专利名称：分时段变频变压供水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种分时段变频变压供水装置，属于供排水系统供水控制 设备领域。
背景技术：
变频恒压供水系统具有自动化程度高，设备投资少，系统运行稳定可靠， 节电节水，操作控制方便等特点，目前被国内供水行业普遍采用，实施方法是 在自来水厂的出水管线上安装压力变送器检测供水压力，压力信号传送至智能
调节仪与设定的压力值进行PID分析，由智能调节仪输出一个电流信号控制变 频器的输出频率，变频器来控制水泵电机的转速来改变水泵的供水压力，这样 形成一个闭环控制回路，使自来水厂出口的供水压力为用水高峰时段的供水压 力并保持恒定，此种方式的节电率为20% 50%。广大技术人员对变频调速供压 供水技术的深入研究后，认为该项技术的节能效果虽好，但供水压力是按用水 高峰时段的设置的，没有结合供水系统的管路压降特性，特别是在用户用水低 峰时段供水管线上的压力损失值降低后，用户端的供水压力高于正常用水压 力，仍存在供水能源浪费。西安交通大学曹琦在《一种节能的变压变频供水系 统》 一文提出了一种改变压力变送器的地理位置的技术方案，即把压力变送器 安装在供水管线上的最不利的用水点，用无线网络的方式将压力信号传送至水 厂的智能调节仪，通过变频器控制水泵电机的转速，使最不利的用水点的供水 压力保持在3 5m水柱，来实现供水系统节能运行的变频变压供水系统。在技 术上采用无线网络传输技术将压力信号传到自来水厂机房不难实现，但无线网 络的方式结构复杂，不但增加了系统的造价成本和维护费用，而且系统的可靠 性比变频恒压供水系统低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单的分时段变频变压供水装置，使供
3水系统比现在更节能。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案 一种分时段变频变压 供水装置，是一个闭环控制系统，包括压力变送器、智能调节仪、压力变送器 与智能调节仪之间的连接线上至少接入有一路电流注入电路、变频器、配套电 机、水泵、供水管线。
每一路电流注入电路都由恒流组件和可编程时间控制器的一对触头串联 构成；所述的恒流组件由三极管和基极电压控制电路构成，三极管基极接基极 电压控制电路的输出端；所述的基极电压控制电路由稳压电路和基极偏置电路构成。
所述的稳压电路由稳压二极管与电阻串联构成，稳压电路的一端接供电电
源的正极，另一端接供电电源的负极；所述的基极偏置电路由滑动变阻器和固 定电阻串联构成，并联在稳压二极管的两端；三极管的基极接滑动变阻器的滑 动触头，三极管发射极接滑动变阻器的一端，集电极接可编程时间控制器一对 触头一端，可编程时间控制器一对触头的另一个端接智能调节仪与压力变送器 之间的正极连接线，供电电源的负极接智能调节仪与压力变送器之间的负极连 接线。
所述的稳压电路由电压基准集成电路与电阻串联构成，稳压电路的一端接 供电电源的正极，另一端接供电电源的负极；所述的基极偏置电路由滑动变阻 器和固定电阻串联构成，并联于电压基准集成电路的稳压输出端。
所述的电流注入电路作为智能调节仪的一部分，设置在智能调节仪的测量 端之后，PID端之前。
装置的工作过程是，按用水低峰时段的供水压力整定闭环控制系统，电流 注入电路注入电流的大小等于压力变送器用水高峰时段的电流信号与用水低 峰时段的电流信号的差值；到用水高峰时段时，可编程时间控制器按预先设定 的时间自动接入电流注入电路，压力变送器的工作电流为智能调节仪的供电电流和电流注入电路的注入电流之和；在供水压力不变的情况下压力变送器需智 能调节仪提供的电流减小了，智能调节仪判断为供水压力降低，闭环控制后，
供水压力升高至用水高峰时段的供水压力并保持恒定；从供水高峰时段再运行 到用水低峰时段时，可编程时间控制器按预先设定的时间自动断开电流注入电 路，在供水压力保持不变的情况下，智能调节仪检测到的电流信号增大了，判 断为供水压力上升，闭环控制后，供水压力下降至用水低峰时段的压力值并保 持恒定；当可编程控制器按预先设定的多个时段自动接入或断开电流注入电 路，就实现了分时段变频变压供水，达到节能供水的目的；而在用水高低峰情 况复杂的环境下，可采用并入多路电流注入电路的办法，通过电流注入电路的 组合，可以达到多种不同电流注入效果，即可在设定的不同供水时段，设定不 同的供水压力值。
由于电流注入电路结构简单，成本增加很少且无需维护费用，同时不改变 变频恒压供水系统的控制方式，具有与变频恒压供水系统相同的可靠性，即当 这部分电路出现故障不工作，供水系统工作在恒压供水的情况下，不影响供水 系统的正常运行； 一般情况，变压供水时段的节能效果与供水压力降低的百分 比相关，在用水低峰时段的供水压力可降低10%以上，全天的节能效果在5%左 右。
图1为接有电流注入电路的一种分时段变频变压供水系统原理框图； 图2为电流注入电路的第一种连接图； 图3为电流注入电路的第二种连接图； 图4为电流注入电路置于智能调节仪中的连接图。
具体实施方式
图l所示了一种分时段变频变压供水装置，是一个闭环控制系统，包括压 力变送器、智能调节仪、变频器、配套电机、水泵、供水管线、在压力变送器 和智能调节仪之间的连接线上接入至少有一路电流注入电路；闭环控制系统按用水低峰时段的供水压力整定，电流注入电路注入电流的大小等于压力变送器
用水高峰时段的电流信号与用水低峰时段的电流信号的差值；当用水高峰时段
到来时，压力变送器的工作电流为智能调节仪提供的电流和电流注入电路的注 入电流之和，在供水压力不变的情况下，压力变送器需智能调节仪提供的电流 减小了，智能调节仪判断为供水压力降低，闭环控制后，供水压力升高至用水
高峰时段的供水压力并保持恒定；从供水高峰时段再运行到用水低峰时段时， 可编程时间控制器按预先设定的时间自动断开电流注入电路，在供水压力保持 不变的情况下，智能调节仪检测到的电流信号增大了，判断为供水压力上升， 闭环控制后，供水压力下降至用水低峰时段的压力值并保持恒定；当可编程控 制器按预先设定的多个时段自动接入或断开电流注入电路，就实现了分时段变 频变压供水，达到节能供水的目的；而在用水高低峰情况复杂的环境下，可采 用并入多路电流注入电路的办法，通过电流注入电路的组合，可以达到多种不 同电流注入效果，即可在设定的不同供水时段，设定不同的供水压力值。
图2所示了第一种电流注入电路的连接图，电流注入电路由恒流组件和可 编程时间控制器1的一对输出触头串联构成;恒流组件由三极管Qi和基极电压 控制电路构成，三极管(^为PNP时，三极管Qi基极接基极电压控制电路的输出 端；基极电压控制电路由稳压电路和基极偏置电路组成，稳压电路由稳压二极 管D与电阻R3串联构成，稳压电路的一端接供电电源的正极，另一端接供电电 源的负极，稳压二极管也可用多只二极管串联组成；基极偏置电路由可调电阻 Ri和固定电阻R2串联组成，并联于稳压二极管D两端；三极管(^的基极接滑动 电阻器Ri的滑动触头，发射极接供电电源的正极，集电极接可编程时间控制器 1的一对触头的一端，可编程时间控制器Ji的一对触头的另一端接智能调节仪 与压力变送器之间的正极连接线，供电电源的负极接智能调节仪与压力变送器 之间的负极连接线，电流注入电路的供电电源电压在25V 32V之间；同理当三 极管Qi为NPN时，电流注入电路在压力变送器与智能调节仪之间连接线上的接点A、 B对调，B端接压力变送器与智能调节仪之间的正极连接线后，与供电电 源正极连接，A端接压力变送器与智能调节仪之间的负极连接线，K端接供电
电源负极；在用水高低峰情况复杂的环境下，采用多个电流注入电路并共用供 电电源，通过组合，可实现不同的供水时段采用不同的供水压力，更好的节能 供水和满足用户的用水压力。
图3所示了第二种电流注入电路的连接图，电流注入电路由恒流组件和可 编程时间控制器J2的一对输出触头串联构成；恒流组件由三极管Q2和基极电压 控制电路构成，三极管Q2为PNP型，三极管Q2基极接基极电压控制电路的输出 端，基极电压控制电路由稳压电路和基极偏置电路组成，稳压电路由电压基准 集成电路DV与电阻R4串联构成，稳压电路的一端接供电电源的正极，另一端 接供电电源的负极；电压基准集成电路DV为TL431或有相同功能的IC;基极 偏置电路由可调电阻R4和固定电阻Rs串联组成，并联于电压基准集成电路DV 稳压输出端，三极管Q2的基极接可调电阻R4的滑动触头，发射极接供电电源的 正极，集电极接可编程时间控制器J2的一对触头的一端，可编程时间控制器 J2的一对触头的另一端接智能调节仪与压力变送器之间的正极连线，供电电源 的负极接智能调节仪与压力变送器之间的负极连接线，电流注入电路的供电电 源电压在25V 32V之间；三极管Q2为NPN时，电流注入电路在压力变送器与 智能调节仪之间连接线上的接点A、 B对调，B端接压力变送器与智能调节仪的 正极连接线后，与供电电源正极连接，A端接压力变送器与智能调节仪的负极 连接线，V2接供电电源负极，电压基准DV的接线作相应调整，在用水高低峰 情况复杂的环境下，采用多个电流注入电路并共用供电电源，通过组合，可实 现不同供水时段采用不同的供水压力，更好的节能供水和满足用户用水压力。
图4所示了电流注入电路置于智能调节仪中的连接图，电流注入电路作为 智能调节仪的一部分，设置在智能调节仪的测量端之后，PID端之前。
权利要求1. 一种分时段变频变压供水装置，包括压力变送器(1)，智能调节仪(2)、变频器(3)、配套电机(4)、水泵(5)、供水管线(6)，其特征在于压力变送器(1)与智能调节仪(2)的连接线上接入有至少一路电流注入电路(7)。
2. 根据权利要求1所述的一种分时段变频变压供水装置，其特征在于 每一路电流注入电路由恒流组件和可编程时间控制器的一对触头串联构成；所 述的恒流组件由三极管和基极电压控制电路构成，三极管基极接基极电压控制 电路的输出端；所述的基极电压控制电路由稳压电路和基极偏置电路构成。
3. 根据权利要求2所述的一种分时段变频变压供水装置，其特征在于 所述的稳压电路由稳压二极管与电阻串联构成，稳压电路一端接供电电源的正 极，另一端接供电电源的负极；所述的基极偏置电路由滑动变阻器和固定电阻 串联构成，并联在稳压二极管的两端；三极管的基极接滑动变阻器的滑动触头， 三极管发射极接滑动变阻器的一端，三极管集电极接可编程时间控制器一对触 头的一端，可编程时间控制器一对触头的另一个端接智能调节仪与压力变送器 之间的正极连接线，供电电源的负极接智能调节仪与压力变送器之间的负极连 接线。
4. 根据权利要求2所述的一种分时段变频变压供水装置，其特征在于 所述的稳压电路由电压基准集成电路与电阻串联构成，稳压电路的一端接供电 电源的正极，另一端接供电电源的负极；所述的基极偏置电路由滑动变阻器和 固定电阻串联构成，并联于电压基准集成电路的稳压输出端。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的一种分时段变频变压供水装置，其特 征在于电流注入电路(7)作为智能调节仪(2)的一部分，设置在智能调节 仪的测量端(8)之后，PID端(9)之前。
专利摘要一种分时段变频变压供水装置，是一个闭环系统，包括压力变送器、智能调节仪、变频器、配套电机、水泵、供水管线，压力变送器与智能调节仪的连接线上接有至少一路电流注入电路，每一路电流注入电路由恒流组件和可编程时间控制器的一对触头串联构成，所述的恒流组件由三极管和基极电压控制电路构成，三极管基极接基极电压控制电路的输出端；所述的基极电压控制电路由稳压电路和基极偏置电路构成；可编程控制器按预定时间自动接入或断开电流注入电路，实现不同时段供水压力不同的变频变压供水；用水低峰时段的供水压力一般可降低10％以上，全天的节能效果在5％左右。
文档编号E03B7/00GK201280740SQ200820149680
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者汤俊灵, 邹仁彦, 郭庆全, 雷玉祥 申请人:中国石化集团河南石油勘探局水电厂