专利名称：变频恒压供水自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供水系统，特别是一种变频恒压供水自动控 制系统。
背景技术：
传统的供水方法都是以设置在较高位置的水箱或水塔的方式供 水，又称重力供水，其内部贮水，并以恒定的供水压力由较高位置向 较低位置进行供水，这样的供水方法需要将建造水塔或水箱置于建筑 物的屋顶上，即使如此，在大型建筑中还常常不能满足最不利供水点 的供水要求，并难以满足用水需求量增加情况下的供水需求，而且储 存在水塔或水箱里的水较容易造成第二次污染，影响用水的质量，此 外，由于水塔或水箱在屋顶形成很大的负重，增加了建筑结构的受力， 也防碍了建筑美观，而且屋顶上水塔或水箱必须高出水面几米，使得 建造时投资周期长，费用大，并且维护困难。 发明内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种安装及维护方 便、使用范围广泛、能有效供水并且有效改善供水质量的变频恒压供 水自动控制系统。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是 变频恒压供水自动控制系统，包括供水系统、控制系统及输水的管道，所述供水系统包括主泵、备用泵和休眠泵，所述控制系统包括
监测并控制供水系统的PLC和向PLC输出频率信号并控制水泵电机 转速的变频器。
其中，所述供水系统包括设置于管道入水口的开关主阀，主泵、 备用泵和休眠泵相互并联连接入水和出水管道，在主泵、备用泵和休 眠泵的入水端各设有开关阀，出水端各设有止回阀。
作为上述方案的进一步改进，在管道的出水口端设有检测压力的 压力表和压力变送器，在管道入水口和出水口各设有监测压力的压力 开关，所述压力变送器连接变频器，并输入压力信号给变频器，所述 压力开关通过PLC控制。
本实用新型的有益效果是
1、 本实用新型的自动供水系统不需要在高出建造水塔、高位水 箱或气罐，其设备简单，控制实时性好，且能满足供水需求的不断增 加。
2、 本实用新型的设备投资少，占地面积小，能减轻建筑的负重， 并且安装、维护简单方面。
3、 本实用新型能根据系统压力判别供水系统的运行工作状况， 使系统运行在最合理的状态，达到节省电能的目的。
4、 本实用新型不会造成水质的第二次污染，保证供水的质量。 因此变本实用新型的频恒压供水自动控制系统有着广阔的应用前景。以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明-
图1为本实用新型的系统结构图； 图2为本实用新型的一次回路电路图； 图3为本实用新型的二次回路电路图。 图4为PLC接线图。
具体实施方式
参照图l,本实用新型的变频恒压供水自动控制系统，包括供水 系统、控制系统及输水的管道4，所述供水系统包括主泵ll、备用泵 12和休眠泵13，所述控制系统包括监测并控制供水系统的PLC可编 程控制器2和向PLC可编程控制器2输出频率信号并控制水泵的电 机转速的变频器3。
其中，变频器3通过变阻器进行设置所置的压力，并通过电路将 交流220V变为直流5V电源供给压力传感器。压力传感器将管道4 内的压力值变换成相应的电压信号输送到调节电路转换成电流信号 输出接到变频器的设定频率电流输入端，构成一个闭环负反馈控制。 变频器根据反馈信号的大小进行自动调节输出频率和电压幅值，调节 水泵电动机的转速控制各管道4内的压力，使管道4内的压力恒定在
设定的压力值上，从而达到恒压的供水的目的。
作为本实用新型的优选方式，所述供水系统包括设置于管道4入 水口的开关主阀14，主泵ll、备用泵12和休眠泵13相互并联连接 入水和出水管道4，在主泵11、备用泵12和休眠泵13的入水端各设 有开关阀19，出水端各设有防止回流的止回阀15。
在管道4出水口端设有检测压力的压力表16和压力变送器18，其中，压力变送器18为一个滑线电阻，用于管道压力检测，压力变 送器18将供水压力的变化信号送入电路，信号经过处理后与变频器 3设定的压力信号进行比较，得出最佳频率，实现自动恒压，此外， 压力变送器18也可以起到超压或欠压作保护功能，有利于系统的良 好保护，进一步提高供水系统设备的使用寿命。
在管道4入水口和出水口各设有压力开关17，压力开关17用于 管道出、入口压力控测，当水泵进水口缺水和出水口过压的情况下， 压力开关17将发出信号，使水泵组停止转动，避免水泵空转造成损 坏。
所述压力变送器18连接变频器3，并输入压力信号给变频器3， 所述压力开关17通过PLC可编程控制器2控制。
其中，本实用新型优选PLC可编程控制器2为三菱FX2N~"48M; 所述变频器3为三菱MF-22K-380 。
参照图2~图4分别为本实用新型优选实施方式的一次回路线路 图、二次回路线路图和PLC接线图，其中，KM1、 KM2为控制主泵 11的电动机M1的开关，FR1为控制M1的继电器；KM3、 KM4为 控制备用泵12的电动机M2的开关，FR2为控制M2的继电器;KM5、 KM6为控制休眠泵13的电动机M3的开关，FR3为控制M3的继电 器；其中，KM1为控制主泵11变频运行，KM2为控制主泵11工频 运行，KM3为控制备用泵12变频运行，KM4为控制备用泵12工频 运行，KM5为控制休眠泵13工频运行。
PLC可编程控制器2的Y1、 Y2、 Y3、 Y4、 Y5分别连接二次回路的Y1、 Y2、 Y3、 Y4、 Y5，形成通过PLC可编程控制器2控制的 控制回路，此外，PLC可编程控制器2通过端口 X3、 X4、 X5、 X6 分别设定压力上限、压力下限、水位检测及变频器监测，并通过端口 Y6、 Y7、 YIO、 Yll连接外部显示分别形成无水指示、变频器报警指 示、过压指示和欠压指示。
本实用新型的工作流程为
一、自动调节供水模式该控制模式是根据管道4压力和用户的 用水量的大小进行自动调节的，以确保系统的恒压供水的目的。
其工作过程为PLC可编程控制器2内部程序工作，输出给Y1 继电器FR1，使得KM1得电，变频器3与主泵11的电动机M1通过 KM1接通，使得电动机M1得电，主泵11软启动为用户提供生活用 水，可根据用户的用水量进行自动调节。
当用户的用水增加时，通过压力变送器18的反馈信号反馈到变 频器3，使变频器3的输出频率上升，主泵11的转速也随变频器3 输出频率的上升而上升，从而增大主泵11的输出水流量以满足用户 的用水量的增加。
当主泵11的运行频率已达到了额定值时，但管道4压力仍继续 下降，变频器3的频率达到输出端输出一个信号到PLC可编程控制 器2，控制PLC可编程控制器2计时，如果主泵11在额定值的频率 下运行5秒后，PLC可编程控制器2切断Y1输出，使KM1失电， 输出Y2驱动KM2得电，将主泵11切换位工频运行，变频器3的频 率迅速降至零。PLC可编程控制器2驱动KM3软启动备用泵投入变
7频运行，与主泵11 一起工作增加供水量满足用户的用水高峰。
当用户的用水量降低时，管道4的压力上升，反馈信号使变频器 3的输出频率降低，使变频器3运行的水泵的速度降低，减少水泵的 供水量。如果在主泵11工频运行和备用泵12变频运行时，当变频器 3的输出频率降低至变频器3工作的下限频率时，而管道4的压力仍 不断上升时，到达了压力开关17设定的动作压力值时，压力开关17 动作向PLC可编程控制器2输入一个信号使PLC可编程控制器2计 时5秒后，PLC可编程控制器2切断Y2输出使得KM2失电，将正 在工频运行的主泵11切断退出工作，并由备用泵12变频运行供水。 若备用泵12变频运行的运行频率降低至变频器3的下限频率，管道 4的压力还不断上升，当压力再次上升至压力开关17的设定值时， 压力开关17动作由PLC控制Y3停止输出，使得KM3失电切断备 用泵运2行。
若在IO秒内变频运行连续启动、停止三次，即表示用户的用水 量比较小，PLC可编程控制器2将会立即软启动休眠泵13，由休眠 泵13满足用户较小的用水量。当休眠泵13变频运行在变频器3的上 限频率时，但仍不能满足用户的用水需求时，PLC自动将休眠泵13 退出运行，软启动主泵11或备用泵12投入运行供水。
若用户的用水量为零时，系统将入睡眠状态，只要在管道4压力 下降，系统会从睡眠中换醒投入运行。这样既能够满足用户的用水， 也可以实现节省电能的目的。
二、分时段供水模式即为了满足不同时间段的供水需求的供水模式。所设的时间段为
零晨 7: 00; (第一频率)
7: 00 11: 00; (第二频率)
11: 00 14: 00; (第三频率)
14: 00 17: 00; (第二频率)
17: 00 24: 00。 (第四频率)
分别将各个时间段满足所需供水量的对应的频率值设定在变频
器3内，通过不同的开关选择不同组合可以得到不同的运行频率，工
作泵对应有不同的转速，从而得到相应的供水量。
该程序的定时功能由PLC可编程控制器2进行实现，当到达某 个设定的时间值时，PLC将会自动控制有相应的输出进行选择相应的
频率输出。
Y7对应的是变频器的第二频率设定2DF; Y10对应的是第三频率设定3DF。 当Y7、 Y10都没有输出时，则得到的是第一频率； Y7有输出而Y10没有输出时，则得到的是第二频率； Y10有输出而Y7没有输出时，则得到的是第三频率； Y7、 Y10都有输出时，则得到的是第四频率。 在零晨7: OO时段，Y7和Y10是都有没有输出，工作泵则以第 一频率运行；
在7: 00 11: 00和14: 00 17: 00时段，Y7有输出而Y10 没有输出，工作泵则以第二频率运行；
9在ll: 00 14: OO时段，Y10有输出而Y7没有输出，工作泵 则以第三频率运行；
在17: 00 24: OO时段，Y7和Y10都有输出，工作泵则以第 四频率运行。
三、 手动模式当变频器发生故障时，为了不影响用户的用水， 系统可以采用手动启动泵组工频运行工作，为用户继续供水。
按下外部按钮，控制PLC可编程控制器2驱动KM2线圈得电， 主泵ll得电启动工频运行，为用户提供生活用水，若主泵ll工频运 行时仍然满足不了用户的用水量时，按下相应按钮，将备用泵12也 投入工频运行，主泵11与备用泵12—起工作为用户供水，以满足用 户的用水需求量。
设主泵11和备用泵12均投入工频运行，用户的用水量下降时， 管道4的压力上升，到达压力开关17所设定的压力上限值时，压力 开关17动作，控制PLC停止Y4输出，使KM4失电，切断备用泵， 退出运行，由主泵单独运行供水。
若在主泵11单独工作时，管道4的压力还不断上升时，管道4 压力再次到达压力开关所设的压力上限值时，Y2停止输出，使KM2 失电，切断主泵11，停止运行供水。在用户的用水量较小时，可按 相应按钮启动休眠泵13供水。
四、 定时换泵功能为了可以有效地防止因为备用泵长期不投入 使用而发生锈死现象，提高设备的综合利用率，降低维护费用，可通 过PLC可编程控制器2编设定时切换工作泵的功能。当主泵11或备用泵12累计工作时间16小时，为了不影响用户 的用水，切换泵时必须在主泵11或备用泵12在睡眠状态下进行。
权利要求1、变频恒压供水自动控制系统，包括供水系统、控制系统及输水的管道(4)，其特征在于所述供水系统包括主泵(11)、备用泵(12)和休眠泵(13)，所述控制系统包括控制系统运行的PLC(2)和向PLC(2)输出频率信号并控制水泵电机转速的变频器(3)。
2、 根据权利要求1所述的变频恒压供水自动控制系统，其特征在于: 所述供水系统包括设置于管道(4)入水口的开关主阀(14)，主泵(11 )、 备用泵(12)和休眠泵(13)相互并联连接管道(4)，在主泵(11)、 备用泵(12)和休眠泵(13)的入水端各设有开关阀(19)，出水端 各设有止回阀(15)。
3、 根据权利要求1或2所述的变频恒压供水自动控制系统，其特征 在于在管道(4)出水口端设有检测压力的压力表(16)和压力变 送器(18)，在管道(4)入水口和出水口各设有监测压力的压力开关(17)，所述压力变送器(18)连接并输入压力信号给变频器(3)，. 所述压力开关(17)通过PLC (2)进行控制。
4、 根据权利要求1或2所述的变频恒压供水自动控制系统，其特征 在于所述PLC (2)为三菱FX2N—48M。
5、 根据权利要求1或2所述的变频恒压供水自动控制系统，其特征 在于所述变频器(3)为三菱MF-22K-380。
专利摘要本实用新型公开了一种变频恒压供水自动控制系统，包括供水系统、控制系统及输水的管道，所述供水系统包括主泵、备用泵和休眠泵，所述控制系统包括控制系统运行的PLC和向PLC输出频率信号并控制水泵电机转速的变频器；本实用新型的供水系统不需要在高出建造水塔、高位水箱或气罐，其设备简单，控制实时性好，且能满足供水需求的不断增加，而且其设备投资少，占地面积小，能减轻建筑的负重，并且安装、维护简单方面，并能根据系统压力判别供水系统的运行工作状况，使系统运行在最合理的状态，达到节省电能的目的，有着广阔的应用前景。
文档编号E03B7/00GK201347566SQ200820205559
公开日2009年11月18日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者揭锡富, 杨八妹, 翟恩民 申请人:广州市高级技工学校