CN107305055A - 一种中央空调水泵的变频控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中央空调水泵的变频控制***，包括PLC控制器、触摸屏、变频器、水泵、差压变送器和流量变送器，所述的PLC控制器分别通过变频器、水泵、差压变送器和流量变送器与空调水***串联；所述的变频器和空调水***之间并联设置有多个水泵，所述的差压变送器和流量变送器并联于所述的PLC控制器和空调水***之间，所述的PLC控制器内设置有PID调节器。本发明将根据瞬时流量值和***特性确定水泵并联运行数量和理想运转频率，然后再由接收到的差压信号与目标差压值进行比较，通过PID调节，确定并联水泵的实际运行频率，达到消除***剩余扬程的目的。
Description
技术领域
本发明涉及中央空调控制领域，特别是一种中央空调水泵的变频控制***。
背景技术
在采用大型空调的现代建筑中，空调***的能耗大约占整个建筑能耗的百分之四十以上，所以，空调***的节能设计和可靠的运行成了人们关注的焦点。
当空调使用的用户数发生较大变化时，整个***的循环水量将产生一定的改变，这将导致***实际需用压差发生较大波动。在实际运行中，***差压值总是大大超过***设计差压值，造成了能源的巨大浪费。要避免这一现象，必须由运行工及时地调节阀门节流或增加水泵运行台数来解决，这无疑增加了大量的人工，并造成能源的巨大浪费。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种中央空调水泵的变频控制***，该空调变频控制***，旨在通过计算机和变频调速技术的运用，根据***的瞬时流量值，自动辨识出***水泵最佳运行台数和运转频率，并实现***的最大运行效率，做到真正意义上的节能。
本发明的技术方案是：
一种中央空调水泵的变频控制***，包括PLC控制器、变频器、水泵、差压变送器和流量变送器，所述的PLC控制器分别通过变频器、水泵、差压变送器和流量变送器与空调水***串联；所述的变频器和空调水***之间并联设置有多个水泵，所述的变频器是使水泵实现变频调速的控制器,所述的差压变送器和流量变送器并联于所述的PLC控制器和空调水***之间，所述的差压变送器和流量变送器用于将空调水***的差压和流量信号转换成电量信号，送给PLC控制器进行信号处理，所述的PLC控制器内设置有PID调节器。
优选的，所述的PLC控制器还连接有触摸屏，所述的触摸屏用于提供PLC的人机界面，同时还用于显示记录***数据统计和历史数据。
所述PLC控制器的控制过程是：
（1）、开始以一台水泵变频启动直至工频运行，并判断差压的实际采样值(△P)是否大于设定值(△P0)，如实际采样值(△P)小于设定值(△P0)将再启动第二台、第三台…、到第n台,且皆在工频下运行，一直到实际采样值(△P)大于设定值(△P0)，然后再通过PID调节器调节，同上同下地改变n台泵的运行频率，直到实际差压值(△P)基本等于设定值(△P0)，记录下此时的***临界流量Q0，通过查该水泵***的控制曲线(即特性曲线上移△P0)和单台泵的等效率曲线，可以确定满足***临界流量Q0的水泵最佳运行台数n，再通过查单台泵的变频曲线，求得此时的n台泵的最佳运行频率。
（2）、当末段差压变化时，PID调节器将改变变频器的频率，从而改变流量，当流量的改变量（ΔQ）大于***设计流量的一定百分比后，该变频控制***将在新的流量（Q0+ΔQ）下按照步骤（1）中所述的方法计算满足***的差压要求所需要的水泵数量和水泵的工作频率。
优选的，所述的一定百分比是指流量的改变量（ΔQ）大于***设计流量的0.5%。后，该变频***将在新的流量（Q0+ΔQ）下按照步骤（1）中所述的方法计算满足***的差压要求所需要的水泵数量和水泵的工作频率。
优选的，所述的PLC控制器为西门子PLC控制器，所述的变频器为丹佛斯变频器，所述的差压变送器和流量变送器为西门子变送器。
优选的，所述的触摸屏为西门子触摸屏。
本发明的一种中央空调水泵的变频控制***，依据水泵变频曲线和***曲线计算出最佳运行模式后，使n台水泵在某最佳频率下运行。随着用户负载的不断变化，实际差压值会经常偏离设定值。为了侧底消除该水泵***的剩余扬程，本变频控制***将作进一步的PID调节。***将差压变送器的实时反馈值与目标设定值比较，其差值被送入PLC控制器的内部PID调节器，经过PID调节器运算后，输出频率信号对水泵进行调速,以达到消除差压动态偏差(e=0)的目的。
本发明的一种中央空调水泵的变频控制***，将根据瞬时流量值和***特性确定水泵并联运行数量和理想运转频率，然后再由接收到的差压信号与目标差压值进行比较，通过PID调节，确定并联水泵的实际运行频率，达到消除***剩余扬程的目的。
通过对水泵的特性曲线计算，确定水泵的并联工作台数和工作频率，最大程度地发挥水泵的工作效率，从而达到节能的目的。
附图说明
图1为本发明一种中央空调水泵的变频控制***的控制原理图；
图2为本发明一种中央空调水泵的变频控制***的***曲线/控制曲线/三台水泵并联变频特性的曲线图；
图3为本发明一种中央空调水泵的变频控制***的单台泵等效率曲线/变频曲线的曲线图。
附图标记：1-PLC控制器，2-触摸屏，3-变频器，4-水泵，5-差压变送器，6-流量变送器，7-空调水***。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例一
如图1所示，一种中央空调水泵的变频控制***，包括PLC控制器1、变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6，所述的PLC控制器1分别通过变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6与空调水***串联；所述的变频器3和空调水***之间并联设置有多个水泵4，所述的变频器3是使水泵4实现变频调速的控制器，所述的差压变送器5和流量变送器6并联于所述的PLC控制器和空调水***之间，所述的差压变送器5和流量变送器6用于将空调水***的差压和流量信号转换成电量信号，送给PLC控制器1进行信号处理，所述的PLC控制器1内设置有PID调节器。
实施例二
如图1所示，一种中央空调水泵的变频控制***，包括PLC控制器1、变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6，所述的PLC控制器1分别通过变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6与空调水***串联；所述的变频器3和空调水***之间并联设置有多个水泵4，所述的变频器3是使水泵4实现变频调速的控制器，所述的差压变送器5和流量变送器6并联于所述的PLC控制器和空调水***之间，所述的差压变送器5和流量变送器6用于将空调水***的差压和流量信号转换成电量信号，送给PLC控制器1进行信号处理，所述的PLC控制器1内设置有PID调节器。
所述的PLC控制器1还连接有触摸屏2，所述的触摸屏2用于提供PLC控制器1的人机界面，同时还用于显示记录***数据统计和历史数据。
实施例三
如图1所示，一种中央空调水泵的变频控制***，包括PLC控制器1、变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6，所述的PLC控制器1分别通过变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6与空调水***串联；所述的变频器3和空调水***之间并联设置有多个水泵4，所述的变频器3是使水泵4实现变频调速的控制器，所述的差压变送器5和流量变送器6并联于所述的PLC控制器和空调水***之间，所述的差压变送器5和流量变送器6用于将空调水***的差压和流量信号转换成电量信号，送给PLC控制器1进行信号处理，所述的PLC控制器1内设置有PID调节器。
所述的PLC控制器1还连接有触摸屏2，所述的触摸屏2用于提供PLC控制器1的人机界面，同时还用于显示记录***数据统计和历史数据。
所述PLC控制器1的控制过程是：
（1）、开始以一台水泵变频启动直至工频运行，并判断差压的实际采样值(△P)是否大于设定值(△P0)，如实际采样值(△P)小于设定值(△P0)将再启动第二台、第三台…、到第n台,且皆在工频下运行，一直到实际采样值(△P)大于设定值(△P0)，然后再通过PID调节器调节，同上同下地改变n台泵的运行频率，直到实际差压值(△P)基本等于设定值(△P0)，记录下此时的***临界流量Q0，通过查该水泵***的控制曲线(即特性曲线上移△P0)（图2）和单台泵的等效率曲线（图3），可以确定水泵的最佳运行台数n，再通过查单台泵的变频曲线，求得此时的n台泵的最佳运行频率。
（2）、当末段差压变化时，PID调节器将改变变频器的频率，从而改变流量，当流量的改变量（ΔQ）大于***设计流量的一定百分比后，该变频控制***将在新的流量（Q0+ΔQ）下计算满足***的差压要求所需要的水泵数量和水泵的工作频率。
实施例四
如图1、图2、图3所示，一种中央空调水泵的变频控制***，包括PLC控制器1、变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6，所述的PLC控制器1分别通过变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6与空调水***串联；所述的变频器3和空调水***之间并联设置有多个水泵4，所述的变频器3是使水泵4实现变频调速的控制器，所述的差压变送器5和流量变送器6并联于所述的PLC控制器和空调水***之间，所述的差压变送器5和流量变送器6用于将空调水***的差压和流量信号转换成电量信号，送给PLC控制器1进行信号处理，所述的PLC控制器1内设置有PID调节器。
所述的PLC控制器1还连接有触摸屏2，所述的触摸屏2用于提供PLC控制器1的人机界面，同时还用于显示记录***数据统计和历史数据。
所述PLC控制器1的控制过程是：
（1）、开始以一台水泵变频启动直至工频运行，并判断差压的实际采样值(△P)是否大于设定值(△P0)，如实际采样值(△P)小于设定值(△P0)将再启动第二台、第三台…、到第n台,且皆在工频下运行，一直到实际采样值(△P)大于设定值(△P0)，然后再通过PID调节器调节，同上同下地改变n台泵的运行频率，直到实际差压值(△P)基本等于设定值(△P0)，记录下此时的***临界流量Q0，通过查该水泵***的控制曲线(即特性曲线上移△P0)（图2）和单台泵的等效率曲线（图3），可以确定水泵的最佳运行台数n，再通过查单台泵的变频曲线，求得此时的n台泵的最佳运行频率。
（2）、当末段差压变化时，PID调节器将改变变频器的频率，从而改变流量，当流量的改变量（ΔQ）大于***设计流量的0.5%（在0.5%时最节能）后，该变频控制***将在新的流量（Q0+ΔQ）下计算满足***的差压要求所需要的水泵数量和水泵的工作频率。
实施例五
如图1所示，一种中央空调水泵的变频控制***，包括PLC控制器1、变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6，所述的PLC控制器1分别通过变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6与空调水***串联；所述的变频器3和空调水***之间并联设置有多个水泵4，所述的变频器3是使水泵4实现变频调速的控制器，所述的差压变送器5和流量变送器6并联于所述的PLC控制器和空调水***之间，所述的差压变送器5和流量变送器6用于将空调水***的差压和流量信号转换成电量信号，送给PLC控制器1进行信号处理，所述的PLC控制器1内设置有PID调节器。
所述的PLC控制器1还连接有触摸屏2，所述的触摸屏2用于提供PLC控制器1的人机界面，同时还用于显示记录***数据统计和历史数据。
所述PLC控制器1的控制过程是：
（1）、开始以一台水泵变频启动直至工频运行，并判断差压的实际采样值(△P)是否大于设定值(△P0)，如实际采样值(△P)小于设定值(△P0)将再启动第二台、第三台…、到第n台,且皆在工频下运行，一直到实际采样值(△P)大于设定值(△P0)，然后再通过PID调节器调节，同上同下地改变n台泵的运行频率，直到实际差压值(△P)基本等于设定值(△P0)，记录下此时的***临界流量Q0，通过查该水泵***的控制曲线(即特性曲线上移△P0)和单台泵的等效率曲线，可以确定水泵的最佳运行台数n，再通过查单台泵的变频曲线，求得此时的n台泵的最佳运行频率。
（2）、当末段差压变化时，PID调节器将改变变频器的频率，从而改变流量，当流量的改变量（ΔQ）大于***设计流量的0.5%后，该变频控制***将在新的流量（Q0+ΔQ）下计算满足***的差压要求所需要的水泵数量和水泵的工作频率。
所述的PLC控制器1为西门子PLC控制器，所述的变频器3为丹佛斯变频器，所述的差压变送器5和流量变送器6为西门子变送器。
实施例六
如图1所示，一种中央空调水泵的变频控制***，包括PLC控制器1、变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6，所述的PLC控制器1分别通过变频器3、水泵4、差压变送器5和流量变送器6与空调水***串联；所述的变频器3和空调水***之间并联设置有多个水泵4，所述的变频器3是使水泵4实现变频调速的控制器，所述的差压变送器5和流量变送器6并联于所述的PLC控制器和空调水***之间，所述的差压变送器5和流量变送器6用于将空调水***的差压和流量信号转换成电量信号，送给PLC控制器1进行信号处理，所述的PLC控制器1内设置有PID调节器。
所述的PLC控制器1还连接有触摸屏2，所述的触摸屏2用于提供PLC控制器1的人机界面，同时还用于显示记录***数据统计和历史数据。
所述PLC控制器1的控制过程是：
（3）、开始以一台水泵变频启动直至工频运行，并判断差压的实际采样值(△P)是否大于设定值(△P0)，如实际采样值(△P)小于设定值(△P0)将再启动第二台、第三台…、到第n台,且皆在工频下运行，一直到实际采样值(△P)大于设定值(△P0)，然后再通过PID调节器调节，同上同下地改变n台泵的运行频率，直到实际差压值(△P)基本等于设定值(△P0)，记录下此时的***临界流量Q0，通过查该水泵***的控制曲线(即特性曲线上移△P0)和单台泵的等效率曲线，可以确定水泵的最佳运行台数n，再通过查单台泵的变频曲线，求得此时的n台泵的最佳运行频率。
（4）、当末段差压变化时，PID调节器将改变变频器的频率，从而改变流量，当流量的改变量（ΔQ）大于***设计流量的0.5%后，该变频控制***将在新的流量（Q0+ΔQ）下计算满足***的差压要求所需要的水泵数量和水泵的工作频率。
所述的PLC控制器1为西门子PLC控制器，所述的变频器3为丹佛斯变频器，所述的差压变送器5和流量变送器6为西门子变送器。
所述的触摸屏2为西门子触摸屏。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种中央空调水泵的变频控制***，其特征在于，包括PLC控制器、变频器、水泵、差压变送器和流量变送器，所述的PLC控制器分别通过变频器、水泵、差压变送器和流量变送器与空调水***串联；所述的变频器和空调水***之间并联设置有多个水泵，所述的变频器是使水泵实现变频调速的控制器,所述的差压变送器和流量变送器并联于所述的PLC控制器和空调水***之间，所述的差压变送器和流量变送器用于将空调水***的差压和流量信号转换成电量信号，送给PLC控制器进行信号处理，所述的PLC控制器内设置有PID调节器。
2.根据权利要求1所述的中央空调水泵的变频控制***，其特征在于，所述的PLC控制器还连接有触摸屏，所述的触摸屏用于提供PLC的人机界面，同时还用于显示记录***数据统计和历史数据。
3.根据权利要求1所述的中央空调水泵的变频控制***，其特征在于，所述PLC控制器的控制过程为：开始以一台水泵变频启动直至工频运行，并判断差压的实际采样值(△P)是否大于设定值(△P0)，如实际采样值(△P)小于设定值(△P0)将再启动第二台、第三台…、到第n台,且皆在工频下运行，一直到实际采样值(△P)大于设定值(△P0)，然后再通过PID调节器调节，同上同下地改变n台泵的运行频率，直到实际差压值(△P)基本等于设定值(△P0)，记录下此时的***临界流量Q0，通过查该水泵***的控制曲线(即特性曲线上移△P0)和单台泵的等效率曲线，可以确定满足***临界流量Q0的水泵最佳运行台数n，再通过查单台泵的变频曲线，求得此时的n台泵的最佳运行频率；当末段差压变化时，PID调节器将改变变频器的频率，从而改变流量，当流量的改变量（ΔQ）大于***设计流量的一定百分比后，该变频控制***将在新的流量（Q0+ΔQ）下按照步骤（1）中所述的方法计算满足***的差压要求所需要的水泵数量和水泵的工作频率。
4.根据权利要求3所述的中央空调水泵的变频控制***，其特征在于，所述的一定百分比是指流量的改变量（ΔQ）大于***设计流量的0.5%。
5.根据权利要求1所述的中央空调水泵的变频控制***，其特征在于，所述的PLC控制器为西门子PLC控制器，所述的变频器为丹佛斯变频器，所述的差压变送器和流量变送器为西门子变送器。
6.根据权利要求1所述的中央空调水泵的变频控制***，其特征在于，所述的触摸屏为西门子触摸屏。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20190920 Termination date: 20210418 |