CN201347566Y - 变频恒压供水自动控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频恒压供水自动控制***，包括供水***、控制***及输水的管道，所述供水***包括主泵、备用泵和休眠泵，所述控制***包括控制***运行的PLC和向PLC输出频率信号并控制水泵电机转速的变频器；本实用新型的供水***不需要在高出建造水塔、高位水箱或气罐，其设备简单，控制实时性好，且能满足供水需求的不断增加，而且其设备投资少，占地面积小，能减轻建筑的负重，并且安装、维护简单方面，并能根据***压力判别供水***的运行工作状况，使***运行在最合理的状态，达到节省电能的目的，有着广阔的应用前景。

Description

变频恒压供水自动控制***

技术领域

本实用新型涉及一种供水***，特别是一种变频恒压供水自动控制***。

背景技术

传统的供水方法都是以设置在较高位置的水箱或水塔的方式供水，又称重力供水，其内部贮水，并以恒定的供水压力由较高位置向较低位置进行供水，这样的供水方法需要将建造水塔或水箱置于建筑物的屋顶上，即使如此，在大型建筑中还常常不能满足最不利供水点的供水要求，并难以满足用水需求量增加情况下的供水需求，而且储存在水塔或水箱里的水较容易造成第二次污染，影响用水的质量，此外，由于水塔或水箱在屋顶形成很大的负重，增加了建筑结构的受力，也防碍了建筑美观，而且屋顶上水塔或水箱必须高出水面几米，使得建造时投资周期长，费用大，并且维护困难。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种安装及维护方便、使用范围广泛、能有效供水并且有效改善供水质量的变频恒压供水自动控制***。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

变频恒压供水自动控制***，包括供水***、控制***及输水的管道，所述供水***包括主泵、备用泵和休眠泵，所述控制***包括监测并控制供水***的PLC和向PLC输出频率信号并控制水泵电机转速的变频器。

其中，所述供水***包括设置于管道入水口的开关主阀，主泵、备用泵和休眠泵相互并联连接入水和出水管道，在主泵、备用泵和休眠泵的入水端各设有开关阀，出水端各设有止回阀。

作为上述方案的进一步改进，在管道的出水口端设有检测压力的压力表和压力变送器，在管道入水口和出水口各设有监测压力的压力开关，所述压力变送器连接变频器，并输入压力信号给变频器，所述压力开关通过PLC控制。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的自动供水***不需要在高出建造水塔、高位水箱或气罐，其设备简单，控制实时性好，且能满足供水需求的不断增加。

2、本实用新型的设备投资少，占地面积小，能减轻建筑的负重，并且安装、维护简单方面。

3、本实用新型能根据***压力判别供水***的运行工作状况，使***运行在最合理的状态，达到节省电能的目的。

4、本实用新型不会造成水质的第二次污染，保证供水的质量。因此变本实用新型的频恒压供水自动控制***有着广阔的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的***结构图；

图2为本实用新型的一次回路电路图；

图3为本实用新型的二次回路电路图。

图4为PLC接线图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的变频恒压供水自动控制***，包括供水***、控制***及输水的管道4，所述供水***包括主泵11、备用泵12和休眠泵13，所述控制***包括监测并控制供水***的PLC可编程控制器2和向PLC可编程控制器2输出频率信号并控制水泵的电机转速的变频器3。

其中，变频器3通过变阻器进行设置所置的压力，并通过电路将交流220V变为直流5V电源供给压力传感器。压力传感器将管道4内的压力值变换成相应的电压信号输送到调节电路转换成电流信号输出接到变频器的设定频率电流输入端，构成一个闭环负反馈控制。变频器根据反馈信号的大小进行自动调节输出频率和电压幅值，调节水泵电动机的转速控制各管道4内的压力，使管道4内的压力恒定在设定的压力值上，从而达到恒压的供水的目的。

作为本实用新型的优选方式，所述供水***包括设置于管道4入水口的开关主阀14，主泵11、备用泵12和休眠泵13相互并联连接入水和出水管道4，在主泵11、备用泵12和休眠泵13的入水端各设有开关阀19，出水端各设有防止回流的止回阀15。

在管道4出水口端设有检测压力的压力表16和压力变送器18，其中，压力变送器18为一个滑线电阻，用于管道压力检测，压力变送器18将供水压力的变化信号送入电路，信号经过处理后与变频器3设定的压力信号进行比较，得出最佳频率，实现自动恒压，此外，压力变送器18也可以起到超压或欠压作保护功能，有利于***的良好保护，进一步提高供水***设备的使用寿命。

在管道4入水口和出水口各设有压力开关17，压力开关17用于管道出、入口压力控测，当水泵进水口缺水和出水口过压的情况下，压力开关17将发出信号，使水泵组停止转动，避免水泵空转造成损坏。

所述压力变送器18连接变频器3，并输入压力信号给变频器3，所述压力开关17通过PLC可编程控制器2控制。

其中，本实用新型优选PLC可编程控制器2为三菱FX2N-48M；所述变频器3为三菱MF-22K-380。

参照图2～图4分别为本实用新型优选实施方式的一次回路线路图、二次回路线路图和PLC接线图，其中，KM1、KM2为控制主泵11的电动机M1的开关，FR1为控制M1的继电器；KM3、KM4为控制备用泵12的电动机M2的开关，FR2为控制M2的继电器；KM5、KM6为控制休眠泵13的电动机M3的开关，FR3为控制M3的继电器；其中，KM1为控制主泵11变频运行，KM2为控制主泵11工频运行，KM3为控制备用泵12变频运行，KM4为控制备用泵12工频运行，KM5为控制休眠泵13工频运行。

PLC可编程控制器2的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5分别连接二次回路的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5，形成通过PLC可编程控制器2控制的控制回路，此外，PLC可编程控制器2通过端口X3、X4、X5、X6分别设定压力上限、压力下限、水位检测及变频器监测，并通过端口Y6、Y7、Y10、Y11连接外部显示分别形成无水指示、变频器报警指示、过压指示和欠压指示。

本实用新型的工作流程为：

一、自动调节供水模式：该控制模式是根据管道4压力和用户的用水量的大小进行自动调节的，以确保***的恒压供水的目的。

其工作过程为：PLC可编程控制器2内部程序工作，输出给Y1继电器FR1，使得KM1得电，变频器3与主泵11的电动机M1通过KM1接通，使得电动机M1得电，主泵11软启动为用户提供生活用水，可根据用户的用水量进行自动调节。

当用户的用水增加时，通过压力变送器18的反馈信号反馈到变频器3，使变频器3的输出频率上升，主泵11的转速也随变频器3输出频率的上升而上升，从而增大主泵11的输出水流量以满足用户的用水量的增加。

当主泵11的运行频率已达到了额定值时，但管道4压力仍继续下降，变频器3的频率达到输出端输出一个信号到PLC可编程控制器2，控制PLC可编程控制器2计时，如果主泵11在额定值的频率下运行5秒后，PLC可编程控制器2切断Y1输出，使KM1失电，输出Y2驱动KM2得电，将主泵11切换位工频运行，变频器3的频率迅速降至零。PLC可编程控制器2驱动KM3软启动备用泵投入变频运行，与主泵11一起工作增加供水量满足用户的用水高峰。

当用户的用水量降低时，管道4的压力上升，反馈信号使变频器3的输出频率降低，使变频器3运行的水泵的速度降低，减少水泵的供水量。如果在主泵11工频运行和备用泵12变频运行时，当变频器3的输出频率降低至变频器3工作的下限频率时，而管道4的压力仍不断上升时，到达了压力开关17设定的动作压力值时，压力开关17动作向PLC可编程控制器2输入一个信号使PLC可编程控制器2计时5秒后，PLC可编程控制器2切断Y2输出使得KM2失电，将正在工频运行的主泵11切断退出工作，并由备用泵12变频运行供水。若备用泵12变频运行的运行频率降低至变频器3的下限频率，管道4的压力还不断上升，当压力再次上升至压力开关17的设定值时，压力开关17动作由PLC控制Y3停止输出，使得KM3失电切断备用泵运12行。

若在10秒内变频运行连续启动、停止三次，即表示用户的用水量比较小，PLC可编程控制器2将会立即软启动休眠泵13，由休眠泵13满足用户较小的用水量。当休眠泵13变频运行在变频器3的上限频率时，但仍不能满足用户的用水需求时，PLC自动将休眠泵13退出运行，软启动主泵11或备用泵12投入运行供水。

若用户的用水量为零时，***将入睡眠状态，只要在管道4压力下降，***会从睡眠中换醒投入运行。这样既能够满足用户的用水，也可以实现节省电能的目的。

二、分时段供水模式：即为了满足不同时间段的供水需求的供水模式。所设的时间段为：

零晨～7:00；(第一频率)

7:00～11:00；(第二频率)

11:00～14:00；(第三频率)

14:00～17:00；(第二频率)

17:00～24:00。(第四频率)

分别将各个时间段满足所需供水量的对应的频率值设定在变频器3内，通过不同的开关选择不同组合可以得到不同的运行频率，工作泵对应有不同的转速，从而得到相应的供水量。

该程序的定时功能由PLC可编程控制器2进行实现，当到达某个设定的时间值时，PLC将会自动控制有相应的输出进行选择相应的频率输出。

Y7对应的是变频器的第二频率设定：2DF；

Y10对应的是第三频率设定：3DF。

当Y7、Y10都没有输出时，则得到的是第一频率；

Y7有输出而Y10没有输出时，则得到的是第二频率；

Y10有输出而Y7没有输出时，则得到的是第三频率；

Y7、Y10都有输出时，则得到的是第四频率。

在零晨7:00时段，Y7和Y10是都有没有输出，工作泵则以第一频率运行；

在7:00～11:00和14:00～17:00时段，Y7有输出而Y10没有输出，工作泵则以第二频率运行；

在11:00～14:00时段，Y10有输出而Y7没有输出，工作泵则以第三频率运行；

在17:00～24:00时段，Y7和Y10都有输出，工作泵则以第四频率运行。

三、手动模式：当变频器发生故障时，为了不影响用户的用水，***可以采用手动启动泵组工频运行工作，为用户继续供水。

按下外部按钮，控制PLC可编程控制器2驱动KM2线圈得电，主泵11得电启动工频运行，为用户提供生活用水，若主泵11工频运行时仍然满足不了用户的用水量时，按下相应按钮，将备用泵12也投入工频运行，主泵11与备用泵12一起工作为用户供水，以满足用户的用水需求量。

设主泵11和备用泵12均投入工频运行，用户的用水量下降时，管道4的压力上升，到达压力开关17所设定的压力上限值时，压力开关17动作，控制PLC停止Y4输出，使KM4失电，切断备用泵，退出运行，由主泵单独运行供水。

若在主泵11单独工作时，管道4的压力还不断上升时，管道4压力再次到达压力开关所设的压力上限值时，Y2停止输出，使KM2失电，切断主泵11，停止运行供水。在用户的用水量较小时，可按相应按钮启动休眠泵13供水。

四、定时换泵功能：为了可以有效地防止因为备用泵长期不投入使用而发生锈死现象，提高设备的综合利用率，降低维护费用，可通过PLC可编程控制器2编设定时切换工作泵的功能。

当主泵11或备用泵12累计工作时间16小时，为了不影响用户的用水，切换泵时必须在主泵11或备用泵12在睡眠状态下进行。

Claims (4)

1、变频恒压供水自动控制***，包括供水***、控制***及输水的管道(4)，其特征在于：所述供水***包括主泵(11)、备用泵(12)和休眠泵(13)，所述控制***包括控制***运行的PLC(2)和向PLC(2)输出频率信号并控制水泵电机转速的变频器(3)。

2、根据权利要求1所述的变频恒压供水自动控制***，其特征在于：所述供水***包括设置于管道(4)入水口的开关主阀(14)，主泵(11)、备用泵(12)和休眠泵(13)相互并联连接管道(4)，在主泵(11)、备用泵(12)和休眠泵(13)的入水端各设有开关阀(19)，出水端各设有止回阀(15)。

3、根据权利要求1或2所述的变频恒压供水自动控制***，其特征在于：在管道(4)出水口端设有检测压力的压力表(16)和压力变送器(18)，在管道(4)入水口和出水口各设有监测压力的压力开关(17)，所述压力变送器(18)连接并输入压力信号给变频器(3)，所述压力开关(17)通过PLC(2)进行控制。

3、根据权利要求1或2所述的变频恒压供水自动控制***，其特征在于：所述PLC(2)为三菱FX2N-48M。

4、根据权利要求1或2所述的变频恒压供水自动控制***，其特征在于：所述变频器(3)为三菱MF-22K-380。

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