CN204326159U - 一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统 - Google Patents
一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统包括机械部分和电气控制部分，电气控制部分包括一次线配电控制回路及二次线配电控制回路，供水系统运行后，PLC输出信号到变频器，变频器接收信号使电机M1运转，传感器将现场压力信号传给PLC。若电机M1足以提供用水压力时，只变频运转M1，若电机M1运转到50HZ仍达不到设定压力时，系统自动将电机M1从变频状态切换到工频，并变频启动电机M2，直至让压力达到设定值。具有以下优点：本节能供水系统，由PLC，变频器，电机和一些电器器件及传感器组成，它采用了分级水泵启动，PID控制系统的方式，达到了稳压节能的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，属于电子技术领域。
背景技术
目前，公知的供水系统有很多种，大多数为了提供足够大的水压而采用功率足够大的电机和变频器，这样不但启动电流过大，而且还需要变压器来维持，成本高而且容易造成水压不稳，不但浪费资源还容易造成误差。
发明内容
本实用新型要解决的问题是针对以上不足，提供一种小流量稳压和层次启动电机供水系统，从而化整为零节约用电量和水浪费，并且实现压力和流量的反馈控制。
为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统包括机械部分和电气控制部分，电气控制部分包括一次线配电控制回路及二次线配电控制回路，所述机械部分包括进口蝶阀，进口蝶阀通过连接管道与进水管相连，进口蝶阀连接有进口压力表，进口压力表连接有过滤器，过滤器连接有倒流防止器，倒流防止器连接有稳流调节器，稳流调节器下端设有通排气装置，稳流调节器上端连接有温流调节器压力表和负压补偿器，负压补偿器与通排气装置相连，稳流调节器下端连接有第二止回阀，第二止回阀连接有超压保护装置，超压保护装置连接有远传压力表和出口压力表，远传压力表、出口压力表和超压保护装置接入出水管道。
进一步的，负压补偿器连接有智能变频控制柜，智能变频控制柜同进口压力表连接，智能变频控制柜连接有1#水泵和2#水泵，1#水泵（10）连接有第一水泵进口蝶阀和第一止回阀，第一止回阀连接有第一水泵出口蝶阀，第一水泵出口蝶阀接入出水管道；2#水泵连接有第二水泵进口蝶阀和第三止回阀，第一水泵进口蝶阀和第二水泵进口蝶阀相连，第三止回阀连接有第二水泵出口蝶阀，第二水泵出口蝶阀接入出水管道。
进一步的，所述的远传压力表连接有出口蝶阀，出口蝶阀连接有第一消毒器用蝶阀，第一消毒器用蝶阀连接有第二消毒器用蝶阀和第三消毒器用蝶阀，第二消毒器用蝶阀和第三消毒器用蝶阀连接有消毒器，出口蝶阀、第一消毒器用蝶阀、第二消毒器用蝶阀和第三消毒器用蝶阀接入出水管道。
进一步的，所述的一次线配电控制回路包括进线电源L1、L2、L3、断路器QF、出线电源L11、L12、L13、三垦变频器、接触器KM1、KM2、KM3、热继电器FR1、FR2和供水电机M1、M2。
进一步的，进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到三垦变频器，三垦变频器连接到接触器KM1，接触器KM1连接到热继电器FR1，热继电器FR1连接到供水电机M1，供水电机M1控制1#水泵；
进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到接触器KM2，接触器KM2连接到热继电器FR1，热继电器FR1连接到供水电机M1，供水电机M1控制1#水泵。
进一步的，进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到三垦变频器，三垦变频器连接到接触器KM3，接触器KM3连接到热继电器FR2，热继电器FR2连接到供水电机M2，供水电机M2控制2#水泵；
进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到接触器KM4，接触器KM4连接到热继电器FR2，热继电器FR2连接到供水电机M2，供水电机M2控制2#水泵。
进一步的，所述的二次线配电控制回路包括西门子200PLC，西门子200PLC做核心控制，西门子200PLC中I0.0端为控制1#水泵热故障的输入端，I0.1端为控制2#水泵热故障的输入端，I0.2端为控制运行/停止的输入端，I0.3端为超压故障的输入端，I0.4端为低压故障的输入端，I0.5端为变频故障的输入端，I0.0~I0.5通过开关与西门子200PLC中L+端相连。
进一步的，西门子200PLC中Q0.0是1#水泵变频的控制输出端，通过它来控制KM1的接通和断开，Q0.0连接有接触器KM3，接触器KM3连接有接触器KM2，接触器KM2连接有接触器KM1和指示灯HL2，接触器KM1和指示灯HL2相连，接触器KM1连接有指示灯HL1，指示灯HL1连接有热继电器FR1及接触器KM2，热继电器FR1和接触器KM2相连，指示灯HL1和接触器KM2连接有接触器KM1，接触器KM1连接到西门子200PLC中Q0.1端，Q0.1是1#水泵工频的控制输出端，通过它来控制KM2的接通和断开；热继电器FR1连接有指示灯HL5，指示灯HL5连接到西门子200PLC中Q0.4端，Q0.4是故障输出端，通过它来发现是否故障。
进一步的，西门子200PLC中Q0.2端是2#水泵变频的控制输出端，通过它来控制KM3的接通和断开，Q0.2连接有接触器KM1，接触器KM1连接有接触器KM4，接触器KM4连接有接触器KM3和指示灯HL4，接触器KM3和指示灯HL4相连，接触器KM3连接有指示灯HL3，指示灯HL3连接有热继电器FR2及接触器KM4，热继电器FR2和接触器KM4相连，指示灯HL3和接触器KM4连接有接触器KM3，接触器KM3连接到西门子200PLC中Q0.3端，Q0.3是2#水泵工频的控制输出端，通过它来控制KM4的接通和断开；热继电器FR2连接有指示灯HL5和PLC电源输入端，指示灯HL5连接到西门子200PLC中Q0.4端，PLC电源输入端连接有断路器QF，断路器QF接入到西门子200PLC中1L端和L端，热继电器FR2接入到西门子200PLC中N端。
本实用新型稳定水流和压力的节能供水系统，其具有如下优点：
1、本节能供水系统，由PLC，变频器，电机和一些电器器件及传感器组成，它采用了分级水泵启动，PID控制系统的方式，达到了稳压节能的效果。
2、本节能供水系统的特点是采用分级启动水泵转换控制，利用小容量变频器分级启动多台电机，有很好的节能、安全效果。
3、本节能供水系统其特点是采用了PID控制水泵分级启动，通过稳压管加上各处的传感器反馈信息，精确地控制供水压力并且能有效的节能。
4、目前，变频供水系统节能率平均为33.7%，而本节能供水系统的节能率为45.4%，远远高于同行业系统平均水平。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
附图说明
附图1是本实用新型实施例中节能供水系统整体结构图；
附图2是本实用新型实施例中节能供水系统电气控制部分的一次线配电图；
附图3是本实用新型实施例中节能供水系统电气控制部分二次线控制原理图；
附图4是本实用新型实施例中节能供水系统逻辑控制流程图。
具体实施方式
实施例，一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统包括包括机械部分和电气控制部分，通过电气控制和机械部分的协调运作来实现节能供水。
如图1所示，机械部分包括进口蝶阀1，进口蝶阀1通过连接管道与进水管相连，进口蝶阀1连接有进口压力表2，进口压力表2连接有过滤器3，过滤器3连接有倒流防止器4，倒流防止器4连接有稳流调节器7，稳流调节器7下端设有通排气装置18，稳流调节器7上端连接有温流调节器压力表5和负压补偿器6，负压补偿器6与通排气装置18相连，与稳流调节器7下端连接有第二止回阀11.1，第二止回阀11.1连接有超压保护装置17，超压保护装置17连接有远传压力表15和出口压力表16，远传压力表15、出口压力表16和超压保护装置17接入出水管道。
负压补偿器6连接有智能变频控制柜8，负压补偿器（6）对稳流调节器（7）中液位进行检测，发送液位信号到智能变频控制柜8，智能变频控制柜8同进口压力表2连接，智能变频控制柜8连接有1#水泵10和2#水泵10.1，1#水泵10连接有第一水泵进口蝶阀9和第一止回阀11，第一止回阀11连接有第一水泵出口蝶阀12，第一水泵出口蝶阀12接入出水管道；2#水泵10.1连接有第二水泵进口蝶阀9.1和第三止回阀11.2，第一水泵进口蝶阀9和第二水泵进口蝶阀9.1相连，第三止回阀11.2连接有第二水泵出口蝶阀12.1，第二水泵出口蝶阀12.1接入出水管道。
远传压力表15连接有出口蝶阀14，出口蝶阀14连接有第一消毒器用蝶阀13，第一消毒器用蝶阀13连接有第二消毒器用蝶阀13.1和第三消毒器用蝶阀13.2，第二消毒器用蝶阀13.1和第三消毒器用蝶阀13.2连接有消毒器，第二消毒器用蝶阀13.1和第三消毒器用蝶阀13.2接入出水管道。
电气控制部分包括一次线配电控制回路及二次线配电控制回路。
如图2所示，一次线配电控制回路包括进线电源L1、L2、L3、断路器QF、出线电源L11、L12、L13、三垦变频器、接触器KM1、KM2、KM3、热继电器FR1、FR2和供水电机M1、M2。
进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到三垦变频器，三垦变频器连接到接触器KM1，接触器KM1连接到热继电器FR1，热继电器FR1连接到供水电机M1，供水电机M1控制1#水泵；
进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到接触器KM2，接触器KM2连接到热继电器FR1，热继电器FR1连接到供水电机M1，供水电机M1控制1#水泵；
进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到三垦变频器，三垦变频器连接到接触器KM3，接触器KM3连接到热继电器FR2，热继电器FR2连接到供水电机M2，供水电机M2控制2#水泵；
进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到接触器KM4，接触器KM4连接到热继电器FR2，热继电器FR2连接到供水电机M2，供水电机M2控制2#水泵。
一次线配电控制回路的工作原理是：采用一拖二的控制方式即一台变频器来控制两台水泵的方式。若一台水泵工作时，压力能达到设定值时则只需一台水泵运转；当压力达不到设定值时，则第二台水泵也运转，这时两台水泵的状态为一台为工频一台为变频，变频和工频采用接触器互锁的方式，同一时间只允许一台泵变频。
如图3所示，二次线配电控制回路包括西门子200PLC，西门子200PLC做核心控制，西门子200PLC中I0.0端为控制1#水泵热故障的输入端，I0.1端为控制2#水泵热故障的输入端，I0.2端为控制运行/停止的输入端，I0.3端为超压故障的输入端，I0.4端为低压故障的输入端，I0.5端为变频故障的输入端，I0.0~I0.5通过开关与西门子200PLC中L+端相连。
西门子200PLC中Q0.0是1#水泵变频的控制输出端，通过它来控制KM1的接通和断开。Q0.0连接有接触器KM3，接触器KM3连接有接触器KM2，接触器KM2连接有接触器KM1和指示灯HL2，接触器KM1和指示灯HL2相连，接触器KM1连接有指示灯HL1，指示灯HL1连接有热继电器FR1及接触器KM2，热继电器FR1和接触器KM2相连，指示灯HL1和接触器KM2连接有接触器KM1，接触器KM1连接到西门子200PLC中Q0.1端，Q0.1是1#水泵工频的控制输出端，通过它来控制KM2的接通和断开；热继电器FR1连接有指示灯HL5，指示灯HL5连接到西门子200PLC中Q0.4端，Q0.4是故障输出端，通过它来发现是否故障。
西门子200PLC中Q0.2端是2#水泵变频的控制输出端，通过它来控制KM3的接通和断开，Q0.2连接有接触器KM1，接触器KM1连接有接触器KM4，接触器KM4连接有接触器KM3和指示灯HL4，接触器KM3和指示灯HL4相连，接触器KM3连接有指示灯HL3，指示灯HL3连接有热继电器FR2及接触器KM4，热继电器FR2和接触器KM4相连，指示灯HL3和接触器KM4连接有接触器KM3，接触器KM3连接到西门子200PLC中Q0.3端，Q0.3是2#水泵工频的控制输出端，通过它来控制KM4的接通和断开；热继电器FR2连接有指示灯HL5和PLC电源输入端，指示灯HL5连接到西门子200PLC中Q0.4端，PLC电源输入端连接有断路器QF，断路器QF接入到西门子200PLC中1L端和L端，热继电器FR2接入到西门子200PLC中N端。
二次线配电控制回路工作原理：采用了西门子200PLC做核心控制，PLC控制变频器启动一台电机，当压力达到设定值时，只变频运转一台电机；若电机运转到满频率时，压力仍然达不到设定值，系统自动将已运行电机切换到工频，变频启动第二台电机。这样所需的变频容量即可最小，而且这样控制可以解决启动电流过大和变频器容量过大的缺点从而得到节能效果。
如图4所示，供水系统运行后，PLC输出信号到变频器，变频器接收信号使电机M1运转，传感器将现场压力信号传给PLC。若电机M1足以提供用水压力时，只变频运转M1，若电机M1运转到50HZ仍达不到设定压力时，系统自动将电机M1从变频状态切换到工频，并变频启动电机M2，直至让压力达到设定值。
以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，包括机械部分和电气控制部分，电气控制部分包括一次线配电控制回路及二次线配电控制回路，其特征在于：所述机械部分包括进口蝶阀（1），进口蝶阀（1）通过连接管道与进水管相连，进口蝶阀（1）连接有进口压力表（2），进口压力表（2）连接有过滤器（3），过滤器（3）连接有倒流防止器（4），倒流防止器（4）连接有稳流调节器（7），稳流调节器（7）下端设有通排气装置（18），稳流调节器（7）上端连接有温流调节器压力表（5）和负压补偿器（6），负压补偿器（6）与通排气装置（18）相连，稳流调节器（7）下端连接有第二止回阀（11.1），第二止回阀（11.1）连接有超压保护装置（17），超压保护装置（17）连接有远传压力表（15）和出口压力表（16），远传压力表（15）、出口压力表（16）和超压保护装置（17）接入出水管道。
2.如权利要求1所述的一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，其特征在于：负压补偿器（6）连接有智能变频控制柜（8），智能变频控制柜（8）同进口压力表（2）连接，智能变频控制柜（8）连接有1#水泵（10）和2#水泵（10.1），1#水泵（10）连接有第一水泵进口蝶阀（9）和第一止回阀（11），第一止回阀（11）连接有第一水泵出口蝶阀（12），第一水泵出口蝶阀（12）接入出水管道；2#水泵（10.1）连接有第二水泵进口蝶阀（9.1）和第三止回阀（11.2），第一水泵进口蝶阀（9）和第二水泵进口蝶阀（9.1）相连，第三止回阀（11.2）连接有第二水泵出口蝶阀（12.1），第二水泵出口蝶阀（12.1）接入出水管道。
3.如权利要求1所述的一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，其特征在于：远传压力表（15）连接有出口蝶阀（14），出口蝶阀（14）连接有第一消毒器用蝶阀（13)，第一消毒器用蝶阀(13)连接有第二消毒器用蝶阀(13.1)和第三消毒器用蝶阀(13.2)，第二消毒器用蝶阀(13.1)和第三消毒器用蝶阀(13.2)连接有消毒器，出口蝶阀（14）、第一消毒器用蝶阀(13)、第二消毒器用蝶阀(13.1)和第三消毒器用蝶阀(13.2)接入出水管道。
4.如权利要求1所述的一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，其特征在于：所述的一次线配电控制回路包括进线电源L1、L2、L3、断路器QF、出线电源L11、L12、L13、三垦变频器、接触器KM1、KM2、KM3、热继电器FR1、FR2和供水电机M1、M2。
5.如权利要求4所述的一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，其特征在于：进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到三垦变频器，三垦变频器连接到接触器KM1，接触器KM1连接到热继电器FR1，热继电器FR1连接到供水电机M1，供水电机M1控制1#水泵；
进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到接触器KM2，接触器KM2连接到热继电器FR1，热继电器FR1连接到供水电机M1，供水电机M1控制1#水泵。
6.如权利要求4所述的一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，其特征在于：进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到三垦变频器，三垦变频器连接到接触器KM3，接触器KM3连接到热继电器FR2，热继电器FR2连接到供水电机M2，供水电机M2控制2#水泵；
进线电源L1、L2、L3经过断路器QF连接到出线电源L11、L12、L13，出线电源L11、L12、L13连接到接触器KM4，接触器KM4连接到热继电器FR2，热继电器FR2连接到供水电机M2，供水电机M2控制2#水泵。
7.如权利要求1所述的一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，其特征在于：所述的二次线配电控制回路包括西门子200PLC，西门子200PLC做核心控制，西门子200PLC中I0.0端为控制1#水泵热故障的输入端，I0.1端为控制2#水泵热故障的输入端，I0.2端为控制运行/停止的输入端，I0.3端为超压故障的输入端，I0.4端为低压故障的输入端，I0.5端为变频故障的输入端，I0.0~I0.5通过开关与西门子200PLC中L+端相连。
8.如权利要求1所述的一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，其特征在于：西门子200PLC中Q0.0是1#水泵变频的控制输出端，通过它来控制KM1的接通和断开，Q0.0连接有接触器KM3，接触器KM3连接有接触器KM2，接触器KM2连接有接触器KM1和指示灯HL2，接触器KM1和指示灯HL2相连，接触器KM1连接有指示灯HL1，指示灯HL1连接有热继电器FR1及接触器KM2，热继电器FR1和接触器KM2相连，指示灯HL1和接触器KM2连接有接触器KM1，接触器KM1连接到西门子200PLC中Q0.1端，Q0.1是1#水泵工频的控制输出端，通过它来控制KM2的接通和断开；热继电器FR1连接有指示灯HL5，指示灯HL5连接到西门子200PLC中Q0.4端，Q0.4是故障输出端，通过它来发现是否故障。
9.如权利要求1所述的一种用于提供稳定水流和压力的节能供水系统，其特征在于：西门子200PLC中Q0.2端是2#水泵变频的控制输出端，通过它来控制KM3的接通和断开，Q0.2连接有接触器KM1，接触器KM1连接有接触器KM4，接触器KM4连接有接触器KM3和指示灯HL4，接触器KM3和指示灯HL4相连，接触器KM3连接有指示灯HL3，指示灯HL3连接有热继电器FR2及接触器KM4，热继电器FR2和接触器KM4相连，指示灯HL3和接触器KM4连接有接触器KM3，接触器KM3连接到西门子200PLC中Q0.3端，Q0.3是2#水泵工频的控制输出端，通过它来控制KM4的接通和断开；热继电器FR2连接有指示灯HL5和PLC电源输入端，指示灯HL5连接到西门子200PLC中Q0.4端，PLC电源输入端连接有断路器QF，断路器QF接入到西门子200PLC中1L端和L端，热继电器FR2接入到西门子200PLC中N端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |