CN206256516U - 一种变频恒压供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变频恒压供水系统，包括水池、液位变送器、PLC、变频器、水泵和压力传感器，液位变送器的检测探头设置在水池的水中，还包括PID控制器、回滞环、第一接触器、D/A转换器、A/D转换器和继电器，PID控制器设置在变频器内，D/A转换器和A/D转换器均设置在PLC内，回滞环电连接于变频器和PID控制器之间，PLC通过A/D转换器与液位变送器电连接。本技术方案的变频恒压供水系统可以稳定的提供供水水压，因此可以达到稳定的供水，并且不会使得水管中的水压较大，从而使水管爆裂，多台水泵的工作，以及辅助泵的替换使用，使得水泵不会长时间的持续工作，保证水泵的工作寿命，同时使得供水系统整体的安全性得到提高。

Description

一种变频恒压供水系统

技术领域

本实用新型涉及供水系统领域，尤其涉及一种变频恒压供水系统。

背景技术

在现今的社会中，生活用水是否能正常供应，已经成为了人们关注的重点。而在我们生活的小区中大多数小区供水方式都存在各式各样的问题，例如：效率低、资源浪费、可靠程度不高和自动控制达不到要求等。因此对于居民的生活造成较大的影响。同时对于供水系统的安全性和稳定性上也存在问题，例如：高峰期的水供应导致水管的压力较大而爆裂，或者长时间的水供应导致水泵的损坏等，因此对居民生活和工作人员具有较大的安全隐患。

发明内容

本技术方案提供一种变频恒压供水系统，解决供水系统的供水水压不稳定，以及水泵长时间工作的问题。

本实用新型是这样实现的：一种变频恒压供水系统，包括水池、液位变送器、PLC、变频器、水泵和压力传感器，所述液位变送器、PLC、变频器和水泵依次电连接，所述压力传感器与变频器电连接，所述液位变送器的检测探头设置在水池的水中，所述水泵的进水端通过水管与水池连通，还包括PID控制器、回滞环、第一接触器、D/A转换器、A/D转换器和继电器，所述PID控制器设置在变频器内，所述D/A转换器和A/D转换器均设置在PLC内，所述回滞环电连接于变频器和PID控制器之间，所述变频器通过PID控制器与继电器、第一接触器、水泵依次电连接，所述PLC通过A/D转换器与液位变送器电连接。

进一步地，所述第一接触器设置有第一指示灯，所述第一指示灯与第一接触器电连接。

进一步地，所所述水泵的输入端并联连接有第二接触器，所述第二接触器设置有第二指示灯。

进一步地，所所述第一接触器与第二接触器之间设置有第一机械互锁装置。

进一步地，所还包括辅助泵，所述辅助泵与水泵并联设置，所述辅助泵的输入端通过水管与水池连通，所述辅助泵设置有第三接触器与第四接触器，所述第三接触器与第四接触器之间设置有第二机械互锁装置。

进一步地，所所述水泵的输出端设置有第一阀门，所述辅助泵的输出端设置有第二阀门。

进一步地，所所述水泵的个数为两个以上。

进一步地，所所述PLC设置有转换开关、手动控制开关组和自动控制开关组，所述转换开关的第一连接端与手动控制开关组电连接，所述转换开关的第二连接端与自动控制开关组电连接。

进一步地，所还包括报警装置，所述报警装置与PLC电连接，所述报警装置设置有报警指示灯和蜂鸣器，所述报警指示灯与蜂鸣器电连接。

进一步地，所还包括熔断器，所述熔断器用于在发生故障时断开电路主线上的电线。

本实用新型具有如下优点：区别于现有的供水系统的供水水压不稳定，高峰期时容易发生部分用户断水的情况，同时对于供水系统的安全性能不高，容易发生水管爆裂，以及水泵长时间工作对使用寿命的降低，本技术方案的变频恒压供水系统可以达到稳定的提供供水水压，对于水压的上下限具有系统的控制，因此可以达到稳定的供水，并且不会使得水管中的水压较大，从而使水管爆裂，多台水泵的工作，以及辅助泵的替换使用，使得水泵不会长时间的持续工作，进而保证了水泵的工作寿命，也保证了供水系统整体的安全性得到提高，更加的具有实用性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种变频恒压供水系统的模块图；

图2为本实用新型实施例中工、变频交换电路图；

图3为本实用新型实施例中变频恒压供水系统转换开关切换电路图。

附图标记说明：

10、水池；11、液位变送器；12、PLC；13、变频器；14、水泵；

15、压力传感器；16、PID控制器；17、回滞环；18、第一接触器；

19、D/A转换器；20、A/D转换器；21、继电器；22、报警装置；

23、熔断器；25、转换开关；221、报警指示灯；142、第一阀门；

24、辅助泵；26、手动控制开关组；141、第二接触器；222、蜂鸣器；

27、自动控制开关组；28、水管；143、第二阀门；241、第三接触器；

242、第四接触器；144、第一机械互锁装置；243、第二机械互锁装置；

30、主电路；31、工频电路；32、变频电路。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实用新型提供一种变频恒压供水系统，包括水池10、液位变送器11、PLC12、变频器13、水泵14和压力传感器15，所述液位变送器、PLC、变频器和水泵依次电连接，所述压力传感器与变频器电连接，所述液位变送器的检测探头设置在水池的水中，所述水泵的进水端通过水管28与水池连通，还包括PID控制器16、回滞环17、第一接触器18、D/A转换器19、A/D转换器20和继电器21，所述继电器为中间继电器，进而通过中间继电器来控制第一接触器的得电与失电，所述PID控制器设置在变频器内，所述D/A转换器和A/D转换器均设置在PLC内，所述回滞环电连接于变频器和PID控制器之间，所述变频器通过PID控制器与继电器、第一接触器、水泵依次电连接，所述PLC通过A/D转换器与液位变送器电连接；所述水泵的输入端并联连接有第二接触器141，所述水泵的输出端设置有第一阀门142，所述辅助泵的输出端设置有第二阀门143；所述水泵的个数为两个以上；还包括报警装置22和熔断器23，所述报警装置与PLC电连接，所述报警装置设置有报警指示灯221和蜂鸣器222，所述报警指示灯与蜂鸣器电连接，所述熔断器用于在发生故障时断开电路主线上的电线。

在某个实施例中变频恒压供水系统为某小区内网管提供水。在供水系统运作时，先通过软启动的方式启动变频器，进而变频器控制水泵进行变频运作，使得水泵将水池中的水抽出运输到水管中。同时，在水池中还设置了液位变送器，通过液位变送器的检测可以了解到水池内的水位变化，进而将检测到的信号传输到PLC中，将信号读入PLC时需要通过A/D转换器进行信号转换，进而使得PLC可以对水位信号进行处理，从而确保水源的充足。而PLC还会将得到的这些信号进行处理输出到变频器中，同时PLC还会将信号通过D/A转换器进行信号转换，转换后的信号会输入到继电器中，而继电器为中间继电器。通过中间继电器的控制使得接触器得电与失电，进而使得水泵进行工作为水管提供水。此时压力传感器会进行定时的压力采样，在某个实施例中采样的周期可以优选为五分钟，若检测出实际的水管压力小于设定的供水压力值时，压力传感器会传输一个信号到PID控制器内，此时PID控制器就会对该信号进行处理得到一个压力差值，这个压力差值可以人为设定其正负。也就是说，当实际的水管压力小于设定的供水压力时，设定此时的压力差值为正值；而当实际的水管压力大于设定的供水压力时，设定此时的压力差值为负值。因此在得到一个正的压力差值时，通过PID控制器的处理换算得到变频器输出频率的增加值，也就是在增加多少的输出频率下，可以使得实际的水管压力在设定的供水压力的许可范围内。将这个增加值的输出频率加上当前的输出频率的值，就是此时PID控制器要调整控制变频器要输出的频率值。当输出的频率值改变后，进而会使得水泵的转速增大，进而提高输出功率为水管提供更高的水管压力，使得实际的供水压力达到设定的供水压力的许可范围内。若这一台水泵的输出功率达到最大值时，实际水管压力仍无法满足设定的供水压力要求值时，此时就会增加第二台水泵进行工作，若增加第二台水泵还达不到设定的供水压力要求时，则再增加第三台水泵，直至实际水管压力达到设定的供水压力要求值。相同的若检测出实际的水管压力大于设定的供水压力值时，此时压力传感器也会传输一个信号到PID控制器内，因此PID控制器就会对该信号进行处理得到一个负的压力差值，通过这个负的压力差值换算得到一个要减少的输出频率值，进而PID控制器控制变频器降低输出频率，使得水管的实际压力值降低，以及通过减少水泵使用的方式，使得水管的实际压力值达到设定的供水压力值的许可范围内。进而通过变频恒压供水系统控制水管中的水压为恒定的水压。在实际的水泵运行过程中，由于在用户小区的管网中水压存在反推水泵力矩，所以变频器的输出频率不会下降到零赫兹。因此，当水泵的输出频率降低到一定值时，就会出现抽不到水的情况，而实际的供水压力却不会下降。因此实际供水压力会在最低的设定值内波动，这样情况仍会通过PID控制器的处理，当得到的压力差值符合条件，则将进行水泵的输出频率控制，进而使得水泵的供水压力值超过水管设定的压力值，甚至可能发生增加水泵进行工作的情况。使得实际的供水压力值超过水管设定的供水压力值，且而新增加的水泵在变频器的下限频率运行，同时又满足了水泵切换的停机条件，因此需要将一台在工频状态下运行的水泵停掉。工频状态为水泵工作时输出的频率达到最大值时的工作状态，而其它的频率的工作状态为变频的工作状态。因此导致了水泵自动的增加、减少水泵使用，从而使得水泵使用切换次数增加，导致损耗，因此在变频器中电连接一个回滞环，回滞环会在实际供水压力值在超出或低于设定的压力值的一个小范围内有一个滞带区，只有超过或低于这个滞带区的压力数值才能进行水泵的切换。同时还可以增加延时判别条件，从而有效的避免误动作。在电路主线上还设置了报警装置，当发生故障时报警装置在发出声音提醒的同时还会亮起报警灯，进而确保工作人员可以第一时间知道故障的发生，进而可以第一时间内进行处理，保证了安全性。

在某个实施例中还包括辅助泵24，所述辅助泵与水泵并联设置，所述辅助泵的输入端通过水管与水池连通，所述水泵的第一接触器与第二接触器之间设置有第一机械互锁装置144，所述辅助泵设置有第三接触器241与第四接触器242，所述第三接触器与第四接触器之间设置有第二机械互锁装置243。所述水泵的输出端设置有第一阀门，所述辅助泵的输出端设置有第二阀门。在每个水泵中都会连接有两个接触器，通过两个接触器的控制使得水泵进行工频运行与变频运行之间的切换。在水泵在进行工频与变频之间的切换时，必须先断开工频的第一接触器触点开关，进而再接通与变频器连接的第二接触器的触点，因此为了防止同时接通造成故障，在第一接触器和第二接触器之间设置一个机械互锁装置，进而确保了工、变频切换时的安全性。因为在每个水泵和辅助泵都设置有两个接触器，因此在对应的水泵的两个接触器上都设置了机械互锁装置。辅助泵是在水泵发生故障或者工作时间较长的情况下作为备用泵进行使用的，因此辅助泵具有水泵的所有功能和连接方式。如图2所示，以两台水泵和一台辅助泵为例，两台水泵分别为M1和M2，辅助泵为M3，水泵和辅助可以由电机进行带动。接触器为KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6，其中KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行；而KM2、KM4、KM6则控制M1、M2、M3的变频运行。FR1、FR2、FR3分别为两台水泵和辅助泵过载保护的继电器，QS1～QS4分别为变频器、两台水泵和辅助泵主电路的隔离开关；在提供工频电的主电路上设置了熔断器。因此在水泵工作时，在主电路30上提供的是工频电，直接从主电路上引出一条工频电路31，并且与水泵连接，在工频支路上布置连接开关、接触器和继电器，该继电器为热继电器，同时从主电路上连接出一条变频电路32，再通过转换器将工频电转换为变频电，在经过另一个接触器连接到接触器与继电器之间。同时每台水泵和辅助泵都同样设置。同时在主电路上可以设置一个熔断器，进而保护整条电路的安全。使得变频恒压供水系统的安全性大大增加，其实用性也随之提高。

在某个实施例中所述PLC设置有转换开关25、手动控制开关组26和自动控制开关组27，所述转换开关的第一连接端与手动控制开关组电连接，所述转换开关的第二连接端与自动控制开关组电连接；所述第一接触器设置有第一指示灯，所述第一指示灯与第一接触器电连接，所述第二接触器设置有第二指示灯。如图3所示，图中SA为转换开关，当SA打在图中数字1的位置时，变频恒压供水系统为手动控制状态；当SA打在图中数字2的位置时，变频恒压供水系统为自动控制状态。当处于手动运行时，位于手动控制开关组的按钮SB1～SB6可以控制三台水泵的启/停。当处于自动运行时，系统会在PLC程序的控制下运行工作。此时HL10会处于常亮状态，HL10为自动运行状态电源指示灯。变频恒压供水系统是通过电器KA的触点对变频器进行复位控制。其中HL1～HL6分别对应接触器的线圈KM1～KM6，Q0～Q10为PLC的输出继电器触点，位于其旁边的4、6、8等数字为接线编号，进而在进行接线工作时更加便利且不容易出错，其中FU2为熔断器，HL7为水池水位上下限的报警指示灯，HL8可以为变频器发生故障时的指示灯，HL9为供水指示灯，KA为继电器，HA为蜂鸣器。在启动变频恒压供水系统后，系统会默认将转换开关打到自动控制开关组中，进而开启自动控制模式。自动控时，由于每台水泵都会有对应的两个指示灯，这两个指示灯分别对应水泵在工频运作情况和变频运作情况，当水泵进行变频运作时对应的指示灯就会亮起，进而使得工作人员在操作时更便捷简单。而且自动控制可以通过压力传感器对水管压力的检测反馈的数据进行自动控制调节，并自动增减水泵的使用，以及水泵与辅助泵之间的切换使用，使得变频恒压供水系统得以自动化操控。当打到手动控制开关组时，是对变频恒压供水系统进行定期检修、故障维修和检测使用时使用的。而且手动控制更加便于针对某个装置或者设备进行维修检测，同时也增加安全性能，在牌除故障方面也提供了许多便利。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变频恒压供水系统，包括水池、液位变送器、PLC、变频器、水泵和压力传感器，所述液位变送器、PLC、变频器和水泵依次电连接，所述压力传感器与变频器电连接，所述液位变送器的检测探头设置在水池的水中，所述水泵的进水端通过水管与水池连通，其特征在于：还包括PID控制器、回滞环、第一接触器、D/A转换器、A/D转换器和继电器，所述PID控制器设置在变频器内，所述D/A转换器和A/D转换器均设置在PLC内，所述回滞环电连接于变频器和PID控制器之间，所述变频器通过PID控制器与继电器、第一接触器、水泵依次电连接，所述PLC通过A/D转换器与液位变送器电连接。

2.据权利要求1所述的一种变频恒压供水系统，其特征在于：所述第一接触器设置有第一指示灯，所述第一指示灯与第一接触器电连接。

3.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水系统，其特征在于：所述水泵的输入端并联连接有第二接触器，所述第二接触器设置有第二指示灯。

4.根据权利要求3所述的一种变频恒压供水系统，其特征在于：所述第一接触器与第二接触器之间设置有第一机械互锁装置。

5.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水系统，其特征在于：还包括辅助泵，所述辅助泵与水泵并联设置，所述辅助泵的输入端通过水管与水池连通，所述辅助泵设置有第三接触器与第四接触器，所述第三接触器与第四接触器之间设置有第二机械互锁装置。

6.根据权利要求5所述的一种变频恒压供水系统，其特征在于：所述水泵的输出端设置有第一阀门，所述辅助泵的输出端设置有第二阀门。

7.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水系统，其特征在于：所述水泵的个数为两个以上。

8.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水系统，其特征在于：所述PLC设置有转换开关、手动控制开关组和自动控制开关组，所述转换开关的第一连接端与手动控制开关组电连接，所述转换开关的第二连接端与自动控制开关组电连接。

9.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水系统，其特征在于：还包括报警装置，所述报警装置与PLC电连接，所述报警装置设置有报警指示灯和蜂鸣器，所述报警指示灯与蜂鸣器电连接。

10.根据权利要求1所述的一种变频恒压供水系统，其特征在于：还包括熔断器，所述熔断器用于在发生故障时断开电路主线上的电线。