本发明涉及水泵控制器技术领域，具体涉及一种水泵用控制器。
背景技术：
水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等；根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。水泵控制器是用于控制水泵工作的。
在水泵的群控问题上，现在的解决方案通常为两种，第一种是由设备运行人员根据冷机的运行状况结合末端的水量需求的经验估计来确定开启哪几台水泵以及水泵的工作频率，这种经验估计往往是不准确的，不能够及时地根据末端的需求来进行合理的水泵的组合运行，且水泵系统的总能耗也往往高于理论上的最优解。另外一种常见的方式为将水泵及其附属设施的全部信息收集到中央控制站，中央控制站根据全局的信息计算出最优解来对相应水泵进行控制，需要将所有水泵的运行参数和性能曲线写入中央控制系统，而水泵的性能曲线是水泵的设备厂商不愿意公开的信息，因此这种控制方式的可操作性及扩展性很差，且这种集中式的控制方式同时还会带来大量的现场调试工作，因此扩展性和鲁棒性均较差。此外，现有的水泵控制器的供电系统由唯一供电系统进行供电，但该供电系统出现断电或故障时，导致控制器无法继续工作。
技术实现要素：
为解决现有技术问题，本发明通过将服务于水泵的附属设备的相关信息都纳入水泵自身的控制范畴，使水泵成为成熟的一体化的智能设备，减少供水系统实施过程中的安装配置工作，极大地降低了工程实施的时间及人力成本；同时通过低压电池和高压电池两路独立的供电分别与控制器连接，两组供电电路相互独立，任意一组供电电路出现问题，另一组供电电路会无缝切换，继续为控制器提供工作所需的电源，从而保证控制器的供电的持续性和安全性。
为达到上述效果，本发明具体采用以下技术方案：
一种水泵用控制器，包括无中心计算模块、本地控制模块以及用于对所述控制器进行供电的电源系统；
所述无中心计算模块包括计算单元及通讯接口单元所述计算单元通过与其他所述控制器的计算单元进行信息交互，以获取当前水泵的运行状态信息；
所述本地控制模块与所述无中心计算模块通信，以根据所述运行状态信息对当前水泵进行控制，并将收集到的所述当前水泵及其附属设施在运行中的多项参数信息发送给所述无中心计算模块；
所述电源系统包括高压电池、低压电池、开关管驱动电源以及电源管理单元，所述供电电源系统还包括高压电源、低压电源以及转接单元，所述高压电源连接到所述高压电池，并将所述高压电池的输出电压转换为第一电压输出；所述低压电源连接到所述低压电池，并将所述低压电池的输出电压转换为第二电压输出；所述转接单元包括连接到所述高压电源的输出端的第一输入端、连接到所述低压电源的输出端的第二输入端、连接到所述低压电池的输出端的第三输入端、连接到所述电源管理单元的输入端的第一输出端以及连接到所述开关管驱动电源的输入端的第二输出端，并根据所述第一输入端和所述第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据所述第一输入端和第二输入端的电压的大小确定所述开关管驱动电源的供电电源。
进一步的方案是，所述计算单元具有与其他水泵的控制器的无中心计算模块通讯的b类接口，所述计算单元通过所述b类接口与其他水泵的控制器的计算单元相连。
进一步的方案是，所述通讯接口单元具有用于与所述本地控制模块通讯的a类接口，所述运行状态信息通过所述a类接口发送给所述本地控制模块。
进一步的方案是，所述本地控制模块包括标准信息存储模块、本地控制模块的i/o接口和用于与无中心计算模块通讯的接口；
所述标准信息存储模块按照标准格式存储当前水泵相关的各项参数或运行信息；
所述本地控制模块的i/o接口与当前水泵及其附属设施的各种传感器或执行器通讯以便收集当前水泵及其附属设施运行过程中产生的各种信息参数并发送用于控制当前水泵运行状态的指令信息；
所述用于与无中心计算模块通讯的接口向所述无中心计算模块发送标准信息存储模块内存储的信息及所述i/o接口接收到的当前水泵及其附属设施在运行过程中产生的各种信息参数。
进一步的方案是，所述电源管理单元的供电电源为高压电源、低压电源、低压电池的一种；
所述开关管驱动电源的供电电源为高压电源、低压电源、低压电池的一种。
进一步的方案是，所述低压电池的输出电压大于所述第一电压，所述第二电压大于所述第一电压；
所述根据所述第一输入端和所述第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据所述第一输入端和第二输入端的电压的大小确定所述开关管驱动电源的供电电源，包括：
在所述低压电池处于第一状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述低压电池，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述低压电源；
在所述低压电池处于第二状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述高压电源，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述高压电源。
进一步的方案是，所述低压电池的输出电压小于所述第一电压，所述第一电压小于所述第二电压；
所述根据所述第一输入端和所述第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据所述第一输入端和第二输入端的电压的大小确定所述开关管驱动电源的供电电源，包括：
在所述低压电池处于第一状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述高压电源，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述低压电源；
在所述低压电池处于第二状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述高压电源，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述高压电源。
进一步的方案是，所述低压电池的输出电压小于所述第一电压，所述第二电压小于所述第一电压；
所述根据所述第一输入端和所述第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据所述第一输入端和第二输入端的电压的大小确定所述开关管驱动电源的供电电源，包括：
在所述高压电池处于第一状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述高压电源，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述高压电源；
在所述高压电池处于第二状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述低压电池，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述低压电源。
进一步的方案是，所述第一状态为正常状态，所述第二状态为非正常状态。
本发明的有益效果：
将服务于水泵的附属设备的相关信息都纳入水泵自身的控制范畴，使水泵成为成熟的一体化的智能设备，减少供水系统实施过程中的安装配置工作，极大地降低了工程实施的时间及人力成本；
水泵控制器内置了水泵的标准信息集，能够实现智能水泵的即插即用，免去了建模和配置的过程；
控制器结构简单，通用新强，能够轻松实现水泵的智能化升级；
通过低压电池和高压电池两路独立的供电分别与控制器连接，两组供电电路相互独立，任意一组供电电路出现问题，另一组供电电路会无缝切换，继续为控制器提供工作所需的电源，从而保证控制器的供电的持续性和安全性。
附图说明
图1为本发明实施例一种水泵用控制器的结构示意图；
图2为本发明实施例一种水泵用控制器中转接单元的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明的一个实施例公开了一种水泵用控制器，其可以内置于水泵，也可以作为独立的外接设备，一台水泵对应一个控制器，
包括无中心计算模块、本地控制模块以及用于对控制器进行供电的电源系统；
无中心计算模块包括计算单元及通讯接口单元计算单元通过与其他控制器的计算单元进行信息交互，以获取当前水泵的运行状态信息；
本地控制模块与无中心计算模块通信，以根据运行状态信息对当前水泵进行控制，并将收集到的当前水泵及其附属设施在运行中的多项参数信息发送给无中心计算模块；
无中心计算模块用于与其他的控制器的无中心计算模块互连形成无中心网络，并通过计算得到优化后的水泵群控策略，而本地控制模块的作用在于收集水泵相关信息并提供给无中心计算模块、以及获取优化后的策略并对水泵进行实际的控制。
电源系统包括高压电池、低压电池、开关管驱动电源以及电源管理单元，供电电源系统还包括高压电源、低压电源以及转接单元，高压电源连接到高压电池，并将高压电池的输出电压转换为第一电压输出；低压电源连接到低压电池，并将低压电池的输出电压转换为第二电压输出；转接单元包括连接到高压电源的输出端的第一输入端、连接到低压电源的输出端的第二输入端、连接到低压电池的输出端的第三输入端、连接到电源管理单元的输入端的第一输出端以及连接到开关管驱动电源的输入端的第二输出端，并根据第一输入端和第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据第一输入端和第二输入端的电压的大小确定开关管驱动电源的供电电源；电源管理单元的供电电源为高压电源、低压电源、低压电池的一种；开关管驱动电源的供电电源为高压电源、低压电源、低压电池的一种。
如图2所示，转接单元可包括第一单向电路和第二单向电路，且第一输入端(连接到高压电源的输出端)经由第一单向电路连接到第一输出端(连接到电源管理单元)、第三输入端(连接到低压电池的输出端)经由第二单向电路连接到第一输出端。在第一输入端电压低于第三输入端电压时，转接单元从第三输入端取电，为电源管理单元提供输入电压；反之，在第一输入端电压高于第三输入端电压时，转接单元从第一输入端取电，为电源管理单元提供输入电压。特别地，上述第一单向电路包括第一二极管d1，第二单向电路包括第二二极管d2。
同样地，转接单元可包括第三单向电路和第四单向电路，第一输入端(连接到高压电源的输出端)经由第三单向电路连接到第二输出端(连接开关管驱动电源)；第二输入端(连接低压电源的输出端)经由第四单向电路连接到第二输出端。这样，在第一输入端电压低于第二输入端电压时，转接单元从第二输入端取电，为开关管驱动电源提供输入电压；反之，在第一输入端电压高于第二输入端电压时，转接单元从第一输入端取电，为开关管驱动电源提供输入电压。特别地，上述第三单向电路包括第三二极管d3，第四单向电路包括第四二极管d4。
通过新增一个从高压电池取电的高压电源，以将高压电池输出的高压电转换为低压电，从而使得低压电池和高压电池可同时为控制器供电，保证控制器供电的持续性和安全性。
在本实施例中，计算单元具有与其他水泵的控制器的无中心计算模块通讯的b类接口，计算单元通过b类接口与其他水泵的控制器的计算单元相连。计算单元通过b类接口与其他计算单元互连，并通过与其他控制器的计算单元进行信息交互来完成无中心计算，获取当前被控水泵优化后的运行状态，包括是否应该开启以及具体的工作状态等。需要说明的是本发明不涉及具体的计算算法。
在本实施例中，通讯接口单元具有用于与本地控制模块通讯的a类接口，运行状态信息通过a类接口发送给本地控制模块。
在本实施例中，本地控制模块包括标准信息存储模块、本地控制模块的i/o接口和用于与无中心计算模块通讯的接口；
标准信息存储模块按照标准格式存储当前水泵相关的各项参数或运行信息；
本地控制模块的i/o接口与当前水泵及其附属设施的各种传感器或执行器通讯以便收集当前水泵及其附属设施运行过程中产生的各种信息参数并发送用于控制当前水泵运行状态的指令信息；
用于与无中心计算模块通讯的接口向无中心计算模块发送标准信息存储模块内存储的信息及i/o接口接收到的当前水泵及其附属设施在运行过程中产生的各种信息参数。
本地控制模块的i/o接口与水泵及其附属设施的各种传感器、执行器通讯以便收集水泵及其附属设施运行过程中产生的各种信息或发送各种控制指令，传感器包括水泵的进口压力值、出口压力值、水流量，这样控制器不仅能够收集水泵本身的信息，还能够收集水泵的附属信息，同时获取内外部信息从而实现水泵控制的智能化。执行器包括水管路的入口和出口的阀门、水泵内部的控制器、变频器等。可以理解的是附图仅为示意，可以根据实际需求设置各种需要的传感器或执行器。
除了上述传感器获取的动态信息，还有关于水泵的固定信息，所有的信息都以标准数据格式存储于标准信息存储模块。具体来讲，包括维保信息(生产厂家、生产年份、保修期、维保电话)、性能参数(额定扬程、额定流量、额定功率、额定效率、开机保护时长、关机保护时长)、设备模型系数、运行状态(手自动状态、启停状态、累计运行时间、启动次数、水泵效率、水泵功率、水泵流量、水泵频率、水泵扬程)、设定值(手自动状态设定、启停状态设定、频率设定值、扬程设定值、运行频率上限、运行频率下限)、报警信息(水泵报警、通讯状态)等，可以是出厂的设定值，也可以是运行过程中各种传感器检测值，用户的设定值，计算出的值等等。
无中心计算模块基于该标准数据辨识水泵，且能够实现与其他无中心计算模块的即插即用。
在本实施例中，低压电池的输出电压大于第一电压，第二电压大于第一电压；
根据第一输入端和第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据第一输入端和第二输入端的电压的大小确定开关管驱动电源的供电电源，包括：
在低压电池处于第一状态时，确定电源管理单元的供电电源为低压电池，确定开关管驱动电源的供电电源为低压电源；
在低压电池处于第二状态时，确定电源管理单元的供电电源为高压电源，确定开关管驱动电源的供电电源为高压电源。
第一状态为正常状态，第二状态为非正常状态。
正常状态下即高压电池、低压电池输出预定电压，且连接正常，由于低压电池的输出电压高于高压电源输出的第一电压，转接单元从低压电池取电，为电源管理单元供电；同时，由于低压电源输出的第二电压高于高压电源输出的第一电压，转接单元从低压电源取电，为开关管驱动电源供电。
当低压电池出现异常时(即非正常状态，例如低压电池本身异常、连接低压电池的线缆出现脱落或者断开)，此时低压电池的输出电压低于高压电源输出的第一电压；并且，低压电池也无法向低压电源输出电压，因此低压电源输出的第二电压也低于高压电源的输出的第一电压。此时，转接单元从连接高压电池的高压电源取电，为电源管理单元以及开关管驱动电源提供输入电压。当低压电源出现异常时，低压电池的输出电压高于高压电源输出的第一电压，而低压电源由于出现异常，其输出的第二电压低于高压电源输出的第一电压，此时转接单元从连接到高压电池的高压电源取电，给开关管驱动电源提供输入电压，同时，转接单元从低压电池取电，继续给电源管理单元提供输入电压。在高压电池或高压电源异常时，转接单元从低压电池取电，为电源管理单元提供输入电压，以及从低压电源取电，为开关管驱动电源提供输入电压。
在本实施例中，低压电池的输出电压小于第一电压，第一电压小于第二电压；
根据第一输入端和第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据第一输入端和第二输入端的电压的大小确定开关管驱动电源的供电电源，包括：
在低压电池处于第一状态时，确定电源管理单元的供电电源为高压电源，确定开关管驱动电源的供电电源为低压电源；
在低压电池处于第二状态时，确定电源管理单元的供电电源为高压电源，确定开关管驱动电源的供电电源为高压电源。
第一状态为正常状态，第二状态为非正常状态。
在正常状态下，由于低压电池的输出电压低于高压电源输出的第一电压，且低压电源输出的第二电压高于高压电源输出的第一电压，转接单元从连接高压电池的高压电源取电，给电源管理单元提供输入电压，且该转接单元从低压电源取电，为开关管驱动电源提供输入电压。
当低压电池出现异常时(低压电池本身异常、连接低压电池的线缆出现脱落或者断开)，此时低压电池的输出电压低于高压电源输出的第一电压；并且，此时低压电池也无法向低压电源提供输入电压，因此低压电源输出的第二电压也低于高压电源输出的第一电压，从而转接单元从连接高压电池的高压电源取电，给电源管理单元以及开关管驱动电源提供电压输入。当低压电源出现异常时，低压电池的输出电压低于高压电源输出的第一电压，而低压电源由于出现异常，其输出的第二电压也低于高压电源输出的第一电压，此时转接单元从连接高压电池的高压电源取电，给开关管驱动电源以及电源管理单元提供输入电压。当高压电源或高压电池出现异常时，由低压电池和低压电源分别为电源管理单元和开关管驱动电源供电。
在本实施例中，低压电池的输出电压小于第一电压，第二电压小于第一电压；
根据第一输入端和第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据第一输入端和第二输入端的电压的大小确定开关管驱动电源的供电电源，包括：
在高压电池处于第一状态时，确定电源管理单元的供电电源为高压电源，确定开关管驱动电源的供电电源为高压电源；
在高压电池处于第二状态时，确定电源管理单元的供电电源为低压电池，确定开关管驱动电源的供电电源为低压电源。
第一状态为正常状态，第二状态为非正常状态。
此时正常情况下，转接单元从连接高压电池的高压电源取电，为电源管理单元以及开关管驱动电源提供输入电压，当高压电源或高压电池出现异常(即非正常状态)时，由低压电池和低压电源分别为电源管理单元和开关管驱动电源供电。
最后说明的是，以上仅对本发明具体实施例进行详细描述说明。但本发明并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。
1.一种水泵用控制器，其特征在于：
包括无中心计算模块、本地控制模块以及用于对所述控制器进行供电的电源系统；
所述无中心计算模块包括计算单元及通讯接口单元所述计算单元通过与其他所述控制器的计算单元进行信息交互，以获取当前水泵的运行状态信息；
所述本地控制模块与所述无中心计算模块通信，以根据所述运行状态信息对当前水泵进行控制，并将收集到的所述当前水泵及其附属设施在运行中的多项参数信息发送给所述无中心计算模块；
所述电源系统包括高压电池、低压电池、开关管驱动电源以及电源管理单元，所述供电电源系统还包括高压电源、低压电源以及转接单元，所述高压电源连接到所述高压电池，并将所述高压电池的输出电压转换为第一电压输出；所述低压电源连接到所述低压电池，并将所述低压电池的输出电压转换为第二电压输出；所述转接单元包括连接到所述高压电源的输出端的第一输入端、连接到所述低压电源的输出端的第二输入端、连接到所述低压电池的输出端的第三输入端、连接到所述电源管理单元的输入端的第一输出端以及连接到所述开关管驱动电源的输入端的第二输出端，并根据所述第一输入端和所述第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据所述第一输入端和第二输入端的电压的大小确定所述开关管驱动电源的供电电源。
2.根据权利要求1所述的一种水泵用控制器，其特征在于：
所述计算单元具有与其他水泵的控制器的无中心计算模块通讯的b类接口，所述计算单元通过所述b类接口与其他水泵的控制器的计算单元相连。
3.根据权利要求1所述的一种水泵用控制器，其特征在于：
所述通讯接口单元具有用于与所述本地控制模块通讯的a类接口，所述运行状态信息通过所述a类接口发送给所述本地控制模块。
4.根据权利要求1所述的一种水泵用控制器，其特征在于：
所述本地控制模块包括标准信息存储模块、本地控制模块的i/o接口和用于与无中心计算模块通讯的接口；
所述标准信息存储模块按照标准格式存储当前水泵相关的各项参数或运行信息；
所述本地控制模块的i/o接口与当前水泵及其附属设施的各种传感器或执行器通讯以便收集当前水泵及其附属设施运行过程中产生的各种信息参数并发送用于控制当前水泵运行状态的指令信息；
所述用于与无中心计算模块通讯的接口向所述无中心计算模块发送标准信息存储模块内存储的信息及所述i/o接口接收到的当前水泵及其附属设施在运行过程中产生的各种信息参数。
5.根据权利要求1所述的一种水泵用控制器，其特征在于：
所述电源管理单元的供电电源为高压电源、低压电源、低压电池的一种；
所述开关管驱动电源的供电电源为高压电源、低压电源、低压电池的一种。
6.根据权利要求1所述的一种水泵用控制器，其特征在于：
所述低压电池的输出电压大于所述第一电压，所述第二电压大于所述第一电压；
所述根据所述第一输入端和所述第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据所述第一输入端和第二输入端的电压的大小确定所述开关管驱动电源的供电电源，包括：
在所述低压电池处于第一状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述低压电池，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述低压电源；
在所述低压电池处于第二状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述高压电源，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述高压电源。
7.根据权利要求1所述的一种水泵用控制器，其特征在于：
所述低压电池的输出电压小于所述第一电压，所述第一电压小于所述第二电压；
所述根据所述第一输入端和所述第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据所述第一输入端和第二输入端的电压的大小确定所述开关管驱动电源的供电电源，包括：
在所述低压电池处于第一状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述高压电源，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述低压电源；
在所述低压电池处于第二状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述高压电源，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述高压电源。
8.根据权利要求1所述的一种水泵用控制器，其特征在于：
所述低压电池的输出电压小于所述第一电压，所述第二电压小于所述第一电压；
所述根据所述第一输入端和所述第三输入端的电压大小确定电源管理单元的供电电源，以及根据所述第一输入端和第二输入端的电压的大小确定所述开关管驱动电源的供电电源，包括：
在所述高压电池处于第一状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述高压电源，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述高压电源；
在所述高压电池处于第二状态时，确定所述电源管理单元的供电电源为所述低压电池，确定所述开关管驱动电源的供电电源为所述低压电源。
9.根据权利要求6-8任一所述的一种水泵用控制器，其特征在于：
所述第一状态为正常状态，所述第二状态为非正常状态。
技术总结