CN101963148A

CN101963148A - 一种带有plc控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法

Info

Publication number: CN101963148A
Application number: CN2010102949183A
Authority: CN
Inventors: 徐卫荣; 钱铮炫; 丁春雷; 邵国春; 潘志超
Original assignee: WUXI SYLVO WATER TREATMENT EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: Wuxi SYLVO Water Treatment Equipment Co., Ltd.
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2011-02-02

Abstract

本发明提供了一种带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法，该方法的程序设置在控制柜的PLC中，并预设最低频率、设定压力、稳定时长的值，包括若干步骤，通过这些步骤可以判断出用户侧需水量是否满足停泵条件，进而继续正常变频供水或进入停泵模式。本控制方法可以满足用水流量变化较大、用水规律复杂、在某段时刻内无用水量等情况，不仅用于变频供水设备的夜间使用，还适用于其他无用水量需求的时段停泵节能。并且可使供水设备结构简单化、运行稳定、节能效果明显。

Description

一种带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法

技术领域

本发明涉及一种带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法，具体涉及一种在夜间或其他用水流量为0或近乎为0的时段，通过PLC控制柜控制变频水泵停止运行，以达到省电节能的目的的控制方法。适用于用水流量变化较大、用水规律复杂、在某段时刻内无用水量的场合，属于供水领域。

背景技术

目前，大部分高层住宅及公共建筑供水都是通过水泵变频增压供水系统的形式，变频供水能够根据用户实际用水量，变频调节增压水泵的供水能力，以实现节能运行的目的。对于夜间（或其他小流量时刻）用户流量为0，或近乎为0时，通过以下方法实现节能：1、将变频水泵的频率降至最低变频频率运行。在流量较小时，控制增压水泵中的某台水泵在变频器输出的最低频率下运行，以维持系统中的水压，满足极小流量需要条件下的供水压力；2、运行系统设置的小流量供水泵。在供水系统中，设计一台专门用于夜间运行的小流量供水泵，在正常供水模式运行时，小流量供水泵停止运行，由系统中的大流量水泵变频供水。进入夜间模式后，大流量水泵停止运行，小流量水泵开始运行，以满足系统在小流量需求条件下的供水压力。以上方法存在最大的不足的是：1、不够节能。以上方法在夜间用户无用水量需求时，都有水泵在持续运行，在该时段内水泵运行所消耗的电能白白浪费；2、设备复杂、项目初投资较高。在系统中单独设计一台用于夜间运行的水泵，系统管路设备需要做相应的增加，对应项目的初投资需要增加。同时，增加了水泵，意味着日后维护及修理工作量加大；3、缩短水泵寿命。水泵需要长时间连续运行，同时，在用水量需求较小时，因供水侧管路阻力增加，影响水泵叶轮的寿命。此外，无出水流量时，潜水泵连续运行，将会使水泵周围的水温升高，对水泵电机的寿命产生影响。

要解决或满足的技术问题：1、节能；2、设备结构简单化；3、设备运行稳定，满足即时用水的需求。

发明内容

本发明的目的是：

提供一种在不增加变频供水设备硬件零部件的前提条件下，实现变频供水设备夜间停泵节能的控制方法。该方法既能够满足用户供水功能的需求，又能够在夜间用户无用水需要时或在其他用水流量为0或近乎为0的时段停止供水泵的运行，以最大限度地节约电能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法，包括以下步骤：

步骤1：判断当前系统是否处于停泵模式，是则进入步骤2，否则进入步骤5；

步骤2：判断出水压力是否稳定，是则返回步骤1，否则进入步骤3；

步骤3：退出停泵模式，启动供水泵，进入步骤4；

步骤4：供水泵控制程序正常运行变频控制模块，返回步骤1；

步骤5：判断出水压力是否稳定，否则进入步骤6，是则进入步骤7；

步骤6：清空稳定计时器，进入步骤4；

步骤7：判断变频输出的频率是否已是所设定的最低输出频率，否则进入步骤6，是则进入步骤8；

步骤8：判断是否只有一台供水泵在运行，否则进入步骤6，是则进入步骤9；

步骤9：判断出水压力是否高于设定压力，否则进入步骤6，是则进入步骤10；

步骤10：启动稳定计时器，并判断是否达到稳定时长，否则进入步骤4，是则进入步骤11；

步骤11：暂停水泵运行，进入停泵模式，返回步骤1。

所述步骤7的最低输出频率为15-35Hz。

所述步骤10的稳定时长为5~30min。

所述设定压力为启动停泵模式时供水泵出水压力需达到的最低压力。

本发明的有益效果：

1、节能；

本发明在对供水需求规律分析的基础上，通过对用户侧用水量需求的精确判断，实现了变频供水设备的停泵节能控制，避免了以往零用水量时仍可能有水泵在运行的情况，从而达到节能的目的。

2、设备结构简单化；

因本控制方法的程序预设在原有设备控制柜的PLC中，故无需对原变频供水设备硬件做任何增减调整，无需独立设置小流量供水泵。因此，本发明既实现了变频供水设备停泵节能的目标，又使变频供水设备的结构简单化，节约成本。

3、设备运行稳定，满足即时用水的需求。

本发明既满足用户对供水功能的需求，又能够在夜间无用水量需求或在其他用水流量为0（或近乎为0）的时段停止供水泵的运行，可满足用户即时用水的需求。

本发明不仅适用于新供水设备的设计生产，且适用于对现有变频供水设备的节能改造工程项目。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的一种带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法，本方法的程序设置在控制柜的PLC中，根据实际工况预设最低输出频率、设定压力、稳定时长的值，本方法的程序中还设置有稳定计时器，在满足一定的条件下，启动或清空该稳定计时器。

本方法包括以下步骤：

步骤3：退出停泵模式，启动供水泵，进入步骤4；

步骤6：清空稳定计时器，进入步骤4；

步骤11：暂停水泵运行，进入停泵模式，返回步骤1。

对上述步骤的进一步说明如下：

在本发明的控制方法程序循环运行过程中，首先采用步骤1即判断当前变频供水设备是否处于停泵模式。如果当前已经进入了停泵模式，即表明当前用户用水量为0，此时进入步骤2即判断变频供水设备的出水压力是否稳定，如果出水压力稳定，即表明用户侧用水量需求为0，则继续保持停泵模式，返回步骤1。如果步骤2判断的变频供水设备的出水压力不稳定，即出水压力出现下降，表明用户侧有了用水量需求，则进入步骤3退出停泵模式，启动供水泵，进而进入步骤4开始正常变频供水并返回步骤1进行循环判断。

若经步骤1判断当前变频供水设备不处于停泵模式，则进入步骤5即判断出水压力是否稳定，如不稳定，即出水压力出现下降，表明用户侧有了用水量需求，则进入步骤6即清空稳定计时器，继而进入步骤4开始正常变频供水并返回步骤1进行循环判断。若步骤5判断的出水压力稳定，则进而进入步骤7即判断变频输出频率是否达到最低输出频率值。步骤7的判断原理为当变频供水设备正常供水时，出水压力也稳定的状态下，如果用户侧用水量逐渐减少至0，则变频器的输出功率也必将逐渐降至最低输出频率。水泵变频器最低输出频率是根据实际管网阻力、水泵性能曲线等因素综合考虑而定，在实际运用中，最低输出频率并不是越低越好，最低输出频率过低易导致水泵效率下降，甚至水泵出水扬程低于管网阻力，此时供水泵基本无水流量输出，导致水泵电机过热，缩短水泵的寿命。优选设置变频器最低输出频率为15-35Hz。

若步骤7判断出尚未达到最低输出频率，则进入步骤6进而进入步骤4继续正常变频供水并返回步骤1进行循环判断。若步骤7判断出变频的器输出频率已经达到或低于最低频率，则表面用户侧用水量已经逐渐减少至0，进入下一步步骤8的判断。

步骤8判断是否变频供水设备中只有一台泵在运行，如果超过一台泵在运行，则表示用户侧用水量需求属于正常供水需求，供水量在变频供水设备调节能力范围之内，故进入步骤6继而进入步骤4正常变频供水并返回步骤1进行循环判断。如仅有一台泵在运行，则表明用户侧需求量已经降至很低，则进行下一步步骤9的判断。

步骤9是对于出水压力是否高于设定压力的判断，设定压力为预设在PLC里的一个数值，其设置原理为：根据具体工况预设一个出水压力值，实际出水压力达到或高于此设定压力则表示用户侧的用水需求已经达到了启动停泵模式的条件。如果步骤9判断出出水压力低于设定压力，则表示用户侧用水量需求属于正常供水需求，故进入步骤6继而进入步骤4正常变频供水并返回步骤1进行循环判断。若步骤9判断的出水压力已经达到或高于设定压力，则进入下一步步骤10。

步骤10启动稳定计时器开始计时，稳定时长达到预设值表明一段时间内用户侧的用水需求量持续为0，满足启动停泵模式的条件，则进入步骤11暂停供水泵运行，即进入停泵模式，进而返回步骤1的判断。如果步骤10的稳定计时器计时小于稳定时长，则表面短暂时间内用户侧又有了用水量需求，进入步骤6继而进入步骤4正常变频供水并返回步骤1进行循环判断。关于稳定的判定：实际变频供水设备运行时，由于受到压力变送器及信号模数转换精度和稳定性及其他方面的影响，控制器计算得到的供水设备的出水压力不可能完全稳定于某一定值，实际应用中只需要判别两次测得出水压力差值在一定的范围内即可。典型应用为：在出水压力设定值为450kPa时，两次压力差值范围为±2kPa即可认为出水压力稳定。上述变频供水设备在进入停泵模式前的系统稳定时长需根据实际工程的控制精度、供水流量、水泵功率、用水变化规律等因素而定。稳定时间过短，会使控制系统进入停泵模式加快，但同时也易导致控制系统误动作停泵，从而影响供水稳定性；稳定时间过长，导致水泵耗电量增加，降低节能效果。通常采用稳定时长为5-30min，优选采用6-10min。

在上述过程中，如当前供水泵的出水压力并不稳定，或变频器还没有在最低输出频率下运行，或即使变频功率已经输出最低但仍有2台或以上供水泵同时在运行，或当前出水压力正好稳定于所设定的出水压力——则表明用户侧有用水量需求，系统控制供水泵正常运行于变频供水模式。步骤6的设置，是为了在不满足上述停泵条件后，需清空稳定计时器的数据，以免稳定计时器里遗留的时间值影响下一次稳定时长的计时，进而保证下次进入停泵模式前，系统维持稳定的时长能够足够达到设定的稳定时间再进入停泵模式。

本发明的一种带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法可以满足用水流量变化较大、用水规律复杂、在某段时刻内无用水量等情况，不仅用于变频供水设备的夜间使用，还适用于其他无用水量需求的时段停泵节能。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤3：退出停泵模式，启动供水泵，进入步骤4；

步骤6：清空稳定计时器，进入步骤4；

步骤11：暂停水泵运行，进入停泵模式，返回步骤1。

2.根据权利要求1所述的带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法，其特征在于所述步骤7的最低输出频率为15-35Hz。

3.根据权利要求1所述的带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法，其特征在于所述步骤10的稳定时长为5~30min。

4.根据权利要求1所述的带有PLC控制柜的变频供水设备停泵节能控制方法，其特征在于所述设定压力为启动停泵模式时供水泵出水压力需达到的最低压力。