CN109763542A

CN109763542A - 一种恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法和装置

Info

Publication number: CN109763542A
Application number: CN201910173933.3A
Authority: CN
Inventors: 肖凯
Original assignee: Shenyang Jinan Technology Co Ltd
Current assignee: Shenyang Jinan Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2019-05-17
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: CN109763542B

Abstract

本发明涉及一种恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法和装置，所述控制方法包括：供水系统启动后，进入PID控制，每隔T1时间压栈系统水压和工作频率；判断T2时间段内系统是否处于动态平衡；当系统处于动态平衡时，进行空载测试以判断系统是否处于空载状态；当系统处于空载状态时，控制系统进入空载停机状态。本发明所述的控制方法通过判断供水系统是否进入空载状态，并当系统进入空载状态时，将系统停机，从而可以避免不必要的能源消耗，达到最大限度的节能目的，该方法也有利于提高供水系统使用寿命，尤其是水泵的寿命。

Description

一种恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法和装置

技术领域

本发明涉及恒压供水控制技术领域，具体涉及一种恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法和装置。

背景技术

现有的恒压供水变频器或恒压供水系统，大多是采用PID模糊控制算法进行恒压控制，PID控制是变频器的一个基本功能，但是在现有的恒压供水PID控制算法中存在着一个不必要的状态，即空载(空载是指供水系统无用水状态)动态平衡，此时系统虽然没有供水，但是为了维持供水系统供水压力等于设定压力P₀，水泵会一直处于工作状态。供水系统中都安装有止回阀装置，止回阀的目的是保证系统水压力不会退回供水系统前端。所以空载时系统应该停机，如果是大流量用水立即停水，系统的PID计算可以停机，但是小流量用水停水或慢慢停水，PID就会出现空载动态平衡状态，而且一直持续到下一次用水才能打破这种平衡状态。空载时系统的运行频率低于正常供水时的工作频率，此时水泵的输出功率大约是额定功率的40％-60％，而且系统设定压力P0(对高楼层供水的机组会是十几Ba)越大，空载运行频率就越高，水泵输出功率也越大，所以空载不停机浪费的能耗是很大的。

虽然现在有的变频供水系统有采用夜间休眠方式或多时段供水水压设定等方式来解决系统空载耗能问题，但是，这种方法并不能真正解决问题，因为用户不一定白天就用水，也不一定夜间就不用水，可见现有的解决办法并不能有效的节省能耗。

此外，现有的供水系统中当发生漏水现象时，用户不能及时发现漏水问题，不利于及时维修和避免水、电能源浪费。再者，当供水系统发生漏水现象时，系统水压会逐渐降低，当漏水水速大于一定量时，系统将无法进入空载停机状态，会造成更大的能源消耗，也会缩短水泵的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法和装置。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法，包括：

步骤S1：供水系统启动后，进入PID控制，每隔T1时间压栈系统水压和工作频率；

步骤S2：判断T2时间段内系统是否处于动态平衡；

步骤S3：当系统处于动态平衡时，进行空载测试以判断系统是否处于空载状态；

步骤S4：当系统处于空载状态时，控制系统进入空载停机状态。

可选的，所述判断T2时间段内系统是否处于动态平衡，包括：如果在T2时间段内，

所压栈的系统工作频率的最大值与系统工作频率的最小值之差小于或等于0.2Hz，且，所压栈的系统水压的最大值与系统水压的最小值之差小于或等于0.1Ba，则系统是处于动态平衡。

可选的，所述空载测试包括：

将系统工作频率每隔5/T3时间降低0.1Hz，在T3时间段内，如果系统水压下降值小于或等于0.2Ba，则系统处于空载状态；否则，系统不处于空载状态，并退出空载测试。

可选的，所述当系统处于空载状态时，控制系统进入空载停机状态，包括：

通过PID控制将系统水压提升至设定水压P0+0.3Ba；

进入缓停机控制，在此期间系统水压应大于或等于启动水压，并记录本次空载状态时的工作频率；

在此期间如果系统水压低于启动水压，则退出缓停机控制，并进入PID控制。

可选的，在执行完步骤S4后，还包括：

步骤S5：空载频率学习，以获得系统空载频率；

步骤S6：根据系统空载频率和系统当前工作频率的大小关系控制系统进入空载停机状态；

其中，所述空载频率学习，包括：

分别记录多次空载状态时的工作频率，并根据所述工作频率统计分析得到系统空载频率。

可选的，所述根据系统空载频率和系统当前运行频率的大小关系控制系统进入空载停机状态，包括：

如果系统当前运行频率小于或等于系统空载频率，则控制系统进入空载停机状态。

可选的，所述控制方法还包括：

如果系统当前运行频率大于系统空载频率，且，系统处于动态平衡的时长达T4时间，进行空载测试；

如果系统处于空载状态，则跳转到步骤S1，重新执行步骤S1-步骤S5，以更新系统空载频率。

可选的，所述控制方法还包括：

系统停机后，获取系统的重启延时；

根据系统的重启延时，计算得到系统漏水流速；

当系统漏水流速大于预设值时，发出漏水提醒。

本发明还提供了一种恒压供水变频系统的智能空载停机控制装置，包括：

采集模块，用于在供水系统启动后，每隔T1时间压栈系统水压和工作频率；

动态平衡判断模块，用于判断系统是否处于动态平衡；

空载测试模块，用于当系统处于动态平衡时，进行空载测试；

空载停机模块，用于当系统处于空载状态时，控制系统进入空载停机状态。

可选的，所述智能空载停机控制装置是一个计算机、PLC、专用控制器或专用变频器。

本发明采用以上技术方案，所述恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法包括：供水系统启动后，进入PID控制，每隔T1时间压栈系统水压和工作频率；判断T2时间段内系统是否处于动态平衡；当系统处于动态平衡时，进行空载测试以判断系统是否处于空载状态；当系统处于空载状态时，控制系统进入空载停机状态。本发明所述的控制方法通过判断供水系统是否进入空载状态，并当系统进入空载状态时，将系统停机，从而可以避免不必要的能源消耗，达到最大限度的节能目的，该方法也有利于提高供水系统使用寿命，尤其是水泵的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法实施例一提供的流程示意图；

图2是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法实施例一中判断系统是否处于动态平衡的流程示意图；

图3是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法实施例一中判断系统是否处于空载状态的流程示意图；

图4是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法实施例一中空载停机的流程示意图；

图5是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法实施例二提供的流程示意图；

图6是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法实施例二中步骤S6的处理流程示意图；

图7是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制装置的结构示意图。

图中：1、采集模块；2、动态平衡判断模块；3、空载测试模块；4、空载停机模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法实施例一提供的整体流程示意图。

如图1所示，本实施例所述的方法包括：

S1：供水系统启动后，进入PID控制，每隔T1时间压栈系统水压和工作频率；

S2：判断T2时间段内系统是否处于动态平衡；

进一步的，如图2所示，所述判断T2时间段内系统是否处于动态平衡，包括：如果在T2时间段内，

S3：当系统处于动态平衡时，进行空载测试以判断系统是否处于空载状态；

进一步的，如图3所示，所述空载测试包括：

S4：当系统处于空载状态时，控制系统进行空载停机。

如图4所示，所述空载停机，包括：

通过PID控制将系统水压提升至设定水压P0+0.3Ba；

进入缓停机控制，在此期间系统水压应大于或等于启动水压(P0-ΔP，其中，P0为系统设定水压，ΔP为系统重启压差)，并记录本次空载状态时的工作频率Fni；

本实施例所述的控制方法是在供水变频器PID控制过程中，系统处于动态平衡时(T2时间内频率、压力基本不变)，进行空载测试(变频器主动打破这种平衡)，系统在一定时间内主动逐渐降低工作频率，如果此时是供水过程中的动态平衡，系统水压将会逐渐降低，系统继续返回PID控制程序；如果是空载状态，系统降低一定量的工作频率，系统水压则不会降低，系统记录当时的工作频率，然后系统调整当前水压等于P0+0.3Ba后进入空载停机状态，停机过程中出现水压下降的情况系统进入PID调整，并清除本次测试结果。

本实施例所述的控制方法通过实时判断供水系统是否进入空载状态，并当系统进入空载状态时，将系统空载停机，从而避免不必要的能源消耗，达到最大限度的节能目的，也有利于提高供水系统使用寿命。

在实际使用中，可以直接在恒压供水变频器增加本实施例所述的控制方法，也可以通过专用控制器控制现有变频供水系统增加本实施例所述的控制方法。

图5是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法实施例二提供的整体流程示意图。

如图5所示，本实施例所述的方法包括：

S2：判断T2时间段内系统是否处于动态平衡；

S4：当系统处于空载状态时，控制系统进入空载停机状态；

S5：空载频率学习，以获得系统空载频率；

进一步的，所述空载频率学习，包括：

分别记录多次空载状态时的工作频率F_ni，并根据所述工作频率统计分析得到系统空载频率Fn0。

具体的，根据多次记录的空载状态时的工作频率Fni，确定该工作频率分布的密集区域；选取该密集区域内最大的工作频率值Fni-max，则系统空载频率Fn0＝Fni-max。

S6：根据系统空载频率Fn0和系统当前工作频率的大小关系控制系统进入停机状态；

如图6所示，所述根据系统空载频率和系统当前运行频率的大小关系控制系统进入空载停机状态，包括：

如果系统当前运行频率小于或等于系统空载频率Fn0，则控制系统进入空载停机状态。

进一步的，还包括：

如果系统当前运行频率大于系统空载频率Fn0，且，系统处于动态平衡的时长达T4时间，进行空载测试；

如果系统处于空载状态，则复位空载频率Fn0，跳转到步骤S1，重新执行步骤S1-步骤S5，以更新系统空载频率Fn0。

S7：系统停机后，获取系统的重启延时，根据系统的重启延时，计算得到系统漏水流速；并当系统漏水流速大于预设值时，发出漏水提醒。

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例在步骤S4之后还包括步骤S5和步骤S6。系统经过多次的数据统计后，可分析出系统的空载频率Fn0。此后系统在恒压PID控制过程中，当系统工作频率小于或等于Fn0，判断为系统处于空载状态，控制系统进入空载停机状态。本实施所述的控制方法比实施例一能够更快速的判断出系统是否处于空载状态，并当系统处于空载状态时，将系统进行空载停机，能够更有效、更大程度的实现节能目的。

本实施例与实施例一的区别还在于，本实施例中能够对供水系统是否发生漏水进行监测，并当系统漏水流速大于预设值时，发出漏水提醒，以便及时进行维修。

进一步的，系统漏水流速的计算方法为：

在供水系统停机后，因为用水、系统漏水，系统水压会逐渐下降到重启水压(P0-ΔP)，系统经过Trn时间后重启，经过记录多次Trn，分析可得到系统漏水重启延时Tr0(系统通过多次重启延时的时间统计分析比对，得到多次重启延时，时间最长的重启时间就是漏水重启延时)。再通过式(1)计算出系统漏水流速：

V1＝K1*L0*(0.3+ΔP)/Tr0 式(1)

其中，V1表示系统漏水流速，L0表示系统储压罐容量，K1表示系统储压罐空压比，ΔP表示系统重启压差，Tr0为系统漏水重启延时。

当系统漏水流速大于预设值时，说明此时系统漏水严重，系统将无法进入空载停机状态，此时系统会以一个较低的频率维持工作，并向上位机或者用户终端发出漏水提醒，以便及时进行维修。

本实施例通过对系统是否发生漏水进行检测，用户可以了解供水系统是否有漏水问题，并当系统漏水时及时发出提醒，有助于进行及时维修和避免能源浪费。

图7是本发明恒压供水变频系统的智能空载停机控制装置提供的整体结构示意图。

如图7所示，本实施例所述的控制装置包括：

采集模块1，用于在供水系统启动后，每隔T1时间压栈系统水压和工作频率；

动态平衡判断模块2，用于判断系统是否处于动态平衡；

空载测试模块3，用于当系统处于动态平衡时，进行空载测试；

空载停机模块4，用于当系统处于空载状态时，控制系统进入空载停机状态。

本实施例所述的智能空载停机控制装置的工作原理与上文所述的智能空载停机控制方法的工作原理相同，在此不再赘述。

进一步的，本实施例所述的控制装置也可以包括：

空载频率学习模块，用于进行空载频率学习，以获得系统空载频率；

漏水检测模块，用于系统停机后，获取系统的重启延时，根据系统的重启延时，计算得到系统漏水流速；并当系统漏水流速大于预设值时，发出漏水提醒。

进一步的，所述智能空载停机控制装置可以是一个计算机、PLC、专用控制器或专用变频器。

本实施例所述的智能空载停机控制装置通过实时判断供水系统是否进入空载状态，并当系统进入空载状态时，将系统停机，从而避免不必要的能源消耗，达到最大限度的节能目的，也有利于提高供水系统使用寿命；此外，本装置中的漏水检测模块还对系统是否发生漏水进行检测，并当系统漏水时及时发出提醒，有助于进行及时维修和避免能源浪费。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种恒压供水变频系统的智能空载停机控制方法，其特征在于，包括：

步骤S2：判断T2时间段内系统是否处于动态平衡；

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述判断T2时间段内系统是否处于动态平衡，包括：如果在T2时间段内，

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述空载测试包括：

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当系统处于空载状态时，控制系统进入空载停机状态，包括：

通过PID控制将系统水压提升至设定水压P0+0.3Ba；

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在执行完步骤S4后，还包括：

步骤S5：空载频率学习，以获得系统空载频率；

其中，所述空载频率学习，包括：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据系统空载频率和系统当前运行频率的大小关系控制系统进入空载停机状态，包括：

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求1至7任一项所述的控制方法，其特征在于，还包括：

系统停机后，获取系统的重启延时；

根据系统的重启延时，计算得到系统漏水流速；

当系统漏水流速大于预设值时，发出漏水提醒。

9.一种恒压供水变频系统的智能空载停机控制装置，其特征在于，包括：

动态平衡判断模块，用于判断系统是否处于动态平衡；

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述智能空载停机控制装置是一个计算机、PLC、专用控制器或专用变频器。