CN204849916U - 基于二次增压供水的变频供水控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于二次增压供水的变频供水控制系统，解决了现有技术中没有专业用于供水的系统的问题。该变频供水控制系统包括1号泵、2号泵、3号泵、4号泵、附属泵、压力传感器，以及由型号为6ES7214-2BD23-0XB8的处理器和型号为S7-200的可编程控制器构成的控制系统；其中，型号为S7-200的可编程控制器的M端连接进口压力和出口压力反馈信号。本实用新型不仅结构简单、成本低廉、维护方便、设备质量稳定，而且智能化程度高、控制简单，有效地克服了现有技术存在的缺陷。

Description

基于二次增压供水的变频供水控制系统

技术领域

本实用新型涉及二次增压供水领域，具体的说，是涉及一种基于二次增压供水的变频供水控制系统。

背景技术

目前，市面上并没有成熟且专业的用于供水领域的控制系统，在实际的工作中，供水控制的智能化程度极地，且部分控制设备调试复杂，维修困难，质量不稳定。

因此，研发一套专业的用于供水的控制系统，就成为了本领域技术人员的重要课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种实现方便、适应各种情况下的二次增压供水的变频供水控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

基于二次增压供水的变频供水控制系统，包括1号泵、2号泵、3号泵、4号泵、附属泵、压力传感器，以及由型号为6ES7214-2BD23-0XB8的处理器和型号为S7-200的可编程控制器构成的控制系统；其中，型号为S7-200的可编程控制器的M端连接进口压力和出口压力反馈信号；型号为6ES7214-2BD23-0XB8的处理器包括有检测输出端的0.0端、检测输出端的0.1端、检测输出端的0.2端、检测输出端的0.3端、检测输出端的0.4端、检测输出端的0.5端,检测输出端的0.6端、检测输出端的0.7端、检测输出端的1.0端、检测输出端的1.1端和检测输入端的I0.1端、检测输入端的I0.2端、检测输入端的I0.3端、检测输入端的I0.4端、检测输入端的I0.5端、检测输入端的I0.6端；

检测输出端的0.0端连接1号泵变频继电器B1，检测输出端的0.1端连接2号泵变频继电器B2；检测输出端的0.2端连接3号泵变频继电器B3；检测输出端的0.3端连接4号泵变频继电器B3；检测输出端的0.4端连接1号泵工频继电器G1；检测输出端的0.5端连接2号泵工频继电器G2；检测输出端的0.6端连接3号泵工频继电器G3；检测输出端的0.7端连接4号泵工频继电器G4；检测输出端的1.0端连接有附属泵变频继电器B5；

检测输入端的I0.0端通过开关接收启动运行信号；检测输入端的I0.1端通过开关接收变频故障信号；检测输入端的I0.2端通过开关接收1号泵故障信号；检测输入端的I0.3端通过开关接收2号泵故障信号；检测输入端的I0.4端通过开关接收3号泵故障信号；检测输入端的I0.5端通过开关接收4号泵故障信号；检测输入端的I0.6端通过开关接收附属泵故障信号。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型不仅结构简单、成本低廉、维护方便、设备质量稳定，而且智能化程度高、控制简单，有效地克服了现有技术存在的缺陷，为其大范围的推广应用，奠定了坚实的基础。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图所示，本实施例提供了一种基于二次增压供水的变频供水控制系统，它包括1号泵、2号泵、3号泵、4号泵、附属泵、压力传感器，以及由型号为6ES7214-2BD23-0XB8的处理器和型号为S7-200的可编程控制器构成的控制系统；其中，型号为S7-200的可编程控制器的M端连接进口压力和出口压力反馈信号；型号为6ES7214-2BD23-0XB8的处理器包括有检测输出端的0.0端、检测输出端的0.1端、检测输出端的0.2端、检测输出端的0.3端、检测输出端的0.4端、检测输出端的0.5端,、检测输出端的0.6端、检测输出端的0.7端、检测输出端的1.0端、检测输出端的1.1端和检测输入端的I0.1端、检测输入端的I0.2端、检测输入端的I0.3端、检测输入端的I0.4端、检测输入端的I0.5端、检测输入端的I0.6端；

检测输出端的0.0端连接1号泵变频继电器B1，检测输出端的0.1端连接2号泵变频继电器B2；检测输出端的0.2端连接3号泵变频继电器B3；检测输出端的0.3端连接4号泵变频继电器B3；检测输出端的0.4端连接1号泵工频继电器G1；检测输出端的0.5端连接2号泵工频继电器G2；检测输出端的0.6端连接3号泵工频继电器G3；检测输出端的0.7端连接4号泵工频继电器G4；检测输出端的1.0端连接有附属泵变频继电器B5；

检测输入端的I0.0端通过开关接收启动运行信号；检测输入端的I0.1端通过开关接收变频故障信号；检测输入端的I0.2端通过开关接收1号泵故障信号；检测输入端的I0.3端通过开关接收2号泵故障信号；检测输入端的I0.4端通过开关接收3号泵故障信号；检测输入端的I0.5端通过开关接收4号泵故障信号；检测输入端的I0.6端通过开关接收附属泵故障信号。

其中，控制器参数列表，如下表所示：

控制器参数功能详细说明：

P00----参数修改密码。

当P00＝18时，所有的参数和设定值均可修改，当P00<>18时，参数和设定值只能查看，不能修改。

P01----工作压力设定值

P02----泵工作方式。通过P02参数的改变，控制器可以控制单台或多台泵工作在不同的工作方式；

P02＝1，为一泵工作模式

P03＝2，为一台变频泵加一台工频泵工作模式。此时系统定义B1为变频泵，G1为工频泵。当B1工作频率达到50Hz后，延时P04秒的时间，如果测量压力值仍然达不到系统设定值，则系统直接接通G1触点将工频泵投入系统运行。如果变频泵频率降为P23，其时间≥P05系统仍超压，则将G1工频泵关掉，仍然靠调节B1泵的工作频率来稳定系统压力。

P03＝3.为两泵循环软启动控制模式。在此工作模式下，系统定义B1、B2为两台泵变频工作端子，G1、G2为两台泵工频工作端子。此模式下系统上电工作时，先接通B1,启动1#泵变频工作。当1#泵变频工作在50Hz时，延时P04秒，如果测量压力仍然达不到设定值，则将B1断开，接通G1，将1#泵由变频状态转换为工频工作状态，延时3秒，接通B2，启动2#泵进行变频工作。当系统超压时，当2#泵变频工作在P23时，延时P05秒，系统仍然超压，将G1断开，切断1#泵工频，由2#泵进行变频调节保持系统的压力稳定。

P03＝4,为三泵循环软启动控制模式。在此工作模式下，系统定义B1、B2、B3为三台泵变频工作端子，G1、G2、G3为三台泵工频工作端子。此模式下系统上电工作时，先接通B1,启动1#泵变频工作。当1#泵变频工作在50Hz时，延时P04秒，如果测量压力仍然达不到设定值，则将B1断开，接通G1，将1#泵由变频状态转换为工频工作状态，延时3秒，接通B2，启动2#泵进行变频工作。当2#泵变频工作在50Hz时，延时P04秒，如果测量压力仍然达不到设定值，则将B2断开，接通G2，将2#泵由变频状态转换为工频工作状态，延时3秒，接通B3，启动3#泵进行变频工作。当系统超压时，变频泵变频工作在P23时，延时P05秒，系统仍然超压按先起先停的原则，逐个停掉工频泵，直到实际压力低于设定值；当系统欠压时，再按顺序逐个启动没投入工作的泵。

P03＝5,为一台变频泵、两台工频泵的工作模式。在此工作模式下，系统定义B1为变频工作泵，G1、G2为两台工频工作泵。当B1工作频率达到50Hz后，延时P04秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G1直接启动1#工频泵投入运行，当B1工作频率达再次到50Hz后，延时P04秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G2启动2#工频泵投入运行，系统靠调节B1泵的工作频率来稳定压力。如果系统出现超压，且变频功率在0HZ，这是P05秒系统仍超压，则先关闭1#工频泵，再超压这时P05也超压，然后关闭2#工频泵。

P03＝6为一台变频泵、三台工频泵的工作模式。在此工作模式下，系统定义B1为变频工作泵，G1、G2、G3为三台工频工作泵。当B1工作频率达到50Hz后，延时P04秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G1直接启动1#工频泵投入运行，当B1工作频率达再次到50Hz后，延时P04秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G2启动2#工频泵投入运行，如果三台泵满负荷运行，延时P04秒后，测量压力仍然达不到设定值，则接通G3,启动3#工频泵投入运行。如果变频泵变频工作在0Hz时，延时P05秒，系统仍然超压系统出现超压，则先关闭1#工频泵，然后关闭2#工频泵，最后关闭3#工频泵。

P03＝7,为一拖五模式：一台变频泵、四台工频泵的工作模式。在此工作模式下，系统定义B1为变频工作泵，G1、G2、G3、G4为四台工频工作泵。当B1工作频率达到50Hz后，延时P04秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G1直接启动1#工频泵投入运行，当B1工作频率再次到50Hz后，延时P04秒的时间，如果测量压力仍然达不到系统设定值，则接通G2启动2#工频泵投入运行，以此类推。如果变频泵频率降为P23时系统仍然出现超压，则延时≥P05秒，先关闭1#工频泵，如超压则依次延时P05秒后仍超压，则关闭2#工频泵，直到最后关闭4#工频泵；

P03＝8，为4台泵循环启动工作模式，动作方式参考P03＝4；

P03----变频泵切换为工频泵的时间。当P02＝1、3、4、8时，控制器的控制模式为两泵、三泵和四泵循环软启动控制模式。在此模式下，当变频泵工作到50Hz时，如果此时系统压力达不到设定值，则要将变频泵切换成工频泵，此切换过程的时间长短，由P03所设定的时间来控制。根据泵功率的大小，通常此时间在0.1-5秒之间设定；

P04----欠压加泵时间。当一台泵工作时，如果压力达不到设定值，启动下一台泵时，间隔的时间为P04；

P05----超压减泵时间。当多台泵工作时，系统超压减泵时，间隔的时间为P05；

P06----输出电压选择。控制变频器工作频率的电压信号。有0--5V和0--10V两种输出选择，以适应不同品牌变频器频率输入的要求；

P07----输入传感器类型选择。控制器可以接受三种类型的压力传感器输入信号。P07＝1时，可以直接接入无源的远传压力表，或有源输出的0-5V电压输出型压力变送器。要接0-10V输出型压力变送器需在订货时特别说明；

如果要接4-20mA(1—5V)的电流型压力变送器，需P07＝2，此时要按照说明书图纸正确接好压力变送器；

P08----传感器量程选择。控制器可接入不同量程的压力传感器，此值要与外接传感器的最大量程一致，否则，会造成测量压力与实际压力不符；

P09----传感器零点校正。一般在接入压力变送器时，此值无需校正。但在接入远传压力表时，一般情况下零点压力值会有误差，此参数就是为了消除零点误差；

P10----传感器满度校正。当实际压力与控制器测量压力有误差时，用P11来修正此误差。此参数修正的是控制器满量程的百分比值；

P11----定时换泵设定；

P12----定时换泵时间设定；

P13----定时换泵剩余时间。当定时换泵功能有效时，此参数用来显示离换泵还剩多少时间，只能察看，不能修改；

P14----增益系数。控制系统跟踪压力误差的速度。此值越大，控制器D/A输出调节的幅度越大，跟踪压力变化的速度也越快，易产生超调；

P15----抑制系数。用来调节系统压力稳定程度的参数。数值越大越稳定性越好。当P15＝0时，控制无抑制效果；

P16----水泵睡眠频率。P16＝0时无睡眠功能。P16>0时,当D/A输出频率值P21分钟以上仍然<＝P16，则认为系统不缺水或需水量很小，此时控制器将关闭变频器，停止供水。当测量压力<＝(P01-P25)时，重新启动变频器开始供水；

P17----附属小泵控制。P17＝0时，无附属小泵功能。当P02＝1、3、4、8且P17＝1时，附属小泵为变频控制。当系统只有一台变频主泵工作，且工作频率<＝P18，延时P22分钟后，关闭变频主泵，接通小泵变频接触器B5，启动小泵变频工作。当小泵工作频率达到50Hz后延时P04秒，压力还达不到设定值，则关闭小泵，重新启动主泵。在此工作模式中，定义B5端子为变频小泵控制端子，G5端子为工频小泵控制端子；

P18----附属小泵最低工作频率。在系统运行中当变频器的工作频率低于P18所设定的频率下限P22分钟后，认为系统不缺水或用水量很小,将附属小泵投入工作；

P19----缺水保护最小压力。系统运行中，当测量压力<＝P19,并且运行时间>＝P20时,认为系统缺水或泵故障，控制器切断所有输出,PV窗口交替1秒显示故障代码Er1和测量值。此时只有将控制器电源关掉才能退出此状态，重新运行；

P20----缺水保护运行时间设定。与P19配合使用。P20＝0无缺水保护功能。P20参数的每个时间值代表5秒钟；

P21----水泵睡眠等待时间。当P16>0,并且输出频率P21分钟以上仍然<＝P21,则启动水泵睡眠动作；

P22----附属小泵投入等待时间。当P17＝1，并且系统只有一台变频主泵工作且工作频率<＝P18,经过P22分钟后，启动附属小泵工作；

P23----最低输出频率设定。用来保证水泵的最低转速；

P24----D/A输出选择控制，用来控制模拟输出为正控制或反控制；

P25----睡眠后重新起泵的压力偏差，睡眠后，当前测量压力值<＝((P01-P25)时重新起动水泵工作；

P26----定时开、关机控制。P26＝0,无定时开、关机功能。P26＝1,定时定压控制；当定时开机工作时，系统以P01的压力为基准进行恒压控制；P26＝2,分时段分压控制供水；当系统开机工作时，L1—L6六个定时开机时段分别对应P28—P33六个不同的设定压力进行供水；

L1-----第一开机时间H1-----第一关机时间；

L2-----第二开机时间H2-----第二关机时间；

L3-----第三开机时间H3-----第三关机时间；

P27(L0)----系统当前实时时钟。

L4-----第四开机时间H4-----第四关机时间；

L5-----第五开机时间H5-----第五关机时间；

L6-----第六开机时间H6-----第六关机时间；

P28----第一开机时段的供水压力设定值；

P29----第二开机时段的供水压力设定值；

P30----第三开机时段的供水压力设定值；

P31----第四开机时段的供水压力设定值；

P32-----第五开机时段的供水压力设定值；

P33-----第六开机时段的供水压力设定值；

P34----上限保护压力设定值。当测量压力>＝P34时，2秒后所有的运行信号及触点完全关闭断开；

P35----变频器启动频率；1、P23最低输出频率，与P58变频启动频率，当其中一个不为零时，另一个禁止设置(固定为零)，也就是同时只能有一个起作用；2、P35不为零时，也就是变频启动频率起作用时，在显示D/A降为零七秒后RUN断开，D/A大于零时，RUN立即接通；

P36-----爆管停机功能：方式为所有泵工频运行20秒，实际压力仍达不到设定压力80％，则逐个运行停止，并显示爆管停止；

P37-----压力偏差值0.1、0.2、0.3、0.4、0.5；

P38-----本机号选择；多机通讯时，用来设定分机的机号；

P39----保留参数1；系统内部使用(定时运行时间，P61＝0无效)；

P40----保留参数2；系统内部使用(P62＝18时，可以设定P61的值)；

P41----液位变送器输入信号类型选择参数项；

P42----液位变送器输入信号量程选择参数项；

P43-----液位变送器输入信号零点误差校正参数项；

P44----液位变送器输入信号满度误差校正参数项。

基于二次增压供水的变频供水控制系统的工作方式，包括以下步骤：

(1)工作模式设定：设定是否选择水箱、设定是否选择无负压设备、设定进口压力值、设定几泵参与工作；

(2)设定传感器信号类型及量程；

(3)设定基本运行参数：欠压加泵时间、超压减泵时间、变频到工频时间；

(4)进行水泵睡眠；水泵睡眠可有效地降低能耗；

(5)通过压力传感器检测进水压力，将检测压力与设定的进口压力值进行比较，若检测值小于压力的设定值，则延续缺水保护时间(通过缺水保护时间设定)，系统自动循环不进入运行，直到检测进水压力达到压力的设定值，执行步骤(6)；

(6)系统选择分段分压模式或分时分压模式运行，选择了分段分压(通过窗口设定，六个时段，六个压力，按每个时段按每个压力运行，此方法运行系统更节能，且可解决用水与管道漏水之间的矛盾)；如设选择分时分压，则系统按一个固定压力值进行比较运行；

(7)系统进行爆管停机检测：当检测到设定的几台水泵满负荷运行，且压力达不到运行设定值80％，且延时30秒，则系统自动停机并报警，若检测到正常则执行步骤(8)；

(8)系统通过检测输入端I0.1，I0.2，I0.3，I0.4，I0.5，I0.6检测水泵工频状况是否正常，若正常，则该水泵与设定值相匹配，就进入四个供水循环模式与附属小泵工作模式；若不正常，则自动停机并报警；

(9)系统通过检测输出端0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、1.0检测水泵工作情况，当检测到0.4，0.5，0.6，0.7，1.0都不工作，且0.0，0.1，0.2，0.3中只有一个工作，则型号为S7-200的可编程控制器的模拟输出端的输出值V小于睡眠值，且延续睡眠时间，型号为S7-200的可编程控制器的输出端输出值A+满足设定压力值，则系统进入附属泵运行，型号为S7-200的可编程控制器的模拟输出端对1.0控制水泵进行控制变频运行；

当1.0工作且型号为S7-200的可编程控制器的模拟输出端的输出值V小于设定的属泵睡眠频率值，则进入系统自动睡眠状态；

当检测到型号为S7-200的可编程控制器的输出端的输出值A+值小于设定的附属泵睡眠频率值，系统自动启动；

当系统检测型号为S7-200的可编程控制器的M端值小于设定运行的压力值，且型号为S7-200的可编程控制器的模拟输出端的输出值V为10V，则1.0端口退出，0.0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7参与工作系统进入循环功能；

(10)系统根据设定的工作模式将检测泵的压力值与设定压力值进行比较：

当检测压力值小于设定运行的压力值，型号为S7-200的可编程控制器的模拟输出端的输出值V不断上升；

当检测压力值大于设定运行的压力值，则型号为S7-200的可编程控制器的模拟输出端的输出值V下降直到检测压力值等于设定压力值；

当检测压力值小于设定压力值且型号为S7-200的可编程控制器的模拟输出端的输出值V达到10V并延续一定时间，则0.0点断开，0.4点闭合，1台泵进入工频状态，0.1闭合，再进入前面工作状态；

当检测压力值一直大于设定压力值，且型号为S7-200的可编程控制器的模拟输出端的输出值V小于0一定时间，则0.4，0.5，0.6，0.7中先闭合的先打开；以此类推，不断加减0.0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，调整型号为S7-200的可编程控制器的模拟输出端的输出值V直到检测值与设定压力值相同。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.基于二次增压供水的变频供水控制系统，其特征在于，包括1号泵、2号泵、3号泵、4号泵、附属泵、压力传感器，以及由型号为6ES7214-2BD23-0XB8的处理器和型号为S7-200的可编程控制器构成的控制系统；其中，型号为S7-200的可编程控制器的M端连接进口压力和出口压力反馈信号；型号为6ES7214-2BD23-0XB8的处理器包括有检测输出端的0.0端、检测输出端的0.1端、检测输出端的0.2端、检测输出端的0.3端、检测输出端的0.4端、检测输出端的0.5端，检测输出端的0.6端、检测输出端的0.7端、检测输出端的1.0端、检测输出端的1.1端和检测输入端的I0.1端、检测输入端的I0.2端、检测输入端的I0.3端、检测输入端的I0.4端、检测输入端的I0.5端、检测输入端的I0.6端；

检测输出端的0.0端连接1号泵变频继电器B1，检测输出端的0.1端连接2号泵变频继电器B2；检测输出端的0.2端连接3号泵变频继电器B3；检测输出端的0.3端连接4号泵变频继电器B3；检测输出端的0.4端连接1号泵工频继电器G1；检测输出端的0.5端连接2号泵工频继电器G2；检测输出端的0.6端连接3号泵工频继电器G3；检测输出端的0.7端连接4号泵工频继电器G4；检测输出端的1.0端连接有附属泵变频继电器B5；

检测输入端的I0.0端通过开关接收启动运行信号；检测输入端的I0.1端通过开关接收变频故障信号；检测输入端的I0.2端通过开关接收1号泵故障信号；检测输入端的I0.3端通过开关接收2号泵故障信号；检测输入端的I0.4端通过开关接收3号泵故障信号；检测输入端的I0.5端通过开关接收4号泵故障信号；检测输入端的I0.6端通过开关接收附属泵故障信号。