CN214994342U - 基于acs510变频器的恒压变频供水系统 - Google Patents

Abstract

基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，包括蓄水池，所述蓄水池上设置有供水管网，所述供水管网通过水泵机组将蓄水池中的水输送给用户，所述水泵机组上通过变频器连接PLC控制器，所述水泵机组与用户之间的管道上设置有压力变送器，所述压力变送器将收集到的压力信号传送给PLC控制器。本实用新型能够有效地避免传统供水方式中普遍存在的能耗大、可靠性差、人力成本高等缺点，在具备高性能、高节能优势的同时，还具备了全自动变频控制和现场手动控制功能，可以实现高品质恒压供水并且系统维护极其简单灵活。

Description

基于ACS510变频器的恒压变频供水系统

技术领域

本实用新型涉及变频供水系统技术领域，具体涉及基于ACS510变频器的恒压变频供水系统。

背景技术

现代社会已进入电气时代，科学技术已经成为第一生产力。随着计算机技术的普及和各种智能软件的发展，越来越多的行业已经引入了计算机技术进行智能控制和管理，人们的生活已经与电子技术相结合。随着这些技术的成熟，自动化技术已经开始进入供水领域，使供水管网的自动化程度越来越高，可以实现水泵电机的自动调节，有效地改善传统供水方式，使供水管网供水环境更好，大大改善了供水质量与供水安全。通过PLC控制技术与变频器的有效结合，可以实时监测供水管网的压力变化，及时进行正确的调整。不仅确保了供水管网水压恒定，还节约了电力和水资源，实现了利用有限的资源来满足用户用水需求的目的，在供水系统自动控制的同时还能达到节能降耗的效果。

现有的供水系统中的水泵控制采用传统的电力拖动方式，水泵在工频下恒速运转，通过调节阀门的开度实现对流量的控制，这样造成能源的浪费和产生“水锤效应”且忽略了供水系统是一个多重目标实现的过程，导致了管线布置复杂，铺设困难以及出现了管理困难、供水可靠性差、停留时间较长、一旦出现事故影响范围较大的问题。同时现存的供水系统需要配备其他辅助设备，从而会造成耗能增加，供水成本的提高，供水质量普遍不高。

发明内容

为了克服以上技术问题，本实用新型的目的在于提供基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，能够有效地避免传统供水方式中普遍存在的能耗大、可靠性差、人力成本高等缺点，在具备高性能、高节能优势的同时，还具备了全自动变频控制和现场手动控制功能，可以实现高品质恒压供水并且系统维护极其简单灵活。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，包括蓄水池，所述蓄水池上设置有供水管网，所述供水管网通过水泵机组将蓄水池中的水输送给用户，所述水泵机组上通过变频器连接PLC控制器，所述水泵机组与用户之间的管道上设置有压力变送器，所述压力变送器将收集到的压力信号传送给PLC控制器。

所述水泵机组是多台并联运行的水泵。

所述PLC控制器通过变频器控制水泵机组运转。

所述蓄水池的进水管网上设置有电动阀，该电动阀通过PLC控制器控制其流量。

所述水泵机组的运行状态为工频状态或变频状态，所述变频状态通过ABB ACS510变频器控制，工频状态即水泵在50HZ下恒速运行。

所述水泵机组包括一台变频泵和七台工频泵，用以向用户进行供水。

所述供水系统设置有信号监测装置，信号监测装置用来监测供水管网的压力值、水池中水位值以及发生故障时进行报警提醒。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的恒压变频供水系统能够有效地避免传统供水方式中普遍存在的能耗大、可靠性差、人力成本高等缺点，在具备高性能、高节能优势的同时，还具备了全自动变频控制和现场手动控制功能，可以实现高品质恒压供水并且系统维护极其简单灵活。

附图说明

图1为本实用新型组成结构图。

图2为本实用新型电气控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，该供水系统所具有的变频控制、手动现场控制等一系列功能可以有效避免传统供水方式所存在的问题，同时该供水系统还具备多种辅助的功能可以大大提高供水的可靠性。

该恒压变频供水系统的设计过程主要对传统的采用阀门控制的恒压供水方式进行了相关的分析比较，找出较传统供水方式所具备的优势，从而确定出该供水系统的相关结构组成与工作的原理。本系统采用ACS510变频器与S7-200PLC实现恒压变频供水同时实现数据传输之间的相互控制从而实现变频调速供水功能，且系统能进行自动和手动切换。

本系统具体设计包括七台水泵电机，通过变频器和软起动器实现对该系统供水水泵机组的软启动以及变频调速等一系列的操作完成循环变频供水。

该供水系统利用ACS510变频器自身带有的PID模块进行预先设定相关的参数，而后再通过供水管网中的压力传感器传输管网中的水压的反馈值，一起构成一个闭环的供水控制系统，变频器自身配置的PID模块可以根据用户用水量的改变来调节变频器输出时的电压和频率，该过程为了完成对供水水压的自动调节会通过改变电机转速使得出水流量能够发生相应的改变，整个过程能够保证供水管网的供水水压满足预设的水压压力值。

本实用新型的工作原理：

系统通电，按照接收到有效的自控系统启动信号后，首先启动变频器拖动1#水泵，通过恒压控制器，根据用户管网实际压力和设定压力的误差调节变频器的输出频率，控制1#水泵的转速，当输出压力达到设定值，其供水量与用水量相平衡时，转速才稳定到某一定值，这期间1#水泵工作在调速运行状态。

当用水量增加，水压减小时，通过压力闭环和恒压控制器，增加水泵的转速到另一个新的稳定值，反之，当用水量减少，水压增加时，通过压力闭环和恒压控制器，减小水泵的转速到另一个新的稳定值。

当用水量继续增加，变频器的输出频率达到上限频率时，若此时用户管网的实际压力还未达到设定压力，并且满足增加水泵的条件时，系统将软启启动下一台水泵，同时使变频泵由变频器控制降低转速，经过延时，由变频器控制变频泵变速运行，系统恢复对水压的闭环调节，直到水压达到设定值为止。如果用水量继续增加，满足增加水泵的条件，将继续发生如上转换，并有新的水泵投入并联运行。

当用水量下降水压升高，变频器的输出频率降至下限频率，用户管网的实际水压仍高于设定压力值，并且满足减少水泵的条件时，系统将关掉一台工频运行的水泵，同时变频器提高输出频率使当前变频泵转速升高，经过延时，恢复对水压的闭环调节，使压力重新达到设定值。如果当用水量继续下降，并且满足减少水泵的条件时，将继续发生如上转换，直到剩下一台变频泵运行为止。

该恒压变频供水系统能够对供水水泵电机进行过载的保护和短路的保护，其供水性能较为稳定，供水可靠性也较高，有利于延长水泵电机寿命，提高效率和供水质量，节省大量人力成本。

实施例：

基于PLC的恒压变频供水系统，包括ABB ACS510变频器，软启动器，西门子S7-200PLC和传感器，水泵机组，蓄水池，供水管网等，其中供水管网存储市政管网的进水，所述的供水管网通过水泵机组将蓄水池中的水输送给用户，其中水泵机组是多台并联运行的水泵，所述的PLC控制器通过变频器控制水泵运转，在该供水系统中还设置有用于检测供水管网水压的压力变送器，该压力变送器将收集到的压力信号传送给PLC控制器，所述的供水系统在蓄水池的进水管网上还设置有电动阀，该电动阀亦是用通过PLC控制器控制其流量。

本实施例中，供水系统中水泵既可以工作在工频状态下也可以工作在变频状态下，变频运行时由ABB ACS510变频器控制水泵运行，可以使供水管网的压力稳定，其中工频运行即水泵在50HZ下恒速运行。

本实例中，所述供水系统由一台变频泵和其余七台工频泵组成，用以向用户进行供水，其中变频泵是由变频器进行控制，而工频运行下的水泵则只能在启停两种状态下进行工作其自身的转速无法改变。

本实施例中，还配备有信号监测装置，其目的是主要用来监测供水管网的压力值、水池中水位值以及发生故障时进行报警提醒，其中水池中的水位值主要用来及时反馈水泵的供水是否正常充足，且当该值为有效时，为了防止出现水泵电机空转的情况相关的控制系统需要对供水系统进行保护和控制。而供水管网的压力值则反映了供水管网的实时水压，是确保恒压供水的关键信号值，该压力值为模拟量，在PLC内置的A/D转换模块中将其装换为数字量，同时还需要测量出供水的上限水压和下限水压，检测出的数字量再传送到PLC中。报警信号来自安装在池中的液位传感器，该信号是一个开关信号，实时反引出水泵的供水情况以及水泵电机的工作情况，一旦出现异常时就发出相应的报警信号。

本实施例中，是将供水系统设置在供水控制室，通常包括了供水控制的部分、变频和电子控制的部分，其中供水控制的部分是该供水系统的主要部分，其采集了系统中的水位、压力以及相关的报警信号，分析人机和通信界面的数据，且水泵的转速由相关的转速控制单元通过改变电机工作时的频率而进行调节的。

如图2所示，SA是一个手动/自动转换开关，KA是用于手动/自动转换的中间继电器。在手动状态下，每个泵的启动和停止由按钮1SB1-7SB1、1SB2-7SB2控制。在自动状态下，系统执行PLC控制程序并自动控制泵的启动和停止，7台泵可以在PLC的控制下顺序平稳地切换和操作。电机的工频运行由接触器1KM1-7KM1控制，而电机的变频运行由接触器1KM2-7KM2控制，1KH-7KH是7台泵的热继电器的常闭触点，用于保护电机免受过电流影响。

本实施例中，变频器采用的是ABB公司的ACS510-01-09A4-4型号的变频器，PLC控制器采用的是西门子公司S7-200系列CPU为226型号的PLC，软启动器型号为西安立方公司的CTS200系列。

Claims (7)

1.基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，其特征在于，包括蓄水池，所述蓄水池上设置有供水管网，所述供水管网通过水泵机组将蓄水池中的水输送给用户，所述水泵机组上通过变频器连接PLC控制器，所述水泵机组与用户之间的管道上设置有压力变送器，所述压力变送器将收集到的压力信号传送给PLC控制器。

2.根据权利要求1所述的基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，其特征在于，所述水泵机组是多台并联运行的水泵。

3.根据权利要求1所述的基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，其特征在于，所述PLC控制器通过变频器控制水泵机组运转。

4.根据权利要求1所述的基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，其特征在于，所述蓄水池的进水管网上设置有电动阀，该电动阀通过PLC控制器控制其流量。

5.根据权利要求1所述的基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，其特征在于，所述水泵机组的运行状态为工频状态或变频状态，所述变频状态通过ABB ACS510变频器控制，工频状态即水泵在50HZ下恒速运行。

6.根据权利要求1所述的基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，其特征在于，所述水泵机组包括一台变频泵和七台工频泵，用以向用户进行供水。

7.根据权利要求1所述的基于ACS510变频器的恒压变频供水系统，其特征在于，所述供水系统设置有信号监测装置，信号监测装置用来监测供水管网的压力值、水池中水位值以及发生故障时进行报警提醒。

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