CN205742384U - 全变频控制供水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种供水设备，特别是一种全变频控制供水设备。该供水设备包括底座、流量调节器和水泵机组，所述的流量调节器和水泵机组设置于所述的底座上，所述流量调节器通过主进水管与所述水泵机组相连，所述的水泵机组通过管道并联在主进水管和主出水管之间，所述的水泵机组包括一台主泵、一台备份主泵和若干台从属泵，所述的主泵、备份主泵和从属泵上分别设置有具有内置PID闭环控制器的数字集成水泵专用变频器，且各个所述的数字集成水泵专用变频器通过RS485总线相连。该供水设备在运行的过程中，始终只有一个PID进行控制，避免了多PID同时控制的扰动和漂移问题，使各泵精确的运行在高效区，达到更理想的节能效果。

Description

全变频控制供水设备

技术领域

本实用新型涉及一种供水设备，具体地说是一种全变频供水设备。

背景技术

目前，现有的供水设备大部分采用变频器调速，分为单变频控制技术和多变频控制技术两种方式。

单变频控制技术：多台水泵机组共用一台变频器，水泵机组运行采用工频—工频—变频组合方式，目前较普遍采用，因为变频器配置少，因此价格低于其他控制方式。

不足：工频—变频转换过程，供水会有短暂停顿现象，时间虽短，但影响不小。机组中的变频泵和工频泵供水有严重不平衡的工况，也有不在水泵效率区的工况存在，产生能耗的浪费。

多变频控制技术：每台泵配置一台变频器，采用PLC(或控制器)+多台变频器+继电器电路，根据系统流量变化实现加泵或减泵，每台泵采用各自连接的变频器，采用变频器各自的内置PID。解决了每台水泵启动、停止实现软启动，有利于消除水锤，也解决了切换过程中的瞬间断流现象。

不足：1、各个变频器采用独立的PID控制，多个PID调节在一个系统中同时起作用时，各PID调节之间会产生扰动和频率的漂移，使各泵频率、效率不一致，工作的泵还是有不在效率区的运行工况，这些都会产生能耗浪费。具体运行流程如图1所示。

2、整套设备只有一个控制系统(PLC或其他控制器)而无备份，使用了大量的继电器电路，这些都降低了整套机组的可靠性。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种全变频供水设备，该供水设备在运行的过程中，始终只有一个PID进行控制，避免了多PID同时控制的扰动和漂移问题，使各泵精确的运行在高效区，达到更理想的节能效果。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

全变频控制供水设备，包括底座、流量调节器、水泵机组和控制柜，所述的流量调节器、水泵机组和控制柜设置于所述的底座上，所述流量调节器通过主进水管与所述水泵机组相连，所述的水泵机组通过管道并联在主进水管和主出水管之间，所述的水泵机组包括一台主泵和一台备份主泵，所述的主泵、备份主泵上分别设置有具有内置PID闭环控制器的第一数字集成水泵专用变频器，所述的第一数字集成水泵专用变频器上设置有第一连接端口，且所述的第一连接端口之间通过RS485总线相连。

进一步地，所述的水泵机组还包括若干台从属泵，所述的从属泵上设置有具有内置PID闭环控制器的第二数字集成水泵专用变频器，所述的第二数字集成水泵专用变频器上设置有第二连接端口，所述的第二连接端口之间以及位于端部的从属泵上的第二数字集成水泵专用变频器的第二连接端口与设置于备份主泵上的第一数字集成水泵专用变频器的第一连接端口之间通过RS485总线相连。

进一步地，所述的控制柜上设置有显示屏，所述的显示屏上设置有显示屏连接端口，所述的第一数字集成水泵专用变频器和第二数字集成水泵专用变频器上均还设置有第三连接端口，所述的显示屏连接端口以及第一数字集成水泵专用变频器和第二数字集成水泵专用变频器的第三连接端口之间通过RS485总线相连。

进一步地，所述的水泵机组与底座之间设置有防震垫。

本实用新型的有益效果是：

1、设备运行过程中，始终只有一个PID进行控制，避免了多PID同时控制的扰动和漂移问题，使各泵精确的运行在高效区，达到更理想的节能效果。

2、所述的变频器采用数字集成水泵专用变频器，变频器之间采用RS485通信，实现多泵协同工作与数据共享，因此控制系统取消了PLC、继电器、接触器以及复杂的控制柜配线。降低了能耗和资源消耗。

3、所述水泵机组中设置于备份主泵上的数字集成水泵专用变频器，在设置于主泵上的数字集成水泵专用变频器发生故障时，会自动投入运行，从而提高供水设备的可靠性。

附图说明

图1为多变频控制技术的运行流程图；

图2为本实用新型的运行流程图；

图3为本实用新型的主视图；

图4为本实用新型的俯视图；

图5为各个数字集成水泵集成变频器以及显示屏之间RS485总线连接示意图；

图6为实施例二中各个数字集成水泵集成变频器以及显示屏之间RS485总线连接示意图。

图中，1-流量调节器，21-主泵，22-备份主泵，23-从属泵，3-控制柜，4-底座，5-主进水管，6-主出水管，71-第一数字集成水泵专用变频器，711-第一连接端口，712-第三连接端口，72-第二数字集成水泵专用变频器，721-第二连接端口，8-防震垫，91-显示屏连接端口，10-RS485总线。

具体实施方式

如图3和图4所示，所述的全变频控制供水设备包括底座4、流量调节器1、水泵机组和控制柜3，其中所述的流量调节器1、水泵机组和控制柜3均与所述的底座4固定连接，所述的流量调节器1通过主进水管5与所述的水泵机组相连。所述的水泵机组由至少两台泵组成，包括一台主泵和一台备份主泵，除此之外还可以设置若干台从属泵，但通常情况下最多为五台泵，即一台主泵，一台备份主泵和三台从属泵。各个泵通过管道并联在主进水管5和主出水管6之间。

作为一种具体实施方式，本实施例中，所述的水泵机组包括一台主泵21、一台备份主泵22和一台从属泵23，且所述的主泵21、备份主泵22上分别设置有具有内置PID闭环控制器的第一数字集成水泵专用变频器71，所述的从属泵23上设置有内置PID闭环控制器的第二数字集成水泵专用变频器72，如图5所示，所述的第一数字集成水泵专用变频器71上设置有第一连接端口711，所述的第二数字集成水泵专用变频器72上设置有第二连接端口721，且所述的第一连接端口711和第二连接端口721之间依次通过RS485总线10相连。作为一种具体实施方式，本实施例中采用广州三晶电气生产的PD20型数字集成水泵专用变频器。所述的主泵21、备份主泵22和从属泵23分别通过电源线与所述控制柜3内的电源开关相连。由于该设计取代了传统的PLC控制系统，各个数字集成水泵专用变频器之间采用RS485通信，因此在这里控制柜3实际上只起到电源开关柜的作用，这样不仅实现多泵协同工作与数据共享，而且降低了能耗和资源消耗。

进一步地，为了使供水设备的运行情况更加直观，方便观察，所述的全变频控制供水设备还包括设置于控制柜3上的显示屏(图中为示出)，所述的显示屏上设置有显示屏连接端口91，所述的第一数字集成水泵专用变频器,7和第二数字集成水泵专用变频器72上均设置有第三连接端口712，如图5所示，所述的显示屏连接端口91以及第一数字集成水泵专用变频器71和第二数字集成水泵专用变频器72的第三连接端口712之间通过RS485总线相连。在这里所述的第一连接端口、第二连接端口和第三连接端口仅仅是为了便于区分，其本质上属于相同功能的连接端口。

进一步地，为的减少设备工作时由于震动而对电器元件的影响，如图3所示，所述的水泵机组与底座4之间设置有防震垫8。

本实施例在工作时，如图2所示，首先开机，然后检测来水压力和出水压力，并开启主泵21，然后根据设定的压力值通过设置于主泵21上的数字集成水泵专用变频器7的内置PID闭环控制器控制主泵21的转速，使之维持管网的压力。当控制主泵21的数字集成水泵专用变频器7的输出频率达到高效区域的上限，但是此时管网内的压力却低于设定值时，设置于主泵21上的数字集成水泵专用变频器7的内置PID闭环控制器向设置于备份主泵22上的数字集成水泵专用变频器7或设置于从属泵23上的数字集成水泵专用变频器7发出信号,作为一种具体实施方式，本实施例中向设置于备份主泵22上的数字集成水泵专用变频器7发出信号，备份主泵22开始供水，在此过程中设置于备份主泵2上的数字集成水泵专用变频器7的内置PID闭环控制器不启用。同理，当控制主泵21的数字集成水泵专用变频器7和控制备份主泵22的数字集成水泵专用变频器7的输出频率均达到高效区域的上限，但是此时管网内的压力仍低于设定值时，设置于主泵21上的数字集成水泵专用变频器7的内置PID闭环控制器向设置于从属泵23上的数字集成水泵专用变频器7发出信号，然后设置于从属泵23上的数字集成水泵专用变频器7控制从属泵23启动进行供水。在这一过程中由于只有设置于主泵21上的数字集成水泵专用变频器7的内置PID闭环控制器处于启用状态，因此设置于备份主泵22上的数字集成水泵专用变频器7和设置于从属泵23上的数字集成水泵专用变频器7会追随设置于主泵21上的数字集成水泵专用变频器7的频率运行，从而精准调节每台泵转速和运行泵的数量。

由于只有设置于主泵21上的数字集成水泵专用变频器7的内置PID闭环控制器处于启用状态，因此当用户用水量降低时，三台泵的频率会同步降低，当频率低于高效区的下限时，设置于主泵21上的数字集成水泵专用变频器7的内置PID闭环控制器会向三台泵中运行时间较长的一台泵发出指令，使其停止运行，从而在使工作泵始终运行在高效区的同时使各泵的运行时间均衡。

当作为设置于主泵21上的数字集成水泵专用变频器发7生故障时，设置于备份主泵22上的数字集成水泵专用变频器7检测不到从设置于主泵21上的数字集成水泵专用变频器7的内置PID闭环控制器发出的信号，设置于所述的备份主泵22上的数字集成水泵专用变频器7的内置PID闭环控制器会启用。运行时，设置于所述从属泵23上的数字集成水泵专用变频器7会追随设置于备份主泵22上的数字集成水泵专用变频器7的频率运行，使运行的水泵始终在高效区运行，也保证了设备的可靠运行。

实施例二：

所述的水泵机组包括一台主泵、一台备份主泵和两台从属泵，且所述的各个数字集成水泵集成变频器以及显示屏之间RS485总线连接示意图如图6所示，其余结构同实施例一。

Claims (4)

1.全变频控制供水设备，包括底座、流量调节器、水泵机组和控制柜，所述的流量调节器、水泵机组和控制柜设置于所述的底座上，其中所述的控制柜与所述的水泵机组相连，所述流量调节器通过主进水管与所述水泵机组相连，所述的水泵机组通过管道并联在主进水管和主出水管之间，其特征在于：所述的水泵机组包括一台主泵和一台备份主泵，所述的主泵、备份主泵上分别设置有具有内置PID闭环控制器的第一数字集成水泵专用变频器，所述的第一数字集成水泵专用变频器上设置有第一连接端口，且所述的第一连接端口之间通过RS485总线相连。

2.根据权利要求1所述的全变频控制供水设备，其特征在于：所述的水泵机组还包括若干台从属泵，所述的从属泵上设置有具有内置PID闭环控制器的第二数字集成水泵专用变频器，所述的第二数字集成水泵专用变频器上设置有第二连接端口，所述的第二连接端口之间以及位于端部的从属泵上的第二数字集成水泵专用变频器的第二连接端口与设置于备份主泵上的第一数字集成水泵专用变频器的第一连接端口之间通过RS485总线相连。

3.根据权利要求2所述的全变频控制供水设备，其特征在于：所述的控制柜上设置有显示屏，所述的显示屏上设置有显示屏连接端口，所述的第一数字集成水泵专用变频器和第二数字集成水泵专用变频器上均还设置有第三连接端口，所述的显示屏连接端口以及第一数字集成水泵专用变频器和第二数字集成水泵专用变频器的第三连接端口之间通过RS485总线相连。

4.根据权利要求1所述的全变频控制供水设备，其特征在于：所述的水泵机组与底座之间设置有防震垫。