一种变频调速恒压供水系统的辅助系统

摘要

恒压供水设备,是以可编程序控制器PLC为核心,采用最先进的交流变频调速技术,根据供水管网的压力、流量进行最优闭环控制,自动调整水泵机组的工作状态,使供水压力保持稳定的机电一体化成套设备。使用这种供水设备,可为用户提供优良的供水质量和最大限度的节能效果。本发明针对用户供水系统的不同要求增加各种辅助功能，以保证供水系统的运行更加合理、完善。

说明书

技术领域

本发明涉及变频调速恒压供水系统的辅助技术，具体涉及一种变频调速恒压供水系统的辅助系统。

背景技术

随着时代的发展，变频调速恒压供水系统得到广泛应用。变频调速恒压供水系统是采用单片微机控制技术和交流电动机变频调速技术，构成对（水）泵转速、流量、压力进行控制的供水系统。是由变频器、压力传感器、可编程控制器(PLC)控制单元、软件控制单元等部分组成。广泛适用于生活、工业和消防供水的新型自动控制系统。该控制系统的特点有：1）系统的通用设计；2）全数字化，电机全部软起动；3）变频控制节电达30%，节水10%；4）系统安全可靠，具有多种保护功能；5）压力可调节精度高；6）能够实现多种控制方式。

但传统的变频调速恒压供水系统缺少相关辅助功能，具有不少弊端。如：

1.一些供水系统到了夜间用水流量很小或无用水流量，这时，如果设备保持连续运行，会造成设备效率降低、能耗大、设备磨损等问题；

2.有些供水系统在夜间用水流量较小，但又有一定的连续用水流量，这样的系统如果采用上述的小流量时自动切换气压罐运行功能，可能水泵启动频繁，达不到预期的目的；

3.设备投入正常工作后由于各种原因，系统中贮水池内水位下降到警界水位以下，造成水池被抽空；

4.未能利用市政管网的压力来实现节能效果；

5.一些供水系统工况不是连续运行，属间歇运行情况(定时供水)，这就要求系统具有定时停泵和定时启动水泵的功能；

6.供水系统的消防、生活生产供水系统的供水泵要求能定时投入运行以防锈蚀，这就要求系统有定时切换水泵运行功能。

7. 供水系统中消防流量和生活生产流量及压力相差不大的情况下，在消防时系统无法切换成消防压力和消防流量加生活生产压力和生活生产流量，且会造成消防时的超压问题；

8.在供水系统中消防流量和生活生产流量相差较大时，切换时需增大变频调速装置的容量；

恒压供水系统除基本性能以外，本发明针对用户供水系统的不同要求增加各种辅助功能，以保证供水系统的运行更加合理、完善。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，设计了一种变频调速恒压供水系统的辅助系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种变频调速恒压供水系统的辅助系统，其特征在于，辅助系统功能包括：小流量自动切换气压罐运行功能、小流量自动切换小水泵功能、水池无水停泵功能、市政管网压力控制停启泵功能、定时停启泵功能、定时切换水泵运行功能、恒压变频消防供水功能、自动启动工频消防供水功能。

优选的，所述自动切换气压罐运行功能，具体为供水系统小流量间歇供水时按气压罐式间歇运行供水；

优选的，所述小流量自动切换小水泵功能，具体为供水系统小流量连续供水时按小水泵运行供水；

优选的，所述水池无水停泵功能，具体为系统中贮水池内水位下降到警界水位以下，设备立即自动停泵；

优选的，所述市政管网压力控制停启泵功能，具体为由市政管网的压力来控制供水设备的运行；

优选的，所述定时停启泵功能，具体为间歇运行情况下实现定时停泵和定时启动水泵；

优选的，所述定时切换水泵运行功能，具体为消防、生活生产供水系统的供水泵进行切换投入运行；

优选的，所述恒压变频消防供水功能，具体供水系统中消防流量和生活生产流量及压力相差不大的情况下，为供水系统在消防时切换成消防压力和消防流量加生活生产压力和生活生产流量；

优选的，所述自动启动工频消防供水功能，具体为在供水系统中消防流量和生活生产流量相差较大时，利用微控制器控制消防泵的自动启动。

本发明的有益效果是：

1.为改善夜间用水流量很小或无用水流量，设备保持连续运行，造成设备效率降低、能耗大、设备磨损等问题，本发明在设备系统中并接小型气压罐，小流量时按气压罐式间歇运行供水，待系统中的供水流量达到一定时恢复正常运行；

2. 针对供水系统在夜间用水流量较小，但又有一定的连续用水流量，采用上述的小流量时自动切换气压罐运行功能，可能水泵启动频繁，达不到预期的目的的缺陷，本发明在系统中并联小水泵，在夜间或小流量时切换小水泵连续运行(以达节能目的)，待供水流量达到一定时恢复正常运行；

3.为了防止水池被抽空，本发明通过液位传感装置控制水泵停机；

4. 针对节能问题，本发明通过供水管路自动切换，实现管网的压力达到某压力时，设备停止运行，管网压力低于该压力时，设备即自动投入运行加压供水来充分利用市政管网的压力来控制供水设备的运行；

5. 针对供水系统工况不是连续运行，属间歇运行情况(定时供水)问题，本发明设置定时停泵和定时启动水泵的功能；

6. 针对供水系统的消防、生活生产供水系统的供水泵要求能定时投入运行以防锈蚀的问题，本发明设置有定时切换水泵运行功能；

7. 针对供水系统中消防流量和生活生产流量及压力相差不大的情况下，在消防时系统无法切换成消防压力和消防流量加生活生产压力和生活生产流量，且会造成消防时的超压问题，本发明包含一套变频调节装置中兼容两个系统的变频调速，平时按生活生产供水系统的压力和流量要求供水，消防时切换成消防压力和消防流量加生活生产压力和生活生产流量供水；

8. 针对在供水系统中消防流量和生活生产流量相差较大时，切换时需增大变频调速装置的容量，本发明增加微控制器控制消防泵的自动启动功能。

附图说明

图1是本发明的系统示意图。

图2是本发明的系统梯形程序图（1）。

图3是本发明的系统梯形程序图（2）。

图4是本发明的系统梯形程序图（3）。

附图中，各数字含义为：1：水池；2：液位传感器；3：气压罐；4：小水泵；5：生活生产供水泵；6：消防泵；7：第一压力传感器；8：供水出口；9：变频器；10：可控制编程器；11：电磁阀；12：第二压力传感器；13：电控柜；14：电源；15：市政管网供水入口。

具体实施方式

本发明的一种变频调速恒压供水系统的辅助系统，具体包括以下内容：

1.所述自动切换气压罐运行功能，具体步骤如下：

步骤一，结合图1同时参见图2中的网络1，将可编程控制器10的I0.0作为该功能的信号发射端口，Q0.1作为控制气压罐3的端口，I0.6作为复位端口；

步骤二，通过第一压力传感器7，第二压力传感器12，传给可编程控制器10压力信号signal1，signal2,若signal1为连续且大于signal2,同时压力信号为断续，则可编程控制器10的复位端口I0.6首先发射脉冲信号进行复位，随后端口I0.0 发射脉冲信号，Q0.1继电器得电，气压罐3运行，常开触点I0.1闭合形成自锁，系统进入气压罐3供水状态；

2.所述小流量自动切换小水泵功能，具体步骤如下：

步骤一，结合图1同时参见图2中的网络2，将可编程控制器10的I0.2作为该功能的信号发射端口，Q0.3作为控制小水泵4的端口，I0.6作为复位端口；

步骤二，通过第一压力传感器7，第二压力传感器12，传给可编程控制器10压力信号signal1，signal2,若signal1为连续且大于signal2，同时远小于正常生产生活供水时的压力，则可编程控制器10的复位端口I0.6首先发射脉冲信号进行复位，随后端口I0.2 发射脉冲信号，Q0.3继电器得电，小水泵4运行，常开触点I0.3闭合形成自锁，系统进入小水泵4供水状态；

3.所述恒压变频消防供水功能，具体步骤如下：

步骤一，结合图1同时参见图2中的网络3，将可编程控制器10的I0.4作为该功能的信号发射端口，Q0.5作为控制生活生产供水泵5的端口，I0.6作为复位端口；

步骤二，通过第一压力传感器7，第二压力传感器12，传给可编程控制器10压力信号signal1，signal2,若signal1为连续且大于signal2，同时处于正常生产生活供水时的压力范围，则可编程控制器10的复位端口I0.6首先发射脉冲信号进行复位，随后端口I0.4 发射脉冲信号，Q0.5继电器得电，生活生产供水泵5运行，常开触点I0.5闭合形成自锁，系统进入生产生活供水状态；

4.所述自动启动工频消防供水功能，具体步骤如下：

步骤一，结合图1同时参见图2中的网络4，将可编程控制器10的I0.7作为该功能的信号发射端口，Q1.0作为控制消防泵6的端口，I0.6作为复位端口；

步骤二，进入消防状态时，可编程控制器10的复位端口I0.6首先发射脉冲信号进行复位，随后端口I0.7 发射脉冲信号，Q1.0继电器得电，消防泵6运行，常开触点I1.0闭合形成自锁，系统进入消防状态；

5.所述市政管网压力控制停启泵功能，具体步骤如下：

步骤一，结合图1同时参见图3中的网络5，将可编程控制器10的I1.1作为该功能的信号发射端口，Q1.2作为控制电磁阀11的端口，I0.6作为复位端口；

步骤二，通过第一压力传感器7，第二压力传感器12，传给可编程控制器10压力信号signal1，signal2,若signal1小于signal2，可编程控制器10的复位端口I0.6首先发射脉冲信号进行复位，随后端口I1.1 发射脉冲信号，Q1.2继电器得电，电磁阀11打开，常开触点I1.2闭合形成自锁，系统进入市政管网压力供水状态；

6.所述水池无水停泵功能，具体步骤如下：

步骤一，结合图1同时参见图2中的网络1、2、3、4，通过液位传感器2，将液位数据传给可编程控制器10，得到液位信号signal3；

步骤二，将液位的信号signal3与某个表示“无水”状态的设定值进行比较，若两者相等则表示水池无水，此时可编程控制器10的复位端口I0.6发射脉冲信号进行复位，Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4继电器失电，气压罐3、小水泵4、生产生活供水泵5、消防泵6停止工作；

7.所述定时停启泵功能，具体步骤如下：

步骤一，以小水泵4定时停启一分钟为例，结合图1同时参见图3的网络6，可编程控制器10的I1.3作为该功能的信号发射端口，Q0.3作为控制小水泵4的端口，I0.6作为复位端口，加入接通延时器T37以及关断延时器T39，定时都为60秒；

步骤二，需要开启定时停启功能时，可编程控制器10的I1.3发出脉冲信号，Q1.4继电器得电，常开触点I1.4闭合形成自锁，同时接通延时器T37得电计时一分钟，一分钟后常开触点T37得电，Q1.5继电器得电，常开触点I1.5闭合形成自锁，关断延时器T39得电计时一分钟，继电器 Q0.3得电，小水泵开始运行一分钟，一分钟后常开触点T39动作开始循环以上情况；

8. 所述定时切换水泵运行功能，具体步骤如下：

步骤一，以循环切换气压罐3、小水泵4、生产生活供水泵5、消防泵6各一分钟为例，结合图1同时参见图4中的网络7，可编程控制器10的I1.6作为该功能的信号发射端口，Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4作为控制气压罐3、小水泵4、生产生活供水泵5、消防泵6的端口，I0.6作为复位端口，加入关断延时器T40、T41、T42、T43，定时都为一分钟；

步骤二，需要开启定时切换水泵运行功能时，可编程控制器10的I1.6发出脉冲信号，Q1.7继电器得电，常开触点I1.7闭合形成自锁，继电器 Q0.1得电，气压罐开始运行一分钟，同时关断延时器T40得电计时一分钟；

步骤三，一分钟后常开触点T40得电，Q2.0继电器得电，常开触点I2.0闭合形成自锁，关断延时器T41得电计时一分钟，继电器 Q0.3得电，小水泵开始运行一分钟；

步骤四，一分钟后常开触点T41得电，Q2.1继电器得电，常开触点I2.1闭合形成自锁，关断延时器T42得电计时一分钟，继电器 Q0.5得电，生产生活供水泵开始运行一分钟；

步骤五，一分钟后常开触点T42得电，Q2.2继电器得电，常开触点I2.2闭合形成自锁，关断延时器T42得电计时一分钟，继电器 Q1.0得电，消防泵开始运行一分钟；

步骤六，一分钟后常开触点T43得电动作，形成上述循环。