一种多泵控制系统和控制方法与流程

本发明涉及多泵控制，具体涉及一种多泵控制系统和控制方法。

背景技术：

恒压供水中，为了实现目标水压，往往需要多台水泵同时工作。现有技术中通过一台水泵控制器和一台变频器组合控制多泵运行。水泵控制器采集水压的反馈值并与设定水压比较经过计算，水泵控制器输出模拟量信号接入变频器的模拟量输入端子从而控制与变频器相连接的水泵的速度，同时水泵根据变频泵的速度输出开关信号控制接触器吸合从而控制其他水泵以工频启动。泵控制器价格较高，增加了整个系统的成本；同时，变频器始终控制一台水泵的运行，其余为工频运行，其加大了电网的波动和对水泵的冲击，系统效率低，泵的使用寿命短。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种多泵控制系统和控制方法，其系统效率高，提高了泵的使用寿命，节省了器件、降低了成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多泵控制系统，包括连接在交流电源上用于条件判断与pid调节的变频器和泵组，所述变频器上信号连接有压力采集单元，所述泵组的各泵与交流电源之间、各泵和变频器之间均设置有接触器，所述接触器均和变频器信号连接。

作为优选的，所述变频器包括变频器a1，所述泵组包括泵m1、m2和m3，其和交流电源之间分别设置有接触器k2、k4和k6，所述变频器a1和泵m1、m2、m3之间分别设置有接触器k1、k3和k5。

作为优选的，所述变频器a1的公共数字输入端com和数字输入端di1、di2、di3、di4之间分别串联常开辅助触点k72、常闭辅助触点k81、k91、k101，其两两相互并联，所述变频器a1包括和泵的数量相同的开关量输出端。

作为优选的，所述开关量输出端包括继电器常开输出端ta-tc、pa-pc和扩接接触器k13的常开触点。

作为优选的，所述常开辅助触点k72和常闭辅助触点k81之间依次串联常开辅助触点k13、常闭辅助触点k31、常闭辅助触点k51、常闭辅助触点k21和接触器k1；所述常开辅助触点k13的输出端和接触器k1的输出端之间串联有常闭辅助触点k11和接触器k2；所述常开辅助触点k13的输出端和常闭辅助触点k11的输入端之间并联有常开辅助触点k32、常开辅助触点k52和常开辅助触点k22；所述常开辅助触点k72和常闭辅助触点k91之间依次串联常开辅助触点k14、常闭辅助触点k11、常闭辅助触点k51、常闭辅助触点k41和接触器k3；所述常开辅助触点k14的输出端和接触器k3的输出端之间串联有常闭辅助触点k31和接触器k4；所述常开辅助触点k14的输出端和常闭辅助触点k31的输入端之间并联有常开辅助触点k12、常开辅助触点k52和常开辅助触点k42；所述常开辅助触点k72和常闭辅助触点k101之间依次串联常开辅助触点k15、常闭辅助触点k11、常闭辅助触点k31、常闭辅助触点k61和接触器k5；所述常开辅助触点k15的输出端和接触器k5的输出端之间串联有常闭辅助触点k51和接触器k6；所述常开辅助触点k15的输出端和常闭辅助触点k51的输入端之间并联有常开辅助触点k12、常开辅助触点k32和常开辅助触点k62。

作为优选的，包括串联在220v交流电源和零线之间的手动开关s1和接触器k7；所述常开辅助触点k72的输入端和常闭辅助触点k11之间依次串联有接触器k7的常闭辅助触点k71和手动开关s2；所述常开辅助触点k72的输入端和常闭辅助触点k31之间依次串联有接触器k7的常闭辅助触点k71和手动开关s3；所述常开辅助触点k72的输入端和常闭辅助触点k51之间依次串联有接触器k7的常闭辅助触点k71和手动开关s4。

作为优选的，所述手动开关s1和接触器k7并联有串联的常开辅助触点k12与指示灯h2回路、串联的常开辅助触点k32与指示灯h3回路以及串联的常开辅助触点k52与指示灯h4回路。

作为优选的，所述常闭辅助触点k11的输出端和常闭辅助触点k81的输出端之间连接有用于指示对应泵处于工频工作状态的指示灯h5，所述常闭辅助触点k31的输出端和常闭辅助触点k91的输出端之间连接有指示对应泵处于工频工作状态的指示灯h6，所述常闭辅助触点k51的输出端和常闭辅助触点k1011的输出端之间连接有指示对应泵处于工频工作状态的指示灯h7。

作为优选的，其包括如下步骤：

1)输入运行信号，第n个泵接入变频器；

2)压力采集单元实时采集水压，并反馈给变频器，变频器将采集到的水压和设定值对比，判断是否满足增泵条件；

3)若满足增泵条件，则第n个泵工频运行，第n+1个泵变频运行，变频器根据pid调节对应泵的频率；

4)若依然满足增泵条件，则第n+1个泵工频运行，第n+2个泵变频运行，变频器根据pid调节对应泵频率；

5)跳至步骤2)，若满足减泵条件，则第n-1个泵或第1个泵不运行或随机抽取处于工频工况的泵不运行；

6)若依然满足减泵条件，则第n-2个泵或第2个泵不运行或随机抽取处于工频工况的泵不运行，直至不满足减泵条件或不超过一台泵在运行。

作为优选的，包括如下步骤：

1)输入运行信号，接触器k1闭合，泵m1接入变频器a1；

2)压力采集单元g1实时采集压力，并反馈给变频器a1，变频器a1将采集到的水压和设定值对比，判断是否满足增泵条件；

3)满足增泵条件，则接触器k1断开，接触器k2闭合，泵m1工频运行；同时，接触器k3闭合，泵m2接入变频器a1软起，变频器a1根据pid调节m2的频率；

4)跳至步骤3)，压力采集单元g1实时采集压力，并反馈给变频器a1，变频器a1将采集到的水压和设定值对比，判断是否满足增泵条件；

5)满足增泵条件，则接触器k3断开，接触器k4闭合，泵m2工频运行；同时，接触器k5闭合，泵m3接入变频器a1软起，变频器a1根据pid调节m3的频率；

6)跳至步骤4)，满足减泵条件，则接触器k1和接触器k2均断开，泵m1不运行；

7)跳至步骤5)，压力采集单元g1实时采集压力，并反馈给变频器a1，变频器a1将采集到的水压和设定值对比，判断是否满足增泵条件；

8)满足增泵条件，则接触器k3断开，接触器k4闭合，泵m2工频运行；同时，接触器k5闭合，泵m3接入变频器a1软起，变频器a1根据pid调节m3的频率；

9)跳至步骤7)，满足减泵条件，泵m1不运行或泵m2不运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明用一台变频器能够控制多台泵循环软起，提高系统效率和泵的使用寿命，减少电网的波动和对水泵的冲击。

2、本发明在一台水泵坏掉后能够跳过坏掉的水泵，继续启动下一台水泵，保证压力的稳定性，提高可靠度。

3、本发明能够轮换各泵的运行，当供水系统中有空闲的备用水泵时，也能够轮换到备用水泵，以免水泵长时间空闲造成水泵壳体生锈。

4、本发明使用变频器来控制多泵，省去了额外的控制器件，节约空间，成本低，效率高。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为多泵主回路的连接示意图；

图2为变频器控制回路的连接示意图；

图3为泵m1控制回路的连接示意图；

图4为泵m2控制回路的连接示意图；

图5为泵m3控制回路的连接示意图；

图6为手动控制回路的连接示意图；

图7为控制系统的框线连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图1～图7所示，本发明公开了一种多泵控制系统，包括多泵主回路和控制回路。控制回路包括变频器控制回路、泵m1控制回路、泵m2控制回路、泵m3控制回路和手动控制回路。

多泵主回路：

参照图1所示，上述多泵主回路包括电连接在交流电源上的能够进行条件判断与pid调节的变频器a1、泵m1、泵m2和泵m3。泵m1、泵m2、泵m3和交流电源之间分别设置有接触器k2、接触器k4和接触器k6。泵m1、泵m2、泵m3分别和变频器a1电连接，且其各泵和变频器a1之间分别设置有接触器k1、接触器k3和接触器k5。

上述变频器a1、接触器k2、接触器k4、接触器k6和交流电源之间可以分别设置空气断路器q1、空气断路器q2、空气断路器q3和空气断路器q4，以提高安全性。

上述接触器k2和泵m1之间、接触器k4和泵m2之间、接触器k6和泵m3之间可以分别设置热过载继电器k8、热过载继电器k9和热过载继电器k10，以提高电路安全性、提高泵使用寿命。

上述交流电源可以是380v的三相交流电，其包括火线l1、火线l2、火线l3、中性线n和安全线pe。

变频器控制回路：

参照图2所示，上述变频器控制回路包括与变频器a1的公共数字输入端com和数字输入端di1～di4之间分别串联的接触器k7的常开辅助触点k72、接触器k8的常闭辅助触点k81、接触器k9的常闭辅助触点k91和接触器k10的常闭辅助触点k101。常开辅助触点k72、常闭辅助触点k81、k91、k101两两并联。

上述变频器a1具有和泵的数量相同的开关量输出端。其可以是继电器常开输出端ta-tc、pa-pc和扩接接触器k13的常开触点。

上述变频器a1的模拟量输入端子ai1上连接有压力采集单元g1。压力采集单元g1能够采集管道中的压力并给变频器a1发送信号。

泵m1控制回路：

参照图3所示，上述常开辅助触点k72的输入端连接在交流电la上，常闭辅助触点k81的输出端连接在零线nc上。交流电la可以是220v的交流电。

上述常开辅助触点k72和常闭辅助触点k81之间依次串联接触器k13的常开辅助触点k13、接触器k3的常闭辅助触点k31、接触器k5的常闭辅助触点k51、接触器k2的常闭辅助触点k21和接触器k1。在常开辅助触点k13的输出端和接触器k1的输出端之间串联有接触器k1的常闭辅助触点k11和接触器k2。在常开辅助触点k13的输出端和常闭辅助触点k11的输入端之间并联有接触器k3的常开辅助触点k32、接触器k5的常开辅助触点k52和接触器k2的常开辅助触点k22。

上述常开辅助触点k72的输入端和常闭辅助触点k11之间依次串联有接触器k7的常闭辅助触点k71和手动开关s2。在常闭辅助触点k11的输出端和常闭辅助触点k81的输出端之间连接有用于指示该泵处于工频工作状态的指示灯h5。

泵m2控制回路：

对照图4所示，上述常开辅助触点k72的输入端连接在交流电la上，常闭辅助触点k91的输出端连接在零线nc上。交流电la可以是220v的交流电。

上述常开辅助触点k72和常闭辅助触点k91之间依次串联开关量输出端tc/ta的常开辅助触点k14、接触器k1的常闭辅助触点k11、接触器k5的常闭辅助触点k51、接触器k4的常闭辅助触点k41和接触器k3。在常开辅助触点k14的输出端和接触器k3的输出端之间串联有接触器k3的常闭辅助触点k31和接触器k4。在常开辅助触点k14的输出端和常闭辅助触点k31的输入端之间并联有接触器k1的常开辅助触点k12、接触器k5的常开辅助触点k52和接触器k4的常开辅助触点k42。

上述常开辅助触点k72的输入端和常闭辅助触点k31之间依次串联有接触器k7的常闭辅助触点k71和手动开关s3。在常闭辅助触点k31的输出端和常闭辅助触点k91的输出端之间连接有指示该泵处于工频工作状态的指示灯h3。

泵m3控制回路：

对照图5所示，上述常开辅助触点k72的输入端连接在交流电la上，常闭辅助触点k101的输出端连接在零线nc上。交流电la可以是220v的交流电。

上述常开辅助触点k72和常闭辅助触点k101之间依次串联开关量输出端pc/pa的常开辅助触点k15、接触器k1的常闭辅助触点k11、接触器k3的常闭辅助触点k31、接触器k6的常闭辅助触点k61和接触器k5。在常开辅助触点k15的输出端和接触器k5的输出端之间串联有接触器k5的常闭辅助触点k51和接触器k6。在常开辅助触点k15的输出端和常闭辅助触点k51的输入端之间并联有接触器k1的常开辅助触点k12、接触器k3的常开辅助触点k32和接触器k6的常开辅助触点k62。

上述常开辅助触点k72的输入端和常闭辅助触点k51之间依次串联有接触器k7的常闭辅助触点k71和手动开关s4。在常闭辅助触点k51的输出端和常闭辅助触点k1011的输出端之间连接有指示该泵处于工频工作状态的指示灯h7。

手动控制回路：

参照图6所示，上述交流电la和零线nc之间串联有手动开关s1和接触器k7。手动开关s1和接触器k7并联有串联的常开辅助触点k12与指示灯h2回路、串联的常开辅助触点k32与指示灯h3回路以及串联的常开辅助触点k52与指示灯h4回路。指示灯h2～h4能够分别指示泵m1～m3工作在变频工况下。接触器k7处于常闭状态，若按下手动开关s1，则手动控制回路接通；若按下s2、s3和/或s4则对应的泵进入工频工况。

上述接触器和常开辅助触点的关系为：接触器闭合，常开辅助触点闭合；接触器打开，常开辅助触点打开。上述接触器和常闭辅助触点的关系为：接触器闭合，常闭辅助触点打开；接触器打开，常闭辅助触点闭合。接触器和常开辅助触点、常闭辅助触点配合，使各接触器能够工作在互锁状态下，

本实施例一个优选的实施方式是：

上述泵有n个。上述常开辅助触点k72和任意一泵对应的过载继电器的常闭辅助触点之间分别依次串联有该泵对应的开关量输出端的常开辅助触点、变频器a1与其它n-1个泵之间的接触器的常闭辅助触点、该泵与交流电源之间的接触器的常闭辅助触点以及该泵与变频器a1之间的接触器。在该泵对应的开关量输出端的常开辅助触点的输出端和对应的过载继电器的常闭辅助触点的输入端之间分别依次串联有相互并联的变频器a1与其它n-1个泵之间的接触器的常开辅助触点和该泵与交流电源之间的接触器的常开辅助触点、该泵与变频器a1之间的接触器的常闭辅助触点以及该泵与交流电源之间的接触器。在该泵对应的开关量输出端的常开辅助触点的输入端和该泵与变频器a1之间的接触器的常闭辅助触点之间依次连接有该泵对应的开关量输出端的常闭辅助触点和该泵对应的手动按钮。在该泵与交流电源之间的接触器的输入端和该泵对应的过载继电器的常闭辅助触点的输出端之间连接有用于指示该泵工频运动的指示灯。上述交流电la和零线nc之间串联有手动开关s1和接触器k7。手动开关s1和接触器k7并联有变频器a1与各泵之间的接触器的常开辅助触点，各常开辅助触点串联有用于指示该泵工况的指示灯。

采用上述多泵控制系统的控制方法，包括如下步骤：

1)输入运行信号，第n个泵接入变频器；

2)压力采集单元实时采集水压，并反馈给变频器，变频器将采集到的水压和设定值对比，判断是否满足增泵条件；

3)若满足增泵条件，则第n个泵工频运行，第n+1个泵变频运行，变频器根据pid调节该泵的频率；

4)若依然满足增泵条件，则第n+1个泵工频运行，第n+2个泵变频运行，变频器根据pid调节该泵频率；

5)跳至步骤2)，若满足减泵条件，则第n-1个泵或第1个泵不运行或随机抽取处于工频工况的泵不运行；

6)若依然满足减泵条件，则第n-2个泵或第2个泵不运行或随机抽取处于工频工况的泵不运行，直至不满足减泵条件或不超过一台泵在运行。

本实施例一个优选的实施方式是：

1)输入运行信号，接触器k1闭合，泵m1接入变频器a1；

2)压力采集单元g1实时采集压力，并反馈给变频器a1，变频器a1将采集到的水压和设定值对比，判断是否满足增泵条件；

3)满足增泵条件，则接触器k1断开，接触器k2闭合，泵m1工频运行；同时，接触器k3闭合，泵m2接入变频器a1软起，变频器a1根据pid调节m2的频率；

4)跳至步骤3)，压力采集单元g1实时采集压力，并反馈给变频器a1，变频器a1将采集到的水压和设定值对比，判断是否满足增泵条件；

5)满足增泵条件，则接触器k3断开，接触器k4闭合，泵m2工频运行；同时，接触器k5闭合，泵m3接入变频器a1软起，变频器a1根据pid调节m3的频率；

6)跳至步骤4)，满足减泵条件，则接触器k1和接触器k2均断开，泵m1不运行；

7)跳至步骤5)，压力采集单元g1实时采集压力，并反馈给变频器a1，变频器a1将采集到的水压和设定值对比，判断是否满足增泵条件；

8)满足增泵条件，刚接触器k3断开，接触器k4闭合，泵m2工频运行；同时，接触器k5闭合，泵m3接入变频器a1软起，变频器a1根据pid调节m3的频率；

9)跳至步骤7)，满足减泵条件，泵m1不运行或泵m2不运行。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理能够在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。