[發明專利]一種供水系統

在審

• 申請號: 201410646372.1
• 申請日: 2014-11-15
• 公開（公告）號: CN105649145A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 田佳聰
• 申請（專利權）人: 田佳聰
• 主分類號: E03B11/16
• 分類號: E03B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電學技術領域，尤其涉及一種供水系統。

背景技術

日常的居民生活用水量隨季節和晝夜等時間段的不同而有很大差異,因而經常出現供水和用水不平衡。傳統的解決方法是采用高位水箱、水塔等進行蓄水加壓。但這些方法占地面積大、投資高且水壓不穩定。

發明內容

本發明就是針對上述問題，提供一種占地小、投資少且水壓穩定的一種供水系統。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括控制器、工頻變頻切換電路、變頻控制器、變頻器、穩壓器、比較器、保護系統、紅外傳感器、執行機構和水泵電機組，其特征在于：控制器連接變頻控制器、穩壓器、保護系統、執行機構和工頻變頻切換電路，工頻變頻切換電路連接水泵電機組，保護系統連接紅外傳感器，保護系統通過控制器的輸出信號控制工頻變頻切換電路進行工變頻轉換從而控制水泵電機組。

作為另一種優選方案，所述的穩壓器連接比較器。

作為又一種優選方案，所述的保護系統連接紅外傳感器。

作為又一種優選方案，所述的變頻控制器連接變頻器。

本發明有益效果。

本發明用較小的投資和開發周期實現了PLC模糊控制器控制的變頻調速恒壓供水，提高了供水質量，系統在恒壓狀態下運行時，設定值可從0.02～0.6Mpa內任意設定，誤差小于±0.01Mpa，壓力從0～0.6Mpa的響應時間為2min38s。該系統性能穩定,故障率極低,而且操作容易,節能效果十分明顯。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。本發明保護范圍不僅局限于以下內容的表述。

圖1是本發明原理框圖。

具體實施方式

如圖所示，本發明包括控制器、工頻變頻切換電路、變頻控制器、變頻器、穩壓器、比較器、保護系統、紅外傳感器、執行機構和水泵電機組，其特征在于：控制器連接變頻控制器、穩壓器、保護系統、執行機構和工頻變頻切換電路，工頻變頻切換電路連接水泵電機組，保護系統連接紅外傳感器，保護系統通過控制器的輸出信號控制工頻變頻切換電路進行工變頻轉換從而控制水泵電機組。

作為另一種優選方案，所述的穩壓器連接比較器。

作為又一種優選方案，所述的保護系統連接紅外傳感器。

作為又一種優選方案，所述的變頻控制器連接變頻器。

變頻調速恒壓供水系統采用一臺變頻器拖動3臺水泵電機的啟動、運行與調速。樣網管壓力信號送到PLC，將實際壓力值與設定水壓值進行比較，通過模糊推理運算，由PLC輸出控制信號到變頻器；變頻器則根據來自PLC控制器的輸入信號來調節水泵電機的供電電壓和頻率，自動調節出水量。當用戶用水量增加時，PLC控制器控制變頻器，使水泵電機的電壓和頻率加大，水泵電機轉速升高，出水量增加；當用戶用水量減少時，PLC控制器控制變頻器，使水泵電機的電壓和頻率減小，水泵電機轉速降低，出水量減小。當用水流量小于一臺泵在工頻恒壓條件下的流量，由一臺變頻泵調速恒壓供水；當用水流量增大，變頻泵的轉速自動上升；當變頻泵的轉速上升到工頻轉速，用水流量進一步增大，由變頻供水控制器控制把該臺水泵切換到由工頻電網直接供電。變頻器則另外啟動一臺并聯泵投入工作。隨用水流量增大，其余各并聯泵均按上述相同的方式軟啟動投入；當用水流量減少，各并聯工頻泵按次序關泵超出。自動控制時給水泵的啟動順序為,先啟動功率大的給水泵,再啟動功率小的給水泵；給水泵的停止順序為,先停功率小的給水泵,再停功率大的給水泵。

給水廠要保持水壓穩定在一定范圍內，但城市用水量是一個變化的值，一般來說白天用水量大，晚上用水量小。為了保證供水量波動時水壓恒定，可以通過壓力傳感器采率為輸入量，經模糊控制器輸出，控制變頻器輸出頻率，進而控制水泵電機的轉速。

該系統主要由上位計算機和S7-200(配有CPU224)PLC一臺及EM235模擬量混合模塊、變頻器組成。變頻器選用ABB公司的ACS500系列變頻器,此系列變頻器能充分利用變頻器內部CPU的資源。當PLC控制變頻器啟動后壓力變頻器檢測出管網壓力為4～20mA模擬電流信號,送入PLC的模擬量擴展模塊EM235的AIW0作為實際壓力值。PLC接收到壓力信號之后與給定壓力信號進行比較，然后通過模糊推理運算,計算出控制量由EM235的AQW0輸出幅值為0～5V的電壓信號給變頻器，控制水泵調速運行(2)。現場水位到PLC控制器的輸入信號或由PLC控制器到配電部分的控制信號，均經過光電耦合電路進行隔離，以提高系統的抗干擾能力(2)。

由于供水系統的管網多變量，相互之間交叉耦合，而且水泵特性存在著非線性，所以很難建立精確的數學模型。采用工程上PID算法整定參數較難。對于難以確定數學模型和水壓精度要求一般的系統，采用模糊控制算法是一種實用有效的方法(1)。在此系統中，輸入變量為母管供水壓力，采用二維模糊控制器，誤差和誤差變化PLC的內存里,將量化因子Ke、Kec、Ku置入PLC模糊控制查詢，求得模糊輸出量，再乘以輸出量化因子即可得實際輸出量,來調節變頻器的輸出頻率,以改變電動機轉速達到控制水壓的目的。