CN205776508U - 一种自动恒压供水控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动恒压供水控制系统。该系统主要由PLC、变频器、切换继电器、压力传感器组成。其中PLC作为控制核心，压力传感器测量供水管道内的水压并传输到PLC中，PLC将实际水压数据与预设水压数据相对比，得出压力偏差和压力偏差的变化率，PID计算后，通过变频器控制水泵的数量或是某一台电机的转速，从而实现供水系统的恒压供水目的。也可以根据实际使用需求通过转换开关自由切换自动控制或是手动控制。根据本实用新型上述设计的系统，提高了对水泵的使用效率，降低了人工损耗，解决了供水管道内水压变化过高的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于电器控制领域，具体涉及一种对水泵自动控制系统。
背景技术
目前，在现有的供水系统中，主要通过人工完成对水泵的控制。启动供水系统时，首先启动一台水泵，人工观察水管的压力大小，当压力过小时，开启第二台水泵并观察水管压力大小，水管压力过小时，开启第三台水泵，重复这个操作直到水管压力符合实际使用要求。
在用水量减少后，人工观察水管压力表，在超过预设范围后，首先关闭一台水泵，人工观察水管的压力大小，当超过设置范围时，开启第二台水泵并观察水管压力大小，水管压力过小时，开启第三台水泵，重复这个操作，直到水管压力符合实际使用要求。
上述这种人工控制供水系统水泵的方法，理论上来说，能够满足使用时的需求。但是在实际使用时，由于是人工进行操作，容易出现操作人员观察不及时或水管压力表显示滞后，导致用水端和供水端的水量不能及时匹配的情况。这时会在水管中产生一个较大或者较小的水压，水压过高时会使供水管破裂，水压低时不能满足使用需要。这种方法使供水水管消耗增大，影响正常供水，并对生产生活产生了不良的影响。
发明内容
本实用新型为了解决现有的人工控制水泵产生的滞后性问题，提供一种能自动根据实际使用情况控制水泵工作状态，使供水管道内的水压保持恒定的自动控制系统。
本实用新型采用的技术方案如下：本系统主要由PLC、变频器、切换继电器、压力传感器等部分组成。所述的压力传感器安装在供水管道上，采集供水管道内水压信息；将压力预设值输入到PLC中，压力传感器将检测的管道压力数据转换为压力电信号，并作为正反馈信号传递给PLC；PLC完成实际采集到的管道压力数据与预设管道压力阈值对比处理后，可以得到压力偏差和压力偏差的变化率；经过PID运算后，PLC将模拟信号输出至与PLC相连接的变频器上，通过变频器完成对电机转速和电机软启动的控制；PLC通过比较输出模拟量和压力偏差的值，驱动切换继电器组，控制水泵电机工作台数以及工作状态。
本系统还可以在自动控制故障时，通过自动控制/手动控制转换开关将自动控制转换为手动控制，控制方式为通过人工观察供水管道水压表，对比预设压力值和管道压力值，控制水泵工作台数及运行状态。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.实现了对供水系统的自动恒压控制，降低了人力消耗，提高了对水泵的控制效率，降低了供水管道内的水压变化幅度。
2.通过PLC实现对水泵电机工作台数的控制，从而实现对供水管道中水流量大范围上的控制。
3.通过PLC中的PID调节器控制变频器对变频水泵进行转速调节，实现了对水流量小范围的控制。
4.PLC通过变频器对电机进行软启动，减少了设备损耗，延长了电机使用寿命。
5.能通过转换开关自由将系统切换到自动控制或手动控制。
6.具有完善的电器安全保护措施，能对系统本身产生的过压、欠压、过载、断电等故障进行自行诊断并报警。
附图说明
图1是主控制电路图，图2是单台泵手动/自动控制电路图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
在图1主控制电路图中，总开关QS与电网和水泵开关QS1、QS2、QS3、QS4、QS5及变频器开关QS6连接；每个水泵的开关和对应的交流接触器连接：QS1与KM12连接，QS2与KM22连接，QS3与KM32连接，QS4与KM42连接，QS5与KM52连接；开关QS6与变频器连接；变频器与KM11、KM21、KM31、KM41、KM51连接；交流接触器与热继电器连接，FR1与KM12和KM11连接，FR2与KM22和KM21连接，FR3与KM32和KM31连接，FR4与KM42和KM41连接，FR5与KM52和KM51连接；热继电器和水泵电机连接，FR1和M1连接，FR2和M2连接，FR3和M3连接，FR4和M4连接，FR5和M5连接。
在图2单台泵手动/自动控制电路中，电网与急停开关连接，急停开关与手动/自动切换开关、PLC连接，手动/自动切换开关与SB1连接；在手动控制模块中紧急制动开关SB1与SB2、KA11、SB3、KT、KA12、KA11、KA12连接，SB2和KA11与SB3连接，SB3与KA12和KT连接，KA12与KA11连接；KT和KA12与KA11连接，FR1和KA11连接，FR1与KA12连接；在自动控制模块中，PLC与KA13、KA14、KA13连接；KA13与KM12连接，KM12与KM21连接，KM21与KM31连接，KM31与KM41连接，KM41与KM51连接，KM51与KM11连接；KA14与KM11连接，KM11与FR1连接，FR1与KM12连接。
下面结合图1、图2并举例对本发明作详细说明。
下面以五台水泵组成的供水系统作为例子。由图1可知，在合上总开关QS后，通过PLC对变频器的控制，每台水泵都可以在工频或变频调速状态下工作。图2是PLC对单台水泵的控制电路图。在自动控制故障时，将自动/手动切换开关拨到手动控制切换到手动运行。手动运行状态下，供水管道水压过低时，按下SB3按钮，切断电机变频，同时启动电机以工频状态运行；供水管道内水压过高时，手动按下SB1按钮，切断工频运行的电机。在手动控制时，按照水压情况手动启动和手动停止水泵，控制供水管道内水压。
自动控制状态下，系统具有增泵升压和减泵降压控制两种工作模式控制管道水压。
在管道内水压过低以及系统启动时，系统工作在升压控制状态。系统启动时，在PLC控制下，变频器开始运行，第一台水泵M1启动并转速逐渐升高，直到输出压力达到设定值，切换到工频工作，重复这一过程直到水压达到设定值并保持恒定。水压过低时，通过闭环调节水泵加速到另外一个稳定的转速，水压若不能满足恒压值，系统将当前水泵从变频工作状态切换到工频工作状态，同时系统将下一台水泵以变频启动，直到水压保持恒定值。在管道内水压过高及系统停止时，系统工作在降压控制状态。首先将一台变频工作的水泵降低转速直到停止，然后将下一台工频工作的水泵切换到变频工作，然后逐渐降低转速，重复这一过程，直到管道水压达到恒定值或是系统关闭。
Claims (9)
1.一种自动恒压供水控制系统，其特征在于，包括：
压力传感器:用于将管道的水压转换为水压电信号；
PLC逻辑控制器:水压电信号作为正反馈信号输入，对变频器和接触器进行闭环控制；
继电器:接收PLC逻辑控制器的控制信号，其常开动闭触点对水泵通断进行控制；
变频器:接收PLC逻辑控制器的控制信号，对电网电能进行变频控制；
水泵:连接变频器，经过变频器对转速进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种自动恒压供水控制系统，其特征在于，在主控制电路中，总隔断开关QS与电网和水泵隔断开关QS1、QS2、QS3、QS4、QS5及变频器隔断开关QS6连接；每个水泵的开关和对应的交流接触器连接：QS1与KM12连接，QS2与KM22连接，QS3与KM32连接，QS4与KM42连接，QS5与KM52连接；开关QS6与变频器连接；变频器与KM11、KM21、KM31、KM41、KM51连接；交流接触器与热继电器连接，FR1与KM12和KM11连接，FR2与KM22和KM21连接，FR3与KM32和KM31连接，FR4与KM42和KM41连接，FR5与KM52和KM51连接；热继电器和水泵电机连接，FR1和M1连接，FR2和M2连接，FR3和M3连接，FR4和M4连接，FR5和M5连接。
3.根据权利要求1所述的一种自动恒压供水控制系统，其特征在于，在单台泵手动/自动控制电路中，电网与急停开关连接，急停开关与手动/自动切换开关、PLC连接，手动/自动切换开关与SB1连接。
4.根据权利要求1所述的一种自动恒压供水控制系统，其特征在于，在单台泵手动/自动控制电路，手动控制模块中，紧急制动开关SB1与电机变频开关SB2、中间继电器KA11、工频/变频切换开关SB3、时间继电器KT、中间继电器KA12、中间继电器KA11、中间继电器KA12连接；电机变频开关SB2和中间继电器KA11与工频/变频切换开关SB3连接，工频/变频切换开关SB3与中间继电器KA12和时间继电器KT连接，中间继电器KA12与中间继电器KA11连接；时间继电器KT和中间继电器KA12与中间继电器KA11连接，热继电器FR1和中间继电器KA11连接，热继电器FR1与中间继电器KA12连接。
5.根据权利要求1所述的一种自动恒压供水控制系统，其特征在于，在单台泵手动/自动控制电路，自动控制模块中，PLC的01000端口与中间继电器KA13连接，PLC的01001端口与中间继电器KA14连接，PLC的com端口与中间继电器KA13连接，以此与工频通路和变频通路连接；在变频通路中，中间继电器KA13与交流接触器KM12连接，交流接触器KM12与交流接触器KM21连接，交流接触器KM21与交流接触器KM31连接，交流接触器KM31与交流接触器KM41连接，交流接触器KM41与交流接触器KM51连接，交流接触器KM51与交流接触器KM11连接；在工频通路中，中间继电器KA14与交流接触器KM11连接，交流接触器KM11与热继电器FR1连接，热继电器FR1与交流接触器KM12连接。
6.根据权利要求1所述的一种自动恒压供水控制系统，其特征在于，还包括手动控制电路，用于控制水泵直接接入电网。
7.根据权利要求1所述的自动恒压供水控制系统，其特征在于，所述的控制系统中，PLC与变频器、接触器连接，变频器与接触器连接，接触器与水泵电机连接，压力传感器与PLC连接。
8.根据权利要求1所述的自动恒压供水控制系统，其特征在于，PLC驱动变频器控制水泵的电机转速。
9.根据权利要求1所述的自动恒压供水控制系统，其特征在于，PLC驱动接触器，控制水泵电机在变频工作状态和工频工作状态之间切换。
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|---|---|---|---|
| CN201620707634.5U CN205776508U (zh) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | 一种自动恒压供水控制系统 |
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|---|---|
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| CN201620707634.5U Active CN205776508U (zh) | 2016-07-06 | 2016-07-06 | 一种自动恒压供水控制系统 |
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| CN (1) | CN205776508U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106836380A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-06-13 | 广州市白云泵业集团有限公司 | 一种智能变频恒压加泵供水装置 |
| CN107246384A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-10-13 | 桂林理工大学 | 控制柜及恒压供水系统 |
| CN110515320A (zh) * | 2018-05-22 | 2019-11-29 | 西门子股份公司 | 驱动控制方法、驱动系统、处理系统及存储介质 |
| CN111271270A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-12 | 奥利机械(集团)有限公司 | 供水设备专用变频应急控制系统 |
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2016
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