水泵精确调压系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种水泵精确调压系统，包括水泵（PUMP）、电机（M）、喷淋管路、主控制器和操作屏，电机驱动水泵，喷淋管路与水泵连接，电机连接有变频器（U），喷淋管路安装有压力传感器（SP），变频器、压力传感器和操作屏均与主控制器电联接；本水泵调压系统具有喷淋压力稳定、精确，节能环保，成本低的优点。
【专利说明】水泵精确调压系统
【技术领域】
[0001]本发明创造涉及一种水泵精确调压系统，属于涂装生产线的喷淋【技术领域】。
【背景技术】
[0002]涂装生产线的前处理表面联合清洗机中设置有多个喷淋工位，工件经过一定压力的喷淋，去除表面的各种异物(油污、锈蚀)，提供符合涂装要求的工件表面。整个前处理共约15台功率5.5KW-22KW的喷淋泵，满足生产要求时所有喷淋泵需要全部启动运行。
[0003]传统控制方式是电机满负荷(即在装机功率下)运转，通过人工逐个调节各路阀门不断寻找合适的压力值。而常规设计时喷淋泵装机功率偏大，原因:喷淋压力要求是一个范围值，设计选型是按最大压力指标考虑；电机功率是成系列、标准化的，不能完全按计算值套用；考虑管路损耗，计算功率时留有裕量，因此满载运行导致电能消耗严重，而且人工调节阀门既不方便也不准确。
[0004]考虑到实际工艺是要求喷淋压力基本保持恒定且在范围值之内，因此，采取科学控制方法，适当调节喷淋泵电机运行功率(低于装机功率)既能满足生产需要，又节约大量能源。
【发明内容】
[0005]本发明创造要解决的问题是提供一种喷淋压力稳定、精确，节能环保，成本低的水平调压系统。
[0006]为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是:提供一种水泵精确调压系统，包括水泵(PUMP)、电机(M)和喷淋管路，电机驱动水泵，喷淋管路与水泵连接，所述电机连接有变频器(U)，喷淋管路安装有压力传感器(SP)，还设有主控制器和操作屏，所述变频器、压力传感器和操作屏均与主控制器电联接。
[0007]主控制器将接受到的压力反馈值与预先设定好的目标值进行比较、运算、调整后，然后将运行值输出给变频器，变频器控制电机转速转速，使水泵达到所需的喷淋压力。
[0008]进一步的，所述主控制器为可编程控制器(PLC)，包括处理器(CPU)、模数转换模块(AD)、数字输入/输出模块(IO)和通讯模块(BD485)，所述变频器与通讯模块连接，压力传感器与模数转换模块连接，操作屏与处理器连接。
[0009]本发明创造具有的优点和积极效果是:
[0010]1.喷淋压力稳定和精确，保证了喷淋效果
[0011]解决了以往由于各种原因引起的喷淋压力变化和动荡，造成工件表面清理不合格，从而导致后续工艺的失败；
[0012]2.节能效果显著，环保效益大幅增加
[0013]在保证工艺要求的前提下，通过降低电机平均转速进而大大降低了负载功率，节电能力达四成多；而且降低了电机噪声，减少废水排量，取得可观的经济效益和环保效益；
[0014]3.控制系统设备经济，使用操作简便、灵活[0015]投入成本少，安装和实施简单；诸多变频器采用总线形式进行通讯控制，维护方便；参数设定界面简洁，系统自动、智能调节；
[0016]4.降低了劳动成本，减少设备损耗
[0017]无须人工频繁巡视、多次调节阀门，减轻了劳动负担；阀门位置固定、变频器的缓启缓停功能减少了管路冲击，机械磨损大为减轻，使用寿命延长。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明创造实施例水泵精确调压系统示意图。
[0019]图中:AD_模数转换模块，IO-数字输入/输出模块，BD485-通讯模块，SP-压力传感器，U-变频器，PUMP-水泵，M-电机，PANEL—操作屏。【具体实施方式】
[0020]为了对本发明创造更加深入的了解，下面列举一具体实施例，并结合附图，对本发明创造做进一步的详细说明。
[0021]如图1所示，本实施例是一种水泵精确调压系统，包括水泵(PUMP)、电机(M)和喷淋管路，电机驱动水泵，喷淋管路与水泵连接，所述电机连接有变频器(U)，喷淋管路安装有压力传感器(SP)，还设有可编程控制器和操作屏(PANEL)，所述变频器(U)、压力传感器(SP)和操作屏(PANEL-)均与可编程控制器电联接。
[0022]本实施例中，可编程控制器(PLC)包括:处理器(CPU)、模数转换模块(AD)、数字输入/输出模块(10)和通讯模块(BD485)，变频器(U)与通讯模块(BD485)连接，压力传感器(SP)与模数转换模块(AD)连接，操作屏(PANEL)与处理器(CPU)连接。
[0023]工作原理:在各个主喷淋管路上选定有效的压力监测点安装合适量程(如:
0.5-1.5MPa)的压力传感器SP ;生产时该变送器将实时检测到的压力值转换成标准电信号(如4-20mA或0-10V)并发送给AD模块；PLC的CPU (中央处理单元)将AD模块接收到的压力反馈信号值与预先在操作屏上设定的目标值SP目标(如0.9MPa或1.0MPa)进行比较、整形、运算、参数调整等算法处理，然后输出运行值SP运行至变频器U，驱动水泵PUMP电机M以合适的转速运转。这样，通过实时调节转速使现场实际压力值保持在预定的目标值附近，从而精确把握喷淋压力，使喷淋效果达到最优。
[0024]本实施例中，利用二次方率负载(水泵、风机)的阻转矩与转速的二次方成正比，而功率与转速的三次方成正比(忽略空载功率)的规律，适当降低平均转速，调节(降低)管道阻力来达到所需喷淋压力值，同时负载功率随之下降许多，达到节能效果。
[0025]控制算法设计了两种方式:
[0026]第一种方式:采用比例控制。正常情况下，使SP运行=SP目标。当反馈值SP反馈和目标值SP目标的差累积到偏差值」SPK^ SPl=SP目标-SP反馈)以后，运行值SP运行进行一定量(土」SP2)的改变、输出，即SP运行=SP目标+」SP2。为防止运行值短期内突变，设置一个回差值」SP3:当运行值改变输出后，反馈值一旦反向进入回差值之内，主控制器将运行值调整为SP目标。这种方式思路清晰明了，经过预先实验和标定，SP目标、」SP1、2、3均在操作屏上设置完成，并可以在实际使用过程中根据需要和效果进行修正，确保喷淋压力稳定。[0027]第二种方式:采用更为精确的控制算法，即PID(比例/积分/微分)。在比例控制的基础上加入积分和微分环节，使输出值响应更快、更精细和更稳定。PID中关键参数可以在操作屏上加权(限)设置。
[0028]以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种水泵精确调压系统，包括水泵、电机和喷淋管路，电机驱动水泵，喷淋管路与水泵连接，其特征在于:所述电机连接有变频器，喷淋管路安装有压力传感器，还设有主控制器和操作屏，所述变频器、压力传感器和操作屏均与主控制器电联接。
2.根据权利要求1所述的水泵精确调压系统，其特征在于:所述主控制器为可编程控制器，包括处理器、模数转换模块、数字输入/输出模块和通讯模块，所述变频器与通讯模块连接，压力传感器与模数转换模块连接，操作屏与处理器连接。
【文档编号】F04B49/06GK203614377SQ201320731885
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】唐耘, 蒋涛, 李庆军, 王志磊 申请人:天津七所高科技有限公司