專利名稱：一種帶有plc控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有PLC控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法，具體涉及一 種在夜間或其他用水流量為O或近乎為0的時段，通過PLC控制柜控制變頻水泵停止運(yùn)行， 以達(dá)到省電節(jié)能的目的的控制方法。適用于用水流量變化較大、用水規(guī)律復(fù)雜、在某段時刻 內(nèi)無用水量的場合，屬于供水領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，大部分高層住宅及公共建筑供水都是通過水泵變頻增壓供水系統(tǒng)的形式， 變頻供水能夠根據(jù)用戶實際用水量，變頻調(diào)節(jié)增壓水泵的供水能力，以實現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行的目 的。對于夜間(或其他小流量時刻)用戶流量為0，或近乎為0時，通過以下方法實現(xiàn)節(jié)能 1、將變頻水泵的頻率降至最低變頻頻率運(yùn)行。在流量較小時，控制增壓水泵中的某臺水泵 在變頻器輸出的最低頻率下運(yùn)行，以維持系統(tǒng)中的水壓，滿足極小流量需要條件下的供水 壓力；2、運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置的小流量供水泵。在供水系統(tǒng)中，設(shè)計一臺專門用于夜間運(yùn)行的小流 量供水泵，在正常供水模式運(yùn)行時，小流量供水泵停止運(yùn)行，由系統(tǒng)中的大流量水泵變頻供 水。進(jìn)入夜間模式后，大流量水泵停止運(yùn)行，小流量水泵開始運(yùn)行，以滿足系統(tǒng)在小流量需 求條件下的供水壓力。以上方法存在最大的不足的是1、不夠節(jié)能。以上方法在夜間用戶 無用水量需求時，都有水泵在持續(xù)運(yùn)行，在該時段內(nèi)水泵運(yùn)行所消耗的電能白白浪費(fèi)；2、設(shè) 備復(fù)雜、項目初投資較高。在系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)計一臺用于夜間運(yùn)行的水泵，系統(tǒng)管路設(shè)備需要 做相應(yīng)的增加，對應(yīng)項目的初投資需要增加。同時，增加了水泵，意味著日后維護(hù)及修理工 作量加大；3、縮短水泵壽命。水泵需要長時間連續(xù)運(yùn)行，同時，在用水量需求較小時，因供水 側(cè)管路阻力增加，影響水泵葉輪的壽命。此外，無出水流量時，潛水泵連續(xù)運(yùn)行，將會使水泵 周圍的水溫升高，對水泵電機(jī)的壽命產(chǎn)生影響。要解決或滿足的技術(shù)問題1、節(jié)能；2、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單化；3、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，滿足即 時用水的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是
提供一種在不增加變頻供水設(shè)備硬件零部件的前提條件下，實現(xiàn)變頻供水設(shè)備夜間停 泵節(jié)能的控制方法。該方法既能夠滿足用戶供水功能的需求，又能夠在夜間用戶無用水需 要時或在其他用水流量為0或近乎為0的時段停止供水泵的運(yùn)行，以最大限度地節(jié)約電能。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種帶有PLC控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法，包括以下步驟 步驟1 判斷當(dāng)前系統(tǒng)是否處于停泵模式，是則進(jìn)入步驟2，否則進(jìn)入步驟5 ； 步驟2 判斷出水壓力是否穩(wěn)定，是則返回步驟1，否則進(jìn)入步驟3 ； 步驟3 退出停泵模式，啟動供水泵，進(jìn)入步驟4 ； 步驟4 供水泵控制程序正常運(yùn)行變頻控制模塊，返回步驟1 ；
3步驟5 判斷出水壓力是否穩(wěn)定，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟7 ； 步驟6 清空穩(wěn)定計時器，進(jìn)入步驟4 ； 步驟7 判斷變頻輸出的頻率是否已是所設(shè)定的最低輸出頻率，否則進(jìn)入步驟6， 是則進(jìn)入步驟8 ；
步驟8 判斷是否只有一臺供水泵在運(yùn)行，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟9 ； 步驟9 判斷出水壓力是否高于設(shè)定壓力，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟10 ； 步驟10 啟動穩(wěn)定計時器，并判斷是否達(dá)到穩(wěn)定時長，否則進(jìn)入步驟4，是則進(jìn)入
步驟11 ；
步驟11 暫停水泵運(yùn)行，進(jìn)入停泵模式，返回步驟1。所述步驟7的最低輸出頻率為15-35HZ。所述步驟10的穩(wěn)定時長為5 30min。所述設(shè)定壓力為啟動停泵模式時供水泵出水壓力需達(dá)到的最低壓力。本發(fā)明的有益效果 1、節(jié)能；
本發(fā)明在對供水需求規(guī)律分析的基礎(chǔ)上，通過對用戶側(cè)用水量需求的精確判斷，實現(xiàn) 了變頻供水設(shè)備的停泵節(jié)能控制，避免了以往零用水量時仍可能有水泵在運(yùn)行的情況，從 而達(dá)到節(jié)能的目的。2、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單化；
因本控制方法的程序預(yù)設(shè)在原有設(shè)備控制柜的PLC中，故無需對原變頻供水設(shè)備硬件 做任何增減調(diào)整，無需獨(dú)立設(shè)置小流量供水泵。因此，本發(fā)明既實現(xiàn)了變頻供水設(shè)備停泵節(jié) 能的目標(biāo)，又使變頻供水設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單化，節(jié)約成本。3、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，滿足即時用水的需求。本發(fā)明既滿足用戶對供水功能的需求，又能夠在夜間無用水量需求或在其他用水 流量為0 (或近乎為0)的時段停止供水泵的運(yùn)行，可滿足用戶即時用水的需求。本發(fā)明不僅適用于新供水設(shè)備的設(shè)計生產(chǎn)，且適用于對現(xiàn)有變頻供水設(shè)備的節(jié)能 改造工程項目。


圖1為本發(fā)明的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，本發(fā)明的一種帶有PLC控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法，本 方法的程序設(shè)置在控制柜的PLC中，根據(jù)實際工況預(yù)設(shè)最低輸出頻率、設(shè)定壓力、穩(wěn)定時長 的值，本方法的程序中還設(shè)置有穩(wěn)定計時器，在滿足一定的條件下，啟動或清空該穩(wěn)定計時
ο本方法包括以下步驟
步驟1 判斷當(dāng)前系統(tǒng)是否處于停泵模式，是則進(jìn)入步驟2，否則進(jìn)入步驟5 ； 步驟2 判斷出水壓力是否穩(wěn)定，是則返回步驟1，否則進(jìn)入步驟3 ；步驟3 退出停泵模式，啟動供水泵，進(jìn)入步驟4 ； 步驟4 供水泵控制程序正常運(yùn)行變頻控制模塊，返回步驟1 ； 步驟5 判斷出水壓力是否穩(wěn)定，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟7 ； 步驟6 清空穩(wěn)定計時器，進(jìn)入步驟4 ； 步驟7 判斷變頻輸出的頻率是否已是所設(shè)定的最低輸出頻率，否則進(jìn)入步驟6， 是則進(jìn)入步驟8 ；
步驟8 判斷是否只有一臺供水泵在運(yùn)行，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟9 ； 步驟9 判斷出水壓力是否高于設(shè)定壓力，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟10 ； 步驟10 啟動穩(wěn)定計時器，并判斷是否達(dá)到穩(wěn)定時長，否則進(jìn)入步驟4，是則進(jìn)入
步驟11 ；
步驟11 暫停水泵運(yùn)行，進(jìn)入停泵模式，返回步驟1。對上述步驟的進(jìn)一步說明如下
在本發(fā)明的控制方法程序循環(huán)運(yùn)行過程中，首先采用步驟1即判斷當(dāng)前變頻供水設(shè)備 是否處于停泵模式。如果當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入了停泵模式，即表明當(dāng)前用戶用水量為0，此時進(jìn)入 步驟2即判斷變頻供水設(shè)備的出水壓力是否穩(wěn)定，如果出水壓力穩(wěn)定，即表明用戶側(cè)用水 量需求為0，則繼續(xù)保持停泵模式，返回步驟1。如果步驟2判斷的變頻供水設(shè)備的出水壓力 不穩(wěn)定，即出水壓力出現(xiàn)下降，表明用戶側(cè)有了用水量需求，則進(jìn)入步驟3退出停泵模式， 啟動供水泵，進(jìn)而進(jìn)入步驟4開始正常變頻供水并返回步驟1進(jìn)行循環(huán)判斷。若經(jīng)步驟1判斷當(dāng)前變頻供水設(shè)備不處于停泵模式，則進(jìn)入步驟5即判斷出水壓 力是否穩(wěn)定，如不穩(wěn)定，即出水壓力出現(xiàn)下降，表明用戶側(cè)有了用水量需求，則進(jìn)入步驟6 即清空穩(wěn)定計時器，繼而進(jìn)入步驟4開始正常變頻供水并返回步驟1進(jìn)行循環(huán)判斷。若步 驟5判斷的出水壓力穩(wěn)定，則進(jìn)而進(jìn)入步驟7即判斷變頻輸出頻率是否達(dá)到最低輸出頻率 值。步驟7的判斷原理為當(dāng)變頻供水設(shè)備正常供水時，出水壓力也穩(wěn)定的狀態(tài)下，如果用戶 側(cè)用水量逐漸減少至0，則變頻器的輸出功率也必將逐漸降至最低輸出頻率。水泵變頻器最 低輸出頻率是根據(jù)實際管網(wǎng)阻力、水泵性能曲線等因素綜合考慮而定，在實際運(yùn)用中，最低 輸出頻率并不是越低越好，最低輸出頻率過低易導(dǎo)致水泵效率下降，甚至水泵出水揚(yáng)程低 于管網(wǎng)阻力，此時供水泵基本無水流量輸出，導(dǎo)致水泵電機(jī)過熱，縮短水泵的壽命。優(yōu)選設(shè) 置變頻器最低輸出頻率為15-35HZ。若步驟7判斷出尚未達(dá)到最低輸出頻率，則進(jìn)入步驟6進(jìn)而進(jìn)入步驟4繼續(xù)正常 變頻供水并返回步驟1進(jìn)行循環(huán)判斷。若步驟7判斷出變頻的器輸出頻率已經(jīng)達(dá)到或低于 最低頻率，則表面用戶側(cè)用水量已經(jīng)逐漸減少至0，進(jìn)入下一步步驟8的判斷。步驟8判斷是否變頻供水設(shè)備中只有一臺泵在運(yùn)行，如果超過一臺泵在運(yùn)行，則 表示用戶側(cè)用水量需求屬于正常供水需求，供水量在變頻供水設(shè)備調(diào)節(jié)能力范圍之內(nèi)，故 進(jìn)入步驟6繼而進(jìn)入步驟4正常變頻供水并返回步驟1進(jìn)行循環(huán)判斷。如僅有一臺泵在運(yùn) 行，則表明用戶側(cè)需求量已經(jīng)降至很低，則進(jìn)行下一步步驟9的判斷。步驟9是對于出水壓力是否高于設(shè)定壓力的判斷，設(shè)定壓力為預(yù)設(shè)在PLC里的一 個數(shù)值，其設(shè)置原理為根據(jù)具體工況預(yù)設(shè)一個出水壓力值，實際出水壓力達(dá)到或高于此設(shè) 定壓力則表示用戶側(cè)的用水需求已經(jīng)達(dá)到了啟動停泵模式的條件。如果步驟9判斷出出水 壓力低于設(shè)定壓力，則表示用戶側(cè)用水量需求屬于正常供水需求，故進(jìn)入步驟6繼而進(jìn)入
5步驟4正常變頻供水并返回步驟1進(jìn)行循環(huán)判斷。若步驟9判斷的出水壓力已經(jīng)達(dá)到或高 于設(shè)定壓力，則進(jìn)入下一步步驟10。步驟10啟動穩(wěn)定計時器開始計時，穩(wěn)定時長達(dá)到預(yù)設(shè)值表明一段時間內(nèi)用戶側(cè) 的用水需求量持續(xù)為0，滿足啟動停泵模式的條件，則進(jìn)入步驟11暫停供水泵運(yùn)行，即進(jìn)入 停泵模式，進(jìn)而返回步驟1的判斷。如果步驟10的穩(wěn)定計時器計時小于穩(wěn)定時長，則表面 短暫時間內(nèi)用戶側(cè)又有了用水量需求，進(jìn)入步驟6繼而進(jìn)入步驟4正常變頻供水并返回步 驟1進(jìn)行循環(huán)判斷。關(guān)于穩(wěn)定的判定實際變頻供水設(shè)備運(yùn)行時，由于受到壓力變送器及信 號模數(shù)轉(zhuǎn)換精度和穩(wěn)定性及其他方面的影響，控制器計算得到的供水設(shè)備的出水壓力不可 能完全穩(wěn)定于某一定值，實際應(yīng)用中只需要判別兩次測得出水壓力差值在一定的范圍內(nèi)即 可。典型應(yīng)用為在出水壓力設(shè)定值為450kPa時，兩次壓力差值范圍為士2kPa即可認(rèn)為出 水壓力穩(wěn)定。上述變頻供水設(shè)備在進(jìn)入停泵模式前的系統(tǒng)穩(wěn)定時長需根據(jù)實際工程的控制 精度、供水流量、水泵功率、用水變化規(guī)律等因素而定。穩(wěn)定時間過短，會使控制系統(tǒng)進(jìn)入停 泵模式加快，但同時也易導(dǎo)致控制系統(tǒng)誤動作停泵，從而影響供水穩(wěn)定性；穩(wěn)定時間過長， 導(dǎo)致水泵耗電量增加，降低節(jié)能效果。通常采用穩(wěn)定時長為5-30min，優(yōu)選采用6-lOmin。在上述過程中，如當(dāng)前供水泵的出水壓力并不穩(wěn)定，或變頻器還沒有在最低輸出 頻率下運(yùn)行，或即使變頻功率已經(jīng)輸出最低但仍有2臺或以上供水泵同時在運(yùn)行，或當(dāng)前 出水壓力正好穩(wěn)定于所設(shè)定的出水壓力——則表明用戶側(cè)有用水量需求，系統(tǒng)控制供水泵 正常運(yùn)行于變頻供水模式。步驟6的設(shè)置，是為了在不滿足上述停泵條件后，需清空穩(wěn)定計 時器的數(shù)據(jù)，以免穩(wěn)定計時器里遺留的時間值影響下一次穩(wěn)定時長的計時，進(jìn)而保證下次 進(jìn)入停泵模式前，系統(tǒng)維持穩(wěn)定的時長能夠足夠達(dá)到設(shè)定的穩(wěn)定時間再進(jìn)入停泵模式。本發(fā)明的一種帶有PLC控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法可以滿足用水 流量變化較大、用水規(guī)律復(fù)雜、在某段時刻內(nèi)無用水量等情況，不僅用于變頻供水設(shè)備的夜 間使用，還適用于其他無用水量需求的時段停泵節(jié)能。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種帶有PLC控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1判斷當(dāng)前系統(tǒng)是否處于停泵模式，是則進(jìn)入步驟2，否則進(jìn)入步驟5； 步驟2判斷出水壓力是否穩(wěn)定，是則返回步驟1，否則進(jìn)入步驟3； 步驟3退出停泵模式，啟動供水泵，進(jìn)入步驟4； 步驟4供水泵控制程序正常運(yùn)行變頻控制模塊，返回步驟1； 步驟5判斷出水壓力是否穩(wěn)定，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟7； 步驟6清空穩(wěn)定計時器，進(jìn)入步驟4； 步驟7判斷變頻輸出的頻率是否已是所設(shè)定的最低輸出頻率，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟8； 步驟8判斷是否只有一臺供水泵在運(yùn)行，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟9； 步驟9判斷出水壓力是否高于設(shè)定壓力，否則進(jìn)入步驟6，是則進(jìn)入步驟10； 步驟10啟動穩(wěn)定計時器，并判斷是否達(dá)到穩(wěn)定時長，否則進(jìn)入步驟4，是則進(jìn)入步驟11； 步驟11暫停水泵運(yùn)行，進(jìn)入停泵模式，返回步驟1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有PLC控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法，其特征 在于所述步驟7的最低輸出頻率為15-35HZ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有PLC控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法，其特征 在于所述步驟10的穩(wěn)定時長為5 30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有PLC控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法，其特征 在于所述設(shè)定壓力為啟動停泵模式時供水泵出水壓力需達(dá)到的最低壓力。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種帶有PLC控制柜的變頻供水設(shè)備停泵節(jié)能控制方法，該方法的程序設(shè)置在控制柜的PLC中，并預(yù)設(shè)最低頻率、設(shè)定壓力、穩(wěn)定時長的值，包括若干步驟，通過這些步驟可以判斷出用戶側(cè)需水量是否滿足停泵條件，進(jìn)而繼續(xù)正常變頻供水或進(jìn)入停泵模式。本控制方法可以滿足用水流量變化較大、用水規(guī)律復(fù)雜、在某段時刻內(nèi)無用水量等情況，不僅用于變頻供水設(shè)備的夜間使用，還適用于其他無用水量需求的時段停泵節(jié)能。并且可使供水設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單化、運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)能效果明顯。
文檔編號F04B49/06GK101963148SQ201010294918
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者丁春雷, 徐衛(wèi)榮, 潘志超, 邵國春, 錢錚炫 申請人:無錫炫宇水處理設(shè)備有限公司;徐衛(wèi)榮