專利名稱：恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制方法及控制回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)變頻控制領(lǐng)域，特別涉及一種恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制方法及控制回路。
背景技術(shù)：
目前為了達(dá)到恒壓供水的目的，對(duì)于供水裝置中有兩臺(tái)給水泵的情況下，一般要對(duì)兩臺(tái)給水泵進(jìn)行變頻或工頻控制，尤其是供水壓力需要隨時(shí)變化時(shí)，由于水泵電機(jī)功率只有15KW，即使兩臺(tái)水泵同時(shí)工頻運(yùn)行，水壓也不會(huì)超過0.1MPa，水壓很低，要實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)恒壓控制必然要求提高控制精度。供水系統(tǒng)是一個(gè)非線性、大慣性的系統(tǒng)，當(dāng)壓力波動(dòng)較大時(shí)，需要加快響應(yīng)，應(yīng)采用模糊控制；當(dāng)壓力范圍較小時(shí)，應(yīng)用PID控制來保持靜態(tài)精度，這時(shí)采用PLC控制較為方便，但是這種技術(shù)方案存在的不足之處是價(jià)格昂貴，成本太高，而且接線非常繁瑣，維護(hù)麻煩。目前市場(chǎng)上的多泵控制器具有以下功能:〇I具有壓力測(cè)量值防抖動(dòng)補(bǔ)償控制功能；2〇參數(shù)調(diào)整和設(shè)定具有密碼鎖定及保護(hù)功能；3〇采用人工智能模糊控制算法，設(shè)定參數(shù)少，控制精度高，內(nèi)帶看門狗電路，采用數(shù)字濾波及多項(xiàng)抗干擾措施，防止軟 件跑飛；〇4可接無源遠(yuǎn)傳壓力表、有源電壓及電流型壓力變送器；5〇具有壓力傳感器零點(diǎn)和滿度補(bǔ)償功能；6〇具有缺水自動(dòng)檢測(cè)保護(hù)功能和外部輸入停機(jī)保護(hù)功能；〇7具有小流量水泵睡眠控制功能；〇8具有手操器功能，可手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓來控制變頻器的頻率；9〇具有定時(shí)換泵功能。其不足之處是沒有恒壓供水的軟啟動(dòng)功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制方法及控制回路，針對(duì)400V電壓以下電路，借助遠(yuǎn)傳壓力表和多泵控制器，對(duì)兩臺(tái)給水泵的電機(jī)進(jìn)行工頻、變頻循環(huán)控制，滿足恒壓供水的軟啟動(dòng)控制要求，使主管道水壓力保持恒定狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制方法，在水泵一和水泵二的控制回路中，由多泵控制器根據(jù)管網(wǎng)上的遠(yuǎn)傳壓力表的壓力信號(hào)，使兩個(gè)水泵分別在工頻控制模式與變頻控制模式之間切換，使管網(wǎng)壓力在設(shè)定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)，其具體控制步驟如下:I)供水開始時(shí)，由變頻器控制水泵一投入工作，水泵二為停止?fàn)顟B(tài)，多泵控制器采用模糊控制技術(shù)，使水泵一的轉(zhuǎn)速與管網(wǎng)壓力匹配；2)正常供水過程中，多泵控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)遠(yuǎn)傳壓力表的模擬信號(hào)并采用PID控制技術(shù)控制水泵一的轉(zhuǎn)速，當(dāng)用水量大，水泵一的工作頻率達(dá)到50Hz，管網(wǎng)壓力仍無法達(dá)到下限設(shè)定值時(shí)，將水泵一轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，啟動(dòng)水泵二進(jìn)入變頻運(yùn)行；3)雙泵供水過程中，隨用水量減少，管網(wǎng)壓力高于設(shè)定值二時(shí)，多泵控制器根據(jù)上限設(shè)定值控制變頻器降低水泵二的轉(zhuǎn)速，當(dāng)水泵二的頻率降至0Hz，管網(wǎng)壓力仍高于上限設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉工頻控制的水泵一，水泵二依據(jù)PID技術(shù)變頻控制。所述多泵控制器可在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)換兩個(gè)水泵的工頻與變頻工作模式。上述方法采用的恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制回路，包括供電回路和低壓控制回路，供電回路中，水泵一 Ml與三相電源之間依次經(jīng)熱過載繼電器FRl和接觸器KM2相連，水泵一 Ml和變頻器之間通過接觸器KMl相連；水泵二 M2與三相電源之間依次經(jīng)熱過載繼電器FR2和接觸器KM4相連，水泵二 M2和變頻器之間通過接觸器KM3相連；低壓控制回路中，變頻器的輸入端0P6、CM、ANU GND分別與多泵控制器的輸出端FDW、CM1、D/A、CM2對(duì)應(yīng)相相連，多泵控制器的壓力信號(hào)輸入端V+、IN、GND與遠(yuǎn)傳壓力表對(duì)應(yīng)連接；多泵控制器的輸出端B1、GU B2和G2分別對(duì)應(yīng)控制接觸器KM1、接觸器KM2、接觸器KM3和接觸器KM4，其中:接觸器KMl所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KM2和KM3的常閉觸點(diǎn)，接觸器KM2所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KMl和熱過載繼電器FRl的常閉觸點(diǎn)，接觸器KM3所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KMl和接觸器KM4的常閉觸點(diǎn)，接觸器KM4所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KM3和熱過載繼電器FR2的常閉觸點(diǎn)。所述多泵控制器的型號(hào)是歐瑞FPC60。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過多泵控制器采集遠(yuǎn)傳壓力表反饋的管網(wǎng)壓力模擬信號(hào)，控制變頻器輸出，對(duì)兩個(gè)水泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工頻、變頻循環(huán)控制，使管網(wǎng)壓力保持正常穩(wěn)定供水狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明恒壓循環(huán)供水系統(tǒng)實(shí)施例布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明恒壓循環(huán)供水系統(tǒng)控制回路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1_水源2-水泵一 3-閥門一 4-遠(yuǎn)傳壓力表5-用戶水閥6_水泵二 7_閥門二 8-供水管線9-多泵控制器10-變頻器
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明:見圖1，是本發(fā)明一種恒壓循環(huán)供水系統(tǒng)實(shí)施例布置結(jié)構(gòu)示意圖，水源I內(nèi)設(shè)有水泵一 2和水泵二 6，水泵一 2與供水管線8之間設(shè)有閥門一 3，水泵二 6與供水管線8之間設(shè)有閥門二 7，供水管線8的遠(yuǎn)端設(shè)用戶水閥5，供水管線8上設(shè)有遠(yuǎn)傳壓力表4，遠(yuǎn)傳壓力表4通過多泵控制器9與變頻器10相連，變頻器10分別控制水泵一 2和水泵二 6的三相交流異步電機(jī)。見圖2，是本發(fā)明恒壓循環(huán)供水系統(tǒng)控制回路結(jié)構(gòu)示意圖，包括供電回路和低壓控制回路，供電回路中，水泵一 Ml與三相電源之間依次經(jīng)熱過載繼電器FRl和接觸器KM2相連，水泵一 Ml和變頻器之間通過接觸器KMl相連；水泵二 M2與三相電源之間依次經(jīng)熱過載繼電器FR2和接觸器KM4相連，水泵二 M2和變頻器之間通過接觸器KM3相連；
低壓控制回路中，變頻器的輸入端0P6、CM、ANU GND分別與多泵控制器的輸出端FDW、CM1、D/A、CM2對(duì)應(yīng)相相連，多泵控制器的壓力信號(hào)輸入端V+、IN、GND與遠(yuǎn)傳壓力表對(duì)應(yīng)連接；多泵控制器的輸出端B1、G1、B2和G2分別對(duì)應(yīng)控制接觸器KM1、接觸器KM2、接觸器KM3和接觸器KM4，只要分別控制接觸器KM1、KM2、KM3、KM4，就可實(shí)現(xiàn)電機(jī)Ml和電機(jī)M2在工頻控制和變頻控制模式之間的切換，其中:接觸器KMl所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KM2和KM3的常閉觸點(diǎn)，接觸器KM2所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KMl和熱過載繼電器FRl的常閉觸點(diǎn)，接觸器KM3所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KMl和接觸器KM4的常閉觸點(diǎn)，接觸器KM4所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KM3和熱過載繼電器FR2的常閉觸點(diǎn)，這樣可防止KMl與KM2、KM3與KM4同時(shí)動(dòng)作時(shí)損壞變頻器，在KMl與KM2之間、KM3與KM4之間設(shè)置了互鎖；同時(shí)可防止一臺(tái)變頻器同時(shí)帶動(dòng)兩臺(tái)水泵變頻運(yùn)行，在KMl與KM3之間也設(shè)置了互鎖。多泵控制器的型號(hào)是歐瑞FPC60。系統(tǒng)工作時(shí)，合上三相電源上的斷路器QF1、QF2后，控制電源指示燈HLl亮。斷開停機(jī)信號(hào)輸入開關(guān)SAl使多泵控制器的接線端子DI2與CM2斷開，多泵控制器通過其接線端子FWD、CMl對(duì)變頻器進(jìn)行起?？刂?，通過接線端子D/A、CM2對(duì)變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。設(shè)定多泵控制器為兩泵循環(huán)軟啟動(dòng)控制模式。在此工作模式下，系統(tǒng)定義輸出端BI和B2分別為兩臺(tái)水泵變頻工作端子，輸出端Gl和G2分別為兩臺(tái)水泵工頻工作端子。此模式下系統(tǒng)上電工作時(shí)，先接通輸出端BI，啟動(dòng)水泵一 Ml變頻工作。本發(fā)明恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制方法，是在水泵一和水泵二的控制回路中，由多泵控制器根據(jù)管網(wǎng)上的遠(yuǎn)傳壓力表的壓力信號(hào)，使兩個(gè)水泵分別在工頻控制模式與變頻控制模式之間切換，使管網(wǎng)壓力在設(shè)定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)，其具體控制步驟如下:I)當(dāng)用戶水閥開度較小(用水量較少)時(shí)，變頻器采用模糊控制技術(shù)對(duì)水泵一 Ml進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，保持系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定；2)如果用戶水閥開度較大(用水量大)，而遠(yuǎn)傳壓力表在管網(wǎng)端測(cè)得的水壓偏小，達(dá)不到系統(tǒng)壓力下限設(shè)定值時(shí)，則變頻器輸出頻率升高，當(dāng)水泵一 Ml工作頻率升高到50Hz時(shí)，為了克服水的非線性及大慣性特點(diǎn)，延時(shí)5秒，如果測(cè)量壓力值仍然達(dá)不到系統(tǒng)壓力下限設(shè)定值時(shí)，多泵控制器則將輸出端BI斷開，接通輸出端G1，將水泵一 Ml由變頻狀態(tài)轉(zhuǎn)換為工頻工作狀態(tài)，關(guān)斷變頻器，延時(shí)3秒，然后接通多泵控制器輸出端B2，將變頻器切換到水泵二M2，水泵二M2啟動(dòng)進(jìn)行變頻工作，供水系統(tǒng)依靠調(diào)節(jié)水泵二M2的工作頻率來穩(wěn)定系統(tǒng)壓力，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)工頻、一臺(tái)變頻的雙泵運(yùn)行；3)當(dāng)用戶用水量減少，管網(wǎng)壓力高于上限設(shè)定值時(shí)，變頻器的輸出頻率會(huì)下降，當(dāng)水泵二 M2工作頻率下降至OHz時(shí)，延時(shí)6秒，如遠(yuǎn)傳壓力表在管網(wǎng)端測(cè)得的水壓仍然超過系統(tǒng)上限設(shè)定值，多泵控制器將輸出端Gl斷開，關(guān)閉工頻的水泵一 M1，變頻器控制水泵二M2，直至滿足管網(wǎng)壓力。為了避免某個(gè)水泵長(zhǎng)期處于工頻運(yùn)行狀態(tài)，多泵控制器可在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)換兩個(gè)水泵的工頻與變頻工作模式。停機(jī)時(shí)，閉合開關(guān)SAl超過2秒鐘后，多泵控制器所有輸出都關(guān)閉。控制回路中的變頻器接線、低壓元件、多泵控制器接線分別見表1、表2、表3。表I變頻器接線端子定義說明
權(quán)利要求
1.恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制方法，其特征在于，在水泵一和水泵二的控制回路中，由多泵控制器根據(jù)管網(wǎng)上的遠(yuǎn)傳壓力表的壓力信號(hào)，使兩個(gè)水泵分別在工頻控制模式與變頻控制模式之間切換，使管網(wǎng)壓力在設(shè)定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)，其具體控制步驟如下: 1)供水開始時(shí)，由變頻器控制水泵一投入工作，水泵二為停止?fàn)顟B(tài)，多泵控制器采用模糊控制技術(shù)，使水泵一的轉(zhuǎn)速與管網(wǎng)壓力匹配； 2)正常供水過程中，多泵控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)遠(yuǎn)傳壓力表的模擬信號(hào)并采用PID控制技術(shù)控制水泵一的轉(zhuǎn)速，當(dāng)用水量大，水泵一的工作頻率達(dá)到50Hz，管網(wǎng)壓力仍無法達(dá)到下限設(shè)定值時(shí)，將水泵一轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，啟動(dòng)水泵二進(jìn)入變頻運(yùn)行； 3)雙泵供水過程中，隨用水量減少，管網(wǎng)壓力高于上限設(shè)定值時(shí)，多泵控制器根據(jù)上限設(shè)定值控制變頻器降低水泵二的轉(zhuǎn)速，當(dāng)水泵二的頻率降至0Hz，管網(wǎng)壓力仍高于上限設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉工頻控制的水泵一，水泵二依據(jù)PID技術(shù)變頻控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制方法，其特征在于，所述多泵控制器可在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)換兩個(gè)水泵的工頻與變頻工作模式。
3.權(quán)利要求1或2方法采用的恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制回路，其特征在于，包括供電回路和低壓控制回路，供電回路中，水泵一 Ml與三相電源之間依次經(jīng)熱過載繼電器FRl和接觸器KM2相連，水泵一 Ml和變頻器之間通過接觸器KMl相連；水泵二 M2與三相電源之間依次經(jīng)熱過載繼電器FR2和接觸器KM4相連，水泵二 M2和變頻器之間通過接觸器KM3相連； 低壓控制回路中，變頻器的輸入端0P6、CM、ANUGND分別與多泵控制器的輸出端FDW、CM1、D/A、CM2對(duì)應(yīng)相相連，多泵控制器的壓力信號(hào)輸入端V+、IN、GND與遠(yuǎn)傳壓力表對(duì)應(yīng)連接；多泵控制器的輸出端B1、G1、B2和G2分別對(duì)應(yīng)控制接觸器KMl、接觸器KM2、接觸器KM3和接觸器KM4，其中:接觸器KMl所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KM2和KM3的常閉觸點(diǎn)，接觸器KM2所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KMl和熱過載繼電器FRl的常閉觸點(diǎn)，接觸器KM3所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KMl和接觸器KM4的常閉觸點(diǎn)，接觸器KM4所在控制回路中串聯(lián)有接觸器KM3和熱過載繼電器FR2的常閉觸點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制回路，其特征在于，所述多泵控制器的型號(hào)是歐瑞FPC60。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)變頻控制領(lǐng)域，特別涉及一種恒壓循環(huán)供水的變頻軟啟動(dòng)控制方法及控制回路，其特征在于，在水泵一和水泵二的控制回路中，由多泵控制器根據(jù)管網(wǎng)上的遠(yuǎn)傳壓力表的壓力信號(hào)，使兩個(gè)水泵分別在工頻控制模式與變頻控制模式之間切換，使管網(wǎng)壓力在設(shè)定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)。所述多泵控制器可在設(shè)定時(shí)間間隔內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)換兩個(gè)水泵的工頻與變頻工作模式。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過多泵控制器采集遠(yuǎn)傳壓力表反饋的管網(wǎng)壓力模擬信號(hào)，控制變頻器輸出，對(duì)兩個(gè)水泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工頻、變頻循環(huán)控制，使管網(wǎng)壓力保持正常穩(wěn)定供水狀態(tài)。
文檔編號(hào)E03B11/16GK103174197SQ20131010928
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月31日
發(fā)明者管浩然, 崔麗, 卑桂福 申請(qǐng)人:遼寧華冶集團(tuán)發(fā)展有限公司