专利名称：一种恒压节能供水设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种恒压节能供水设备。
现有的利用变频调速的恒压供水设备，在用水量很小时，变频调速水泵仍不停工作，特别是高层建筑或供水管网较长时，要求管网入口供水压力较高，变频调速水泵必须维持较高的转速，造成水泵磨损发热，浪费电能。
本实用新型的目的是提供一种节约电能，适合于高层建筑，居民小区等日用水量变化较大场合的恒压节能供水设备。
本实用新型的目的是这样实现的，根据本实用新型的特征，它包括PID调节器2，变频调速器4，压力传感器7、8，水位传感器9，调速泵M1，恒速泵M2、M3、M4，其特征在于它还包括流量传感器6，流量压力控制器3，小气压水罐10和小水泵M0，所述压力传感器8安装在小气压水罐10上，所述小水泵M0的通断由流量压力控制器3控制；所述压力传感器7与PID调节器2 A／D转换器的输入相连，所述PID调节器2的数／模转换器输出mA与变频调速器4输入相连，所述PID调节器2的输出控制继电器J1、J2、J3控制恒速泵M2、M3、M4的通断，所述变频调速器4的输出继电器控制调速泵M1的通断，所述流量传感器6、8、9与流量压力控制器3的输入端子相连，所述流量压力控制器3的输出控制端分别控制调速泵M1和恒速泵M2、M3、M4的通断。所述PID调节器2由MCS－51单片机最小系统，与MCS－51单片机最小系统总线相连的接口电路V2和接口电路V3，与所述接口电路V2输入端相连的显示器和键盘，与所述接口电路V3PA口相连的数／模转换器，与所述接口电路V3PB口，PC口相连的模／数转换器组成。所述流量压力控制器由U6～U9连接组成的计数电路，U10，U11组成的锁存电路，U12～U23组成的比较判别电路和U27，U30，Ja，Jb组成的输出电路连接而成。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是显著的，1)本实用新型在小流量时，由小气压水罐和小水泵供水，比现有技术进一步节约电能。2)本实用新型可以根据供水压力变化信息，保持供水压力稳定在预定的压力值上，保证恒压供水。3)本实用新型可以按预定的流量值自动切换工作方式。4)本实用新型使用小气压水罐，与传统的气压水罐供水相比，其体积，使用钢材，占地面积均很小。5)本实用新型特别适用于住宅、办公楼、单班或两班产的工厂等，用水时间集中的高层建筑和范围较大的居民小区和厂矿供水。
图1是本实用新型系统连接构成原理示意图。
图2是本实用新型流量压力控制器电路原理图。
图3是本实用新型图2a、b、c、d、f、g位置关系图。
图4、图5是本实用新型PID调节器电路原理图。
以下结合附图详细说明本实用新型的特点和实施。
参见
图1，示出了本实用新型连接构成原理示意图。本实用新型是这样工作的，流量压力控制器3根据流量传感器6检测得到用水流量Q的大小，按预定的流量值Q1、Q2、Q3进行两种供水方式的切换。在大流量时PID调节器2根据压力传感器7检测得到的水压P的大小，通过变频调速器4控制调速水泵M1和恒速水泵M2，M3、M4恒压供水。在小流量时流量控制器3控制小气压水罐器10小水泵M0气压供水。
其控制过程是这样的，大流量时由于用水量Q大小变化引起水压P降低和升高，PID调节器2根据水压P的变化自动控制变频调速器4输出的电压及其频率增加或减少。每当调速水泵M1达到预定的最高转速，水压仍低于要求的恒压值P0时，经过预定的一段时间后，PID调节器2接通J0或J2或J3，自动增加一台恒速水泵，按M2或M3、M4顺序依次投入。同时PID调节器2通过变频调速器4控制调速水泵M1从预定的较低转速开始进行恒压调节。每当调速水泵M1达到预定的最低转速，水压仍高于要求的恒压值P0时，经过预定的一段时间后，PID调节器2断开J3或J2、J1，自动减少一台正在运行的恒速水泵，按M4或M3、M2顺序依次切除。同时PID调节器2通过变频调速器4控制调速水泵M1从预定的较高转速开始进行恒压调节。小流量时随着小气压水罐10不断供水，罐内气压逐渐下降，当它低于预定的下限值P1时，流量压力控制器3自动起动小水泵M0向小气压水罐10补水，同时向管网供水。如果此时用水量小于小水泵M0的供水能力，小气压水罐10内贮水量不断增加，罐内气压逐渐升高，当它超过预定的上限值P2时，流量压力控制器3自动停止小水泵10。
图2示出了本实用新型一个实施例流量压力控制器3的电路原理图。由图中端子①②③来的流量Q的计数脉冲送入U9作加法计数，当正脉冲结束时，U9停止计数，同时U24B输出相应的负脉冲，其上升沿触发单稳电路U25A，U25A输出负脉冲，其上升后沿将计数器U6～U9的计数值Q存入八D触发器U10，U11。
八D触发器U10，U11的输出端分别与数值比较器U12～U23的B0～B3端相连，其输出值Q同时与流量门限Q1、Q2、Q3比较，经集成电路U27、U30组成的RS触发器对小泵实现双位控制。当实际流量Q≤Q2时，继电器Ja吸合，其常开触点Ja接通小水泵M0。若Q增大，当Q≥Q2时，继电器Jb吸合，其常开触点Jb接通大小泵(M1或M2、M4)电动机的磁力起动器线圈的控制回路的电源，小水泵同时继续工作。Q继续增大，当Q≥Q3时，Ja释放，断开小水泵，大水泵继续工作。
若压力Q＞Q3开始减小，则到Q≤Q3时大水泵继续工作，Q继续减小，使Q≤Q2时，Ja吸合，接通小水泵，大水泵同时继续工作，Q再减小，当Q≤Q1时，Jb释放，断开大水泵。
图4、图5示出本实用新型一个实施例PID调节器电路原理图。本实用新型PID调节器由MCS－51系列单片机系统构成。固化在EPROMSV5中的程序不断地通过接口V3起动A／D转换器V4，读出电阻远传压力表P(即
图1中的压力传感器7)，并通过接口V2经数码管显示。单片机程序将P与供水压力稳定值P0比较，进行PID运算后，通过接口V3起动D／A转换器V7输出端mA输出4～20mA电流给变频调速器4，调节调速水泵M1的转速，维持供水压力恒定。单片机系统同时判断输出电流所对应的频率是否达到上、下限值，若已达到便开始计时，当持续时间也达到预定值时，单片机CPU通过接在P1口上的继电器J1、J2、J3接通或断开恒速泵。图6示出了单片机CPU的程序流程框图。在本实施例中，单片机CPUV1为MCS－51系列单片计算机，接口电路V3为8155型接口电路，接口V2为8279型接口路，数／模转换器V7为DAC0832型数／模转换器，模／数转换器V4为ICL7109型模／数转换器。
权利要求1.一种恒压节能供水设备，包括PID调节器2，变频调速器4，压力传感器7、8，水位传感器9，调速泵M1，恒速泵M2、M3、M4，其特征在于它还包括流量传感器6，流量压力控制器3，小气压水罐10和小水泵M0，所述压力传感器8安装在小气压水罐10上，所述小水泵M0的通断由流量压力控制器3控制；所述压力传感器7与PID调节器2A/D转换器的输入相连，所述PID调节器2的数/模转换器输出mA与变频调速器4输入相连，所述PID调节器2的输出控制继电器J1、J2、J3控制恒速泵M2、M3、M4的通断，所述变频调速器4的输出继电器控制调速泵M1的通断，所述流量传感器6、8、9与流量压力控制器3的输入端子相连，所述流量压力控制器3的输出控制端分别控制调速泵M1和恒速泵M2、M3、M4的通断。
2.按权利要求1所述的一种恒压节能供水设备，其特征在于所述PID调节器2由MCS－51单片机最小系统，与MCS－51单片机最小系统总线相连的接口电路V2和接口电路V3，与所述接口电路V2输入端相连的显示器和键盘，与所述接口电路V3PA口相连的数／模转换器，与所述接口电路V3PB口，PC口相连的模／数转换器组成。
3.按权利要求1所述的一种恒压节能供水设备，其特征在于所述流量压力控制器由U6～U9连接组成的计数电路，U10，U11组成的锁存电路，U12～U23组成的比较判别电路和U27，U30，Ja，Jb组成的输出电路连接而成。
专利摘要一种恒压节能供水设备，包括PID调节器2、流量压力控制器3、变频调速器4、流量传感器6、压力传感器7、8，水位传感器9、调速泵M1，恒速泵M2、M3、M4。其中压力传感器7与PID调节器2中A/D转换器模拟口相连，PID调节器2输出端mA与变频调速器4相连，PID调节器2，流量压力控制器3的输出控制端分别控制调速泵M1，恒速泵M2、M3、M4的通断。
文档编号E03B11/00GK2092564SQ9121626
公开日1992年1月8日 申请日期1991年6月20日 优先权日1991年6月20日
发明者张玮, 尹吉山, 董瑞允 申请人:北京市南郊德茂供水设备厂