一種一拖多型智能變頻控制柜及含有其的恒壓供水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種一拖多型智能變頻控制柜，包括PLC、用于與多臺水泵連接的一臺變頻器以及用于與水泵一對一連接的多個(gè)智能電動機(jī)保護(hù)器；所述PLC通過網(wǎng)線分別連接變頻器及各智能電動機(jī)保護(hù)器，用以獲取電動機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；還包括通過網(wǎng)線與PLC連接的電力監(jiān)控儀及觸摸屏。本實(shí)用新型還公開了含有上述變頻控制柜及多臺水泵的恒壓供水系統(tǒng)，所述PLC根據(jù)供水系統(tǒng)出水壓力情況來控制水泵的變頻和工頻啟停；本實(shí)用新型具有網(wǎng)絡(luò)化、智能化、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、系統(tǒng)運(yùn)行不受水泵故障影響且方便操作及維修的優(yōu)點(diǎn)，適于推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種一拖多型智能變頻控制柜及含有其的恒壓供水系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及變頻控制柜領(lǐng)域，具體地，涉及一種一拖多型智能變頻控制柜及含有其的恒壓供水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會發(fā)展以及人們意識的提高，節(jié)能減排越來越受到人們的重視，尤其是供水方面，如何在保證系統(tǒng)恒壓穩(wěn)定供水的同時(shí)節(jié)約能源成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。
[0003]目前，市場上大部分栗房恒壓供水系統(tǒng)使用的變頻控制柜都是“一拖多”型變頻控制柜，所謂“一拖多”指的是一臺變頻器單獨(dú)拖動多臺水栗中的任意一臺，每次保證一臺水栗在變頻運(yùn)行狀態(tài)。在供水量增加的時(shí)候，可以依次增加工頻運(yùn)行水栗的臺數(shù)，反之，在供水量減少的時(shí)候，依次減少工頻運(yùn)行水栗的臺數(shù)。
[0004]但是這樣的一拖多型變頻控制柜及恒壓供水系統(tǒng)有以下幾個(gè)方面的問題:
[0005]一是現(xiàn)在市場上的變頻控制柜及恒壓供水系統(tǒng)中的設(shè)備多采用硬接線方式，系統(tǒng)內(nèi)部接線繁復(fù)，一旦發(fā)生故障維修成本高昂。另外，現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置只能專業(yè)人員通過電腦連接PLC進(jìn)行，這樣就十分不利于現(xiàn)場操作人員及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況，也不利于維修人員的檢修。
[0006]二是市場上的變頻控制柜及恒壓供水系統(tǒng)大多沒有考慮水栗或變頻器出現(xiàn)故障時(shí)如何能夠?qū)崿F(xiàn)容錯(cuò)控制，一旦水栗或變頻器其中一個(gè)出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將直接不工作，影響區(qū)域內(nèi)的供水任務(wù)。另外，市場上的變頻控制柜通常是給整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)自動\手動控制模式選擇，沒法實(shí)現(xiàn)精確到某臺水栗的自控\手動\停用模式選擇，這樣一臺水栗出現(xiàn)問題或維修時(shí)，無法將其獨(dú)立脫離自動運(yùn)行，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的自動運(yùn)行。
[0007]由此可見，上述現(xiàn)有的變頻控制柜及恒壓供水系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、不受水栗故障影響且方便操作及維修的變頻控制柜及恒壓供水系統(tǒng)，成為當(dāng)前業(yè)界研究的重點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、不受水栗故障影響且方便操作及維修的變頻控制柜及智能恒壓供水系統(tǒng)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種一拖多型智能變頻控制柜，包括PLC、用于與多臺水栗連接的一臺變頻器以及用于與水栗一對一連接的多個(gè)智能電動機(jī)保護(hù)器；
[0011]所述PLC通過網(wǎng)線分別連接變頻器及各智能電動機(jī)保護(hù)器。
[0012]進(jìn)一步地，還包括通過網(wǎng)線與PLC連接的電力監(jiān)控儀。
[0013]進(jìn)一步地，還包括通過網(wǎng)線與PLC連接的觸摸屏。
[0014]進(jìn)一步地，所述電力監(jiān)控儀、變頻器和智能電動機(jī)保護(hù)器通過一根網(wǎng)線和PLC的RS485接口相連接，采用ModBus通信協(xié)議，所述觸摸屏通過網(wǎng)線連接到PLC的RS232接口上。
[0015]進(jìn)一步地，包括與PLC連接的、負(fù)責(zé)每臺水栗變頻啟停的接觸器以及與PLC連接的、控制每臺水栗工頻啟停的接觸器；與PLC連接的觸摸屏上設(shè)置有每臺水栗的手動運(yùn)行、停用、自動運(yùn)行選擇按鈕，通過所述按鈕控制PLC進(jìn)而控制接觸器。
[0016]進(jìn)一步地，還包括與PLC連接的、負(fù)責(zé)變頻器啟停的接觸器。
[0017]進(jìn)一步地，所述接觸器為交流接觸器。
[0018]—種一拖多型智能恒壓供水系統(tǒng)，包括上述的變頻控制柜，還包括多臺水栗，所述多臺水栗均與所述的變頻器連接，且每臺水栗對應(yīng)連接一個(gè)智能電動機(jī)保護(hù)器;所述PLC根據(jù)供水系統(tǒng)出水壓力情況來控制水栗的變頻和工頻啟停。
[0019]進(jìn)一步地，包括:與所述PLC連接的、用于檢測供水系統(tǒng)水箱液位的液位傳感器;與所述PLC連接的、用于控制供水系統(tǒng)水箱進(jìn)水的進(jìn)水電動閥門及與所述PLC連接的、用于檢測供水系統(tǒng)出水管壓力情況的壓力傳感器。
[0020]進(jìn)一步地，所述水栗為3-6臺。
[0021]通過采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下有益效果:
[0022]1、本實(shí)用新型采用了網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，將PLC與變頻控制柜中的智能設(shè)備(變頻器、智能電動機(jī)保護(hù)器、電力監(jiān)控儀)全部聯(lián)網(wǎng)，PLC通過網(wǎng)絡(luò)全面獲取這些設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行控制。由于網(wǎng)絡(luò)純屬弱電內(nèi)容，無機(jī)械損耗，使用壽命長，穩(wěn)定可靠，從而保證整個(gè)系統(tǒng)具備高穩(wěn)定性和可靠性。另外，網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)的主動脈，PLC通過一根網(wǎng)絡(luò)通訊線就可以獲取各設(shè)備儀表的所有數(shù)據(jù)，可以有效的對各設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)測與控制，從而達(dá)到恒壓供水，節(jié)能降耗的控制要求。通過網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)置，減少了部分硬接線方式，系統(tǒng)內(nèi)部接線簡單，易于維修且維修成本低。
[0023]2、本實(shí)用新型中引入了觸摸屏技術(shù)，進(jìn)一步簡化了硬件電路，提高了系統(tǒng)可靠性、易維修性和易操作性，控制柜的現(xiàn)場調(diào)試再也無需自控專業(yè)人員的參與?，F(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況可以直觀地體現(xiàn)在觸摸屏上，操作人員也可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況直接設(shè)置工藝參數(shù)。從而達(dá)到現(xiàn)場操作的“傻瓜化”。
[0024]3、本實(shí)用新型在觸摸屏上設(shè)置每臺水栗的手動運(yùn)行、停用、自動運(yùn)行選擇按鈕，通過選擇按鈕控制PLC進(jìn)而控制接觸器，可自由的選擇每臺水栗處于自動運(yùn)行方式還是手動運(yùn)行方式或停用，當(dāng)某水栗出現(xiàn)故障或需對該水栗進(jìn)行單獨(dú)檢修時(shí)，通過停用模式可方便的使該水栗從系統(tǒng)上徹底切除并釋放其占用的網(wǎng)絡(luò)資源和系統(tǒng)資源，不會影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。
[0025]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型的一拖多型智能恒壓供水系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本實(shí)用新型的一拖多型智能變頻控制柜及恒壓供水系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)通信示意圖；
[0028]圖3為本實(shí)用新型的一拖多型智能恒壓供水系統(tǒng)的電氣原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0030]本實(shí)施例以運(yùn)用在小區(qū)二次供水栗房的一拖三型智能恒壓供水系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。
[0031]如圖1所示，一拖三型智能恒壓供水系統(tǒng)包括變頻控制柜及三臺水栗(1#水栗Ml、2#水栗M2、3#水栗M3) ο變頻控制柜包括PLC、一臺變頻器ABB、3個(gè)智能電動機(jī)保護(hù)器;變頻器與三臺水栗分別連接，每個(gè)智能電動機(jī)保護(hù)器與一臺水栗連接;PLC通過網(wǎng)線分別連接變頻器及各智能電動機(jī)保護(hù)器，用以獲取電動機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù);PLC在整個(gè)系統(tǒng)中起著“神經(jīng)中樞”的作用，可根據(jù)供水系統(tǒng)出水壓力情況來控制水栗的變頻和工頻啟停(如可判斷三臺水栗的啟停優(yōu)先權(quán))，變頻器和水栗在系統(tǒng)中起執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用，接受PLC的指令完成恒壓供水的目的。PLC通過網(wǎng)絡(luò)通訊線就可以獲取各設(shè)備儀表的所有數(shù)據(jù)，可以有效的對各設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)測與控制，從而達(dá)到恒壓供水，節(jié)能降耗的控制要求。
[0032]上述恒壓供水系統(tǒng)還包括與PLC連接的液位傳感器、進(jìn)水電動閥門(圖1中未示出)、壓力傳感器。液位傳感器檢測供水系統(tǒng)水箱的水位，將水箱的液位信息轉(zhuǎn)換為4?20ma電流模擬信號，接入PLC。壓力傳感器安裝于出水管道上，檢測管道出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為4?20ma電流模擬信號，接入PLC JLC根據(jù)液位反饋值，控制供水系統(tǒng)水箱進(jìn)水電動閥門的啟閉，確保水箱水位不會漫池，也不會枯水，滿足正常供水需要。PLC根據(jù)出水管道上的壓力反饋值控制變頻器的頻率輸出從而實(shí)現(xiàn)恒壓供水的目的。
[0033]結(jié)合圖1與圖2所示，上述變頻控制柜還包括電力監(jiān)控儀及觸摸屏，電力監(jiān)控儀、變頻器和智能電動機(jī)保護(hù)器通過一根網(wǎng)線和PLC的RS485接口相連接，采用ModBus通信協(xié)議，這樣使用PLC就可以讀取到這些智能設(shè)備詳細(xì)的狀態(tài)信號、運(yùn)行參數(shù)、故障信息等，使得PLC更好的控制和保護(hù)設(shè)備。觸摸屏通過網(wǎng)線連接到PLC的RS232接口上，在觸摸屏上可直接觀察到相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，手動切換設(shè)備運(yùn)行方式及控制各設(shè)備運(yùn)行等，并且設(shè)置相關(guān)參數(shù)等。
[0034]結(jié)合圖1和圖3所示，上述恒壓供水系統(tǒng)中的變頻控制柜還包括與PLC連接的交流接觸器，共7個(gè)，接觸器KMl的作用是在現(xiàn)場電網(wǎng)出現(xiàn)“重合閘”或人為操作造成的變頻柜斷電后短時(shí)間內(nèi)上電時(shí)，防止變頻器在沒有完全斷電的情況下突然上電造成變頻器故障;接觸器KM11?KM31負(fù)責(zé)控制水栗的變頻啟停，接觸器KM12?KM32負(fù)責(zé)控制水栗的工頻啟停。在觸摸屏上設(shè)置有每臺水栗的手動運(yùn)行、停用、自動運(yùn)行選擇按鈕，通過所述按鈕控制PLC進(jìn)而控制接觸器KMll?KM31、KM12?KM32。由于每臺水栗都具有手動運(yùn)行方式和自動運(yùn)行方式以及停用方式，通過觸摸屏上的每臺水栗的“手動運(yùn)行/停用/自動”選擇按鈕，可自由的選擇每臺水栗處于自動運(yùn)行方式還是手動運(yùn)行方式或停用。如某水栗出現(xiàn)故障或需對該水栗進(jìn)行單獨(dú)檢修時(shí)，通過停用模式可方便的使該水栗從系統(tǒng)上徹底切除并釋放其占用的網(wǎng)絡(luò)資源和系統(tǒng)資源，不會影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。
[0035]系統(tǒng)未工作時(shí)，所有接觸器均處于斷開狀態(tài)，水栗Ml、M2和M3都處于停機(jī)狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)上電的時(shí)候，PLC發(fā)出指令延時(shí)控制接觸器KMl觸點(diǎn)閉合，從而變頻器延時(shí)上電。此時(shí)管道里的壓力為零，假如此時(shí)正好是用戶用水高峰，壓力傳感器檢測到水壓后，將此信號發(fā)送至IJPLC后，PLC根據(jù)這個(gè)反饋壓力值分析出輸出信號，使KMll觸點(diǎn)吸合，通過通信控制變頻器運(yùn)行并給出運(yùn)行的頻率，繼而水栗Ml按給定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)進(jìn)入單臺水栗變頻工作狀態(tài)，運(yùn)轉(zhuǎn)速度由低到高逐步增加。隨著水栗Ml的運(yùn)行，管道上的壓力逐步上升，壓力傳感器實(shí)時(shí)將此壓力值反饋給PLC，PLC根據(jù)這一反饋值實(shí)時(shí)調(diào)整變頻器頻率的輸出從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的壓力值并穩(wěn)定。
[0036]當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速升到最高，如果依然沒有達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的管道壓力，則PLC發(fā)出指令，KM22觸點(diǎn)吸合，從而水栗M2得電運(yùn)行，這樣就保持一臺工頻運(yùn)行另一臺變頻運(yùn)行的運(yùn)行狀態(tài)，直至達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的壓力值。
[0037]反之，如果到了晚上，用戶用水量減少，管道反饋壓力超過系統(tǒng)設(shè)定值，PLC就會降低變頻器的頻率輸出，當(dāng)變頻器下降到我們設(shè)定的頻率時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)會自動停止工頻運(yùn)行的水栗，只保持一臺變頻水栗運(yùn)行。如果用水量很小的時(shí)候，變頻處于連續(xù)低頻運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，系統(tǒng)將進(jìn)入“休眠”狀態(tài)，直至用戶用水量增大，“喚醒”系統(tǒng)重新啟動運(yùn)行。
[0038]當(dāng)變頻出現(xiàn)故障時(shí)，PLC會自動判斷故障類型，確定該故障是由水栗異常引起的變頻故障還是變頻器本身故障，如是前者系統(tǒng)將記錄變頻器故障信息后自動清除變頻器故障，并變頻啟動另一臺水栗;如是后者則保持變頻器故障狀態(tài)，工頻啟動水栗。
[0039]無論水栗工頻運(yùn)行還是在變頻運(yùn)行，控制系統(tǒng)都具有過載、空載、三相不平衡、電壓不正常等基本保護(hù)功能，變頻運(yùn)行時(shí)由變頻器保護(hù)，工頻時(shí)由智能電動機(jī)保護(hù)器保護(hù)，并將具體的故障類型通過通信上傳給PLC。
[0040]以上所述是以水栗Ml電機(jī)開始為例的一個(gè)完整的加水栗V咸水栗循環(huán)，實(shí)際工作中，所有水栗都處于平等地位，工頻與變頻運(yùn)行方式不固定，循環(huán)順序也不固定，完全由PLC計(jì)算出的啟動優(yōu)先權(quán)和停止優(yōu)先權(quán)決定，優(yōu)先權(quán)的計(jì)算主要取決于水栗的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，這樣不但增強(qiáng)了系統(tǒng)靈活性，更使得各水栗的能夠均勻使用，增強(qiáng)水栗的使用壽命。
[0041]上述實(shí)施例僅是以一拖三型為例進(jìn)行的介紹，實(shí)際水栗可以選擇3-6臺均可。
[0042]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種一拖多型智能變頻控制柜，其特征在于，包括PLC、用于與多臺水栗連接的一臺變頻器以及用于與水栗一對一連接的多個(gè)智能電動機(jī)保護(hù)器； 所述PLC通過網(wǎng)線分別連接變頻器及各智能電動機(jī)保護(hù)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一拖多型智能變頻控制柜，其特征在于，還包括通過網(wǎng)線與PLC連接的電力監(jiān)控儀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一拖多型智能變頻控制柜，其特征在于，還包括通過網(wǎng)線與PLC連接的觸摸屏。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一拖多型智能變頻控制柜，其特征在于，還包括電力監(jiān)控儀及觸摸屏，所述電力監(jiān)控儀、變頻器和智能電動機(jī)保護(hù)器通過一根網(wǎng)線和PLC的RS485接口相連接，采用ModBus通信協(xié)議，所述觸摸屏通過網(wǎng)線連接到PLC的RS232接口上。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一拖多型智能變頻控制柜，其特征在于，包括與PLC連接的、負(fù)責(zé)每臺水栗變頻啟停的接觸器以及與PLC連接的、控制每臺水栗工頻啟停的接觸器； 與PLC連接的觸摸屏上設(shè)置有每臺水栗的手動運(yùn)行、停用、自動運(yùn)行選擇按鈕，通過所述按鈕控制PLC進(jìn)而控制接觸器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一拖多型智能變頻控制柜，其特征在于，還包括與PLC連接的、負(fù)責(zé)變頻器啟停的接觸器。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一拖多型智能變頻控制柜，其特征在于，所述接觸器為交流接觸器。8.—種一拖多型智能恒壓供水系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的變頻控制柜，還包括多臺水栗，所述多臺水栗均與所述的變頻器連接，且每臺水栗對應(yīng)連接一個(gè)智能電動機(jī)保護(hù)器； 所述PLC根據(jù)供水系統(tǒng)出水壓力情況來控制水栗的變頻和工頻啟停。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一拖多型智能恒壓供水系統(tǒng)，其特征在于，包括: 與所述PLC連接的、用于檢測供水系統(tǒng)水箱液位的液位傳感器； 與所述PLC連接的、用于控制供水系統(tǒng)水箱進(jìn)水的進(jìn)水電動閥門及 與所述PLC連接的、用于檢測供水系統(tǒng)出水管壓力情況的壓力傳感器。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一拖多型智能恒壓供水系統(tǒng)，其特征在于，所述水栗為3-6臺。
【文檔編號】E03B7/07GK205530462SQ201620082730
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月27日
【發(fā)明人】陳學(xué)劍
【申請人】連云港清源科技有限公司