泵在该变频器的控制下转速线性递增，处理器单元还控制之前开启的受控于PID控制回路之水泵转速在维持供水回路压力平稳的前提下逐步调降，直到新开启的水泵的转速与之前已经开启的水泵转速之间的差值缩小至某一设定值时，将受控于第二控制回路的水泵并入PID控制回路，同时关闭第二控制回路；
在用水需求减小时，处理器单元在PID控制回路控制的至少两台水泵中选择一台脱离PID控制回路，并让该水泵以原转速运转于有别PID控制回路的第二控制回路；然后处理器单元发送以稳定递减供水偏压至该水泵所对应变频器，以控制该水泵转速线性递减，同时PID控制回路所控制的水泵逐步调升其转速，使得所述供水回路压力值维持平稳，直到受控于第二控制回路的水泵转速缩小至某一设定值时，关闭第二控制回路及其控制的水泵。
在闲置水泵与运转中水泵交换工作状态时，处理器单元选择一台转速为零的水泵，启动与其连接之变频器输出控制回路，形成第二水泵控制回路，并以线性递增转速方式，于供水回路内提供一稳定递增之供水偏压，迫使原受PID控制回路控制之水泵，在维持压力平稳的前提下逐步调降转速，直至该两水泵转速差值缩小至一微小范围时，处理器单元将第二控制回路内之水泵，改接至PID控制回路，且原PID控制回路之水泵改接至第二控制回路；接着以线性递减第二控制回路内水泵转速，而让原PID控制回路调控回路内水泵转速，以维持供水压力稳定，直至第二控制回路内之水泵转速降至某一微小值时，关闭该第二控制回路及水泵。
综上述，本实用新型提供之改良式增强型智能控速恒压供水控制装置通过一个处理器单元控制多个变频器，形成多个相互独立的变频器输出控制回路，实现控制回路的灵活组合，在需水量增加时，通过形成有别于PID控制回路的第二控制回路对新开启的水泵转速单独控制，同时利用PID控制回路对之前开启水泵转速控制，实现压力平稳，在需水量降低时，通过第二控制回路控制需要关闭的水泵逐渐降低转速，而其他已开启水泵由PID控制回路控制提升转速，实现压力平衡。
附图说明
图1为本实用新型结构框图。
标号说明
处理器单元1，变频器输出接口2，变频器3，水泵4，传感器输入接口5，压力传感器6，管线7，WIFI无线通讯模组8，LED显示器9，按键10，LED灯11。
具体实施方式
有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之较佳实施例的详细说明中，将可清楚呈现；此外，在各实施例中，相同之元件将以相似之标号表示。
本实用新型较佳实施例是用于多泵并联供水回路的一种适改良式增强型智能控速恒压供水控制装置，其适用于多泵并联的供水回路。如图1所示，其包括：
多个变频器输出接口2，每一个变频器输出接口2连接一由变频器3驱动之水泵4，且所述变频器3一一对应地接入各组变频器输出接口2，以接收处理器单元1输出的供水偏压，该多个变频器输出接口2在处理器单元1的控制下形成多个相互独立的变频器输出控制回路；所述变频器3可依供水偏压调整对应水泵4的转速；
多个传感器输入接口5，各传感器输入接口5输出端分别与处理器单元1连接，其中一个传感器输入接口5的输入端连接至各水泵4，以获取各水泵4转速给处理器单元1；其中一个传感器输入接口5的输入端与安装在供水回路管线7上压力传感器6连接，以获取压力传感器6检测到的供水回路管线的压力值，并将该值回传至处理器单元1；
一处理器单元1，用于依据压力传感器6回传的供水回路压力值并通过PID演算逻辑输出控制水泵4调整转速的稳定递增或递减之供水偏压，并将该供水偏压通过变频器输出接口2输出至变频器3；
多个传感器输入接口5在处理器单元1控制下动态结合一个或多个相互独立的变频器输出控制回路组成一个依供水回路压力值来控制水泵转速的PID控制回路，且可从PID控制回路中选择任一个变频器输出控制回路作为调变转速的第二控制回路。
一WIFI无线通讯模组8，该WIFI无线通讯模组8与处理器单元1连接，用于与云端服务器进行通讯，向云端服务器发送水泵转速、供水回路压力值以及从云端服务器获得PID设定之参数；本例所采用WIFI无线通讯模组8支持 WiFi、TCP/IP、HTTP、mDNS 等通讯协议，同时运作AP(Access P
oint)及STA (Station)等两种工作模式，透过AP工作模式使用者可以手持式行动装置(如智能手机)之浏览器，实时存取系统参数与设定，及本地(Local)网络存取点(Access Point)网址、密码等设定值；透过STA工作模式该WIFI无线通讯模组8会与系统预设之云端服务器网址建立连线，定时传送所有水泵4之转速及供水回路之压力值，及其他系统信息，汇入建立于云端服务器之大数据(Big Data)数据库，并接收与执行来自云端服务器之遥控指令，实现云端监控功能。
一LED显示器9和多个按键10，所述按键10与LED显示器9连接，LED显示器9与处理器单元1连接，所述按键10用于输入系统参数设定，LED显示器9用于显示参数输入、各水泵转速及供水回路压力值；以及
多个LED灯11，所有LED灯11均与处理器单元连接，LED灯用于在处理器单元1的控制下的参数输入显示及作为警示异常情况的警示灯。
本实用新型基于上述改良式增强型智能控速恒压供水控制装置，还揭示基于该装置的一种改良式增强型智能控速恒压供水控制方法，包括：
压力传感器6持续地将其检测到的供水回路压力值通过传感器输入接口5发送至处理器单元1；
在用水需求增大时，处理器单元1控制变频器3启动其中一个处于闲置状态的水泵4，处理器单元1与该变频器3结合变频器输出接口2形成一别于PID控制回路的第二控制回路，然后处理器单元1输出一个稳定递增的供水偏压发送至该变频器3，使得该水泵4在该变频器3的控制下转速线性递增，处理器单元1还控制之前开启的受控于PID控制回路之水泵4转速在维持供水回路压力平稳（即使压力在一个小范围内变化）的前提下逐步调降，直到新开启的水泵4的转速与之前已经开启的水泵4转速之间的差值缩小至某一设定值时，将受控于第二控制回路的水泵4并入PID控制回路，同时关闭第二控制回路；
在用水需求减小时，处理器单元1在PID控制回路控制的至少两台水泵中选择一台脱离PID控制回路，并让该水泵4以原转速运转于有别PID控制回路的第二控制回路；然后处理器单元1发送以稳定递减供水偏压至该水泵4所对应变频器，以控制该水泵转速线性递减，同时PID控制回路所控制的水泵逐步调升其转速，使得所述供水回路压力值维持平稳，直到受控于第二控制回路的水泵转速缩小至某一设定值时，关闭第二控制回路及其控制的水泵。
在闲置水泵4与运转中水泵4交换工作状态时，处理器单元1选择一台转速为零的水泵4，启动与其连接之变频器输出控制回路，形成第二水泵控制回路，并以线性递增转速方式，于供水回路内提供一稳定递增之供水偏压，迫使原受PID控制回路控制之水泵，在维持压力平稳的前提下逐步调降转速，直至该两水泵转速差值缩小至一微小范围时，处理器单元1将第二控制回路内之水泵4改接至PID控制回路，且原PID控制回路之水泵改接至第二控制回路；接着以线性递减第二控制回路内水泵转速，而让原PID控制回路调控回路内水泵转速，以维持供水压力稳定，直至第二控制回路内之水泵转速降至某一微小值时，关闭该第二控制回路及水泵4。
以下通过更为具体示例说明本实用新型所提出之一种改良式增强型智能控速恒压供水控制装置的工作原理：
本实施例之供水回路配置多个变频器3及受其控制之水泵4，为方便说明多台水泵4如何在用水需求频繁变化下维持恒压的动作细节，本实施例以三组变频器(INV1，INV2，INV3)及三台水泵(P1，P2，P3)且该三台水泵4之转速分别为(V1，V2，V3)作说明；现假设在供水回路稳定于设定值的某一状态，V1=Vpid，V2 =0，V3 =0 当有较大的用水需求产生时，PID控制回路会加大Vpid，但Vpid会饱和在其最大值Vmax，也就是说水泵(P1)已达全速，这意谓着一台水泵(P1)全速运转时，其供水量小于当下之用水量，此时处理器(PROCESSOR)单元，会选 择另一台转速为零的水泵(P2)与其连接变频器(INV2)，形成第二控制回路，该第二控制回路的主要功能，在于以线性递增水泵(P2)转速方式于供水回路内提供一稳定递增之供水偏压，由于该递增供水偏压的投入，迫使原PID控制回路之水泵(P1)脱离饱和转速，回归恒压调控范围．而在同一时间，处理器(PROCESSOR)单元，会以二倍PID控制回路之系统反应时间(约数十微秒)为间隔，持续查看V1与V2，一旦发现两者之差值缩小 至某一范围，则将水泵(P2)与其串连之变频器(INV2)并入PID控制回路，同时关闭第二控制回路；此时受PID 回路控制之水泵数为二，即(P1)与(P2)，且其转速同为Vpid。若用水需求持续增加则Vpid亦会加大，依循上述动作逻辑，当Vpid=Vmax时处理器(PROCESSOR)单元，会选择另一台转速为零的水泵(P3)与其连接之变频器(INV3)，形成第二控制回路，以线性递增泵浦(P3)转速方式于供水回路内提供一稳定递增之供水偏压，迫使原PID控制回路之水泵(P1)与(P2)脱离饱和转速，回归恒压调控范围，并以二倍PID控制回路之系统反应时间为间隔，持续检查此两控制回路内水泵转速差值，当差值缩小至某一范围，则将水泵(P3)与其串连之变频器(INV3)并入PID控制回路，同时关闭第二控制回路；由于新投入之水泵是在PID控制回路恒压调控该多部水泵(P1)或(P1)+(P2)下，逐步增速至与水泵(P1)或(P1)+(P2)同速，因此不会对供水回路产生瞬间的压力暴增。
当用水需求减少时，PID控制回路会缩减Vpid，当Vpid小至一设定值时，处理器(PROCESSOR)单元会从受PID回路控制之多部水泵(本实施例为(P1+P2)或(P1+P2+P3))中，依使用者选择逻辑或系统内定之平均作功逻 辑择一水泵及其连接变频器，脱离PID控制回路，另启动成第二控制回路，以线性递减转速方式于供水回路内稳定递减供水偏压，而原PID控制回路亦会自动稳定供水回路压力，平衡第二控制回路内之水泵转速递减，一但该第二控制回路内之水泵转速降至某一微小值(例如1/4 Vpid)时，处理器(PROCESSOR)单元便会关闭该第二控制回路及水泵。
由于一般供水回路内之用水装置数目相当庞大，且其用水量及规格大小不一，加上管线漏水的考量，系统配置之多部水泵中至少有一部水泵是不会停车的，一段时间后该部水泵便易于损坏。为改善该缺点，本实施例以平均作功逻辑在一由使用者设定之时间后，在多部水泵中以一停车水泵与该运转水泵作交换，交换动作期间仍然维持供水回路压力平稳。该平均作功逻辑下之交换动作，现说明如下：
本实施例之处理器单元1，首先会选择一台转速为零的水泵4与其连接变频器3形成第二控制回路，并以线性递增转速方式于供水回路内提供一稳定递增之供水偏压，由于该递增供水偏压的投入，迫使原PID控制回路之水泵4稳定递减转速，当该两水泵转速差值缩小至一微小范围时，处理器(PROCESSOR)单元将第二水泵控制回路内之水泵，改接至PID控制回路，且原PID控制回路之水泵改接至第二控制回路，由于两水泵转速几乎相同，因此在两控制回路间交换水泵的当下，对整个供水回路压力是不会造成任何影响的；接着处 理器单元，线性递减第二控制回路内之水泵转速，而原PID控制回路亦会自动调升PID控制回路内水泵转速，以达到供水回路之压力稳定，当该第二控制回路内之水泵转速降至某一微小值(例如1/4 Vpid) 时，处理器单元便会关闭该第二控制回路及水泵，如此即完成整个交换动作。
又本实施例之WIFI无线通讯模组8，支持 WiFi、TCP/IP、HTTP、mDNS 等通讯协议，同时运作于 AP(Access Point)及 STA (Station)等两种工作模式，透过AP工作模式使用者可以手持式行动装置(如智能手机)之浏览器，实时存取系统参数与设定，如PID控制回路之 P、I、D 参数，水泵交换时间，及供水回路之压力设定、缺水设定、水泵停车设定、水泵超温设定以及本地网络存取点(Access Point)网址、密码等之系统设定值；另方面透过STA工作模式，WIFI无线通讯模组8会实时传送所有水泵之转速及供水回路上压力传感器6回传之压力值，供浏览器显示于手持式行动装置上，方便使用者或维修人员实时暸解系统状况并做处置，大幅提升系统之保养与维护之方便性；另一方面处理器单元1会透过WIFI无线通讯模组8，随时扫瞄周遭是否有可用之无线网络存取点，若有则以设定之密码加入该无线网络，取得 IP 地址后，尝试与系统预设之云端服务器网址建立连线，传送所有水泵4之转速及供水回路之压力值，及其他系统信息；并接收与执行来自云端服务器之遥控指令，如系统参数之存取与设定；该与云端服务器连线并收送资料之动作，处理器单元1每数秒钟会执行一次，以利云端服务器建立大数据(Big Data)数据库，如此则客服与维修人员可藉由分析云端服务器之大数据数据库，预防系统故障之发生；且可以遥控指令，异地调试系统参数，方便问题之排除并提升系统之妥善率。
惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，不能以此限定本实用新型实施之范围。故凡是依本实用新型申请专利范围及实用新型说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖之范围内。