CN203878660U - 一种新型二次供水系统中的冗余控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型二次供水系统中的冗余控制系统，包括供水管网出水口压力检测表，用户用水口流量计以及三套互为备份的控制器，即控制器1、控制器2和控制器3，每套控制器分别控制一路变频调速器，每路变频调速器分别控制一路加压水泵，即控制器1与变频调速器1电连接，变频调速器1与加压水泵1电连接，控制器2与变频调速器2电连接，变频调速器2与加压水泵2电连接，控制器3与变频调速器3电连接，变频调速器3与加压水泵3电连接；同时，相邻控制器两两之间电连接，可以进行通讯。该系统在有一个支路的设备出现异常，或者对设备进行清洗过程中可以切换控制器而不停机，不停水，实现了安全、稳定地供水。

Description

一种新型二次供水系统中的冗余控制系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制系统领域，具体涉及一种新型二次供水系统中的冗余控制系统。

背景技术

通常人们所称的二次供水，是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压，通过管道再供用户或自用的形式，因此，二次供水是目前高层供水的惟一选择方式。

二次供水设施主要为弥补市政供水管线压力不足，保证居住、生活在高层人群用水而设立的。相比原水供水，二次供水的安全性和可靠性一直都受到市民的广泛关注。传统的二次供水设备都采用单一系统进行供水，其控制系统如图1所示，供水管网出水口压力检测表采集供水管网出水口的压力，并发送至控制器，控制器将接收到的供水管网出水口压力值与预先设定的用户用水压力值进行比较，根据两者的差值来调节变频调速器的频率，从而调节加压水泵的转速，使供水系统自动恒压稳于设定的压力值：即供水管网出水口压力值小于设定的用户用水压力值时，控制器控制变频调速器提高频率，加快水泵转速，这样就保证了整个用户管网随时都有充足的水压，与用户设定的压力一致；当供水管网出水口压力值大于设定的用户用水压力值时，控制器控制变频调速器降低频率，减慢水泵转速减慢；当供水管网出水口压力值超过设定的用户用水压力值很高时，控制器停止变频调速器，从而停止水泵的运转，达到保护设备的目的。

然而，传统的二次供水设备存在如下缺点：

1、在这单一系统中，当其中某一部件出现异常时，就需要停机检修，导致无法实现用户的正常供水，给供水的稳定性和安全性带来隐患；

2、不能做到按需供水，盲目供水，容易爆管，同时造成水资源严重浪费；

    3、只有当压力发生波动后，控制器才能开始调节压力，而且需要压力传递到供水管网末端，控制的滞后现象严重，调节速度慢；

4、由于存在滞后现象，只有当供水管网的压力超过设定压力较长时间（与管网长度有关）后，控制器才开始调节加压水泵的转速，一方面，容易造成供水管网超压，损坏供水管网；另一方面，也造成了无谓的电能损失。

实用新型内容

 本实用新型旨在提供一种供水稳定性高、能够按需供水的新型二次供水系统中的冗余控制系统，能够避免传统二次供水系统中由于部分机器故障带来的停机而导致无法供水的现象。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型二次供水系统中的冗余控制系统，包括供水管网出水口压力检测表，用户用水口流量计以及三套互为备份的控制器，即控制器1、控制器2和控制器3，每套控制器分别控制一路变频调速器，每路变频调速器分别控制一路加压水泵，即控制器1与变频调速器1电连接，变频调速器1与加压水泵1电连接，控制器2与变频调速器2电连接，变频调速器2与加压水泵2电连接，控制器3与变频调速器3电连接，变频调速器3与加压水泵3电连接；同时，相邻控制器两两之间电连接，可以进行通讯。

作为本实用新型的改进，所述变频调速器内置PID调节器。

本实用新型的有益效果是：

1、实现了在有一个支路的设备出现异常，或者对设备进行清洗过程中切换控制器而不停机，不停水，实现了安全、稳定地供水；

2、能够根据用户的用水量供水，实现按需供水、精确供水，节约水资源及电能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细阐述：

图1示出了传统二次供水设备控制系统的电路框图。

图2示出了本实用新型二次供水系统中的冗余控制系统的电路框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

如图2所示，一种新型二次供水系统中的冗余控制系统，包括供水管网出水口压力检测表，安装在供水管网出水口后面到用户用水口前面任何位置上的用户用水口流量计以及三套互为备份的控制器，即控制器1、控制器2和控制器3，每套控制器分别控制一路变频调速器，每路变频调速器分别控制一路加压水泵，即控制器1与变频调速器1电连接，变频调速器1与加压水泵1电连接，控制器2与变频调速器2电连接，变频调速器2与加压水泵2电连接，控制器3与变频调速器3电连接，变频调速器3与加压水泵3电连接；同时，相邻控制器两两之间电连接，可以进行通讯。

系统在工作时，当有一套控制器正常工作时，另外的控制器备用。当正在工作的控制器例如控制器1发生故障时，控制器2可以通过通讯判断后接管控制器1的控制回路，实现集中控制；同理，当控制器2发生故障时，控制器3可以通过通讯判断后接管控制器2的控制回路，实现集中控制。

当控制器例如控制器1正常工作，而变频调速器1或者加压水泵1发生故障时，控制器2可以通过通讯判断后启动控制器2的控制回路，同理，当控制器2正常工作，而变频调速器2或者加压水泵2发生故障时，控制器3可以通过通讯判断后启动控制器3的控制回路。

变频调速器内置PID调节器，可以实现自我PID的模式进行供水，当所有控制器出现故障时，各变频调速器均可单独独立进行自我PID的供水模式供水，此时的供水模式切换为以压力参数为基准进行调节的运行状态。

设备初始运行时，供水管网出水口压力检测表将供水管网出水口压力值输入三套互为备份的控制器中，控制器将接收到的供水管网出水口压力值与预先设定的用户用水压力值进行比较，根据两者的差值来调节变频调速器的频率，从而调节加压水泵的转速，实现供水；与此同时，用户用水口流量计精确计算用户出水口的用水量，并将流量数据输入控制器，控制器将采集到的所有的流量数据进行累加，得出整个供水范围内的用户需要的供水流量，此时，控制器将根据整个供水范围内的用户需要的供水流量的要求，控制变频调速器的频率，从而调节加压水泵的转速，将用户需要的供水量加压到供水管网出水口，做到用户用多少水，我们就供应多少流量的水，从而根据用户的需求供水，实现按需供水、精确供水，节约水资源及电能。

控制器可以是可编程控制器PLC，MCU或者其他实现以上所描述功能的控制器。本控制系统当有任何一路控制器、变频调速器或者水泵出现问题时，不影响正常供水，别的控制器及变频调速器、水泵仍可独立完成供水功能。

Claims (2)

1.一种新型二次供水系统中的冗余控制系统，其特征在于：包括供水管网出水口压力检测表，用户用水口流量计，以及三套互为备份的控制器，即控制器1、控制器2和控制器3，每套控制器分别控制一路变频调速器，每路变频调速器分别控制一路加压水泵，即控制器1与变频调速器1电连接，变频调速器1与加压水泵1电连接；控制器2与变频调速器2电连接，变频调速器2与加压水泵2电连接；控制器3与变频调速器3电连接，变频调速器3与加压水泵3电连接；同时，相邻控制器两两之间电连接，可以进行通讯。

2.根据权利要求1所述的二次供水系统中的冗余控制系统，其特征在于：所述变频调速器内置PID调节器。