本發(fā)明屬于建筑供排水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

城市管網(wǎng)的供水壓一般只能保證6層以下樓房的用水，6層以上均需提升水壓才能滿足用水需求。以前大多采用傳統(tǒng)的水塔、水箱等設(shè)備，通過水泵提升水量至高出實(shí)際用水的高度，增大了水泵的功率和能量損耗，而且設(shè)備占地廣、投資較大，已經(jīng)越來越不能滿足現(xiàn)代化的供水需求。

現(xiàn)有技術(shù)中常通過變頻水泵來實(shí)現(xiàn)水壓的調(diào)節(jié)，每個(gè)水泵均利用變頻控制器來改變水泵的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)水泵的流量和壓力，變頻控制器上一般都有閉環(huán)控制功能，可以根據(jù)壓力信號(hào)自動(dòng)控制運(yùn)行，達(dá)到恒壓供水的一種供排水設(shè)備。全變頻控制技術(shù)以三臺(tái)工作泵作為參照系統(tǒng)，目的是使所有水泵運(yùn)行都在效率區(qū)。然而，每個(gè)均配備變頻控制器增大了供水系統(tǒng)的成本，且控制較為復(fù)雜。

因此，鑒于上述問題有必要提供一種基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)及其控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)及其控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：

一種基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

水泵機(jī)組，包括至少一個(gè)變頻水泵以及至少一個(gè)工頻水泵，所述變頻水泵上連接有變頻控制器；

壓力檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)用戶管網(wǎng)內(nèi)的水壓；

PLC控制單元，用于根據(jù)壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)到的水壓控制水泵機(jī)組的運(yùn)行方式。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PLC控制單元包括：

A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將檢測(cè)到的水壓模擬量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

PID計(jì)算模塊，用于對(duì)檢測(cè)到的水壓與預(yù)設(shè)水壓閾值的差值進(jìn)行PID計(jì)算；

D/A轉(zhuǎn)換模塊，用于將PID計(jì)算后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為水泵機(jī)組的控制信號(hào)，控制水泵機(jī)組的運(yùn)行方式。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PLC控制單元用于控制水泵機(jī)組中變頻水泵及工頻水泵的工作狀態(tài)、和/或變頻水泵的工作頻率。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水泵機(jī)組包括兩個(gè)變頻水泵及一個(gè)工頻水泵。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變頻控制器的功率大于變頻水泵的功率。

本發(fā)明另一實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：

一種基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法包括：

S1、壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)用戶管網(wǎng)內(nèi)的水壓；

S2、判斷壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)到的水壓是否達(dá)到預(yù)設(shè)水壓閾值，若是，維持當(dāng)前水泵機(jī)組的運(yùn)行方式，若否，改變水泵機(jī)組的運(yùn)行方式以改變用戶管網(wǎng)內(nèi)的水壓；

S3、重復(fù)執(zhí)行步驟S2，直至用戶管網(wǎng)內(nèi)的水壓達(dá)到預(yù)設(shè)水壓閾值。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2中改變水泵機(jī)組的運(yùn)行方式包括：

改變變頻水泵和工頻水泵的運(yùn)行數(shù)量；

改變變頻水泵的運(yùn)行頻率。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2包括：

將壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)到的水壓模擬量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

將檢測(cè)到的水壓與預(yù)設(shè)水壓閾值進(jìn)行比較，得到兩者的差值，并將兩者的差值進(jìn)行PID計(jì)算，得到計(jì)算后的數(shù)字信號(hào)；

將PID計(jì)算后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為水泵機(jī)組的控制信號(hào)，控制水泵機(jī)組的運(yùn)行方式。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水泵機(jī)組包括兩個(gè)變頻水泵及一個(gè)工頻水泵。

本發(fā)明的有益效果是：

不同于全變頻(變頻-變頻-變頻)的控制方式，本發(fā)明采用工頻-變頻-工頻的控制方式，比全變頻供水系統(tǒng)相比省掉若干變頻控制器，同樣能使水泵機(jī)組運(yùn)行處于效率區(qū)，達(dá)到節(jié)能效果；

通過PLC進(jìn)行控制，簡單方便，能夠?qū)崿F(xiàn)水泵的無級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)的模塊示意圖；

圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中PLC控制單元的模塊示意圖；

圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)的控制方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖所示的具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

參圖1所示，本發(fā)明一具體實(shí)施方式中的一種基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)，具體包括：

水泵機(jī)組10，包括至少一個(gè)變頻水泵11以及至少一個(gè)工頻水泵12，變頻水泵上連接有變頻控制器13，優(yōu)選地，本實(shí)施方式中以兩個(gè)工頻水泵、一個(gè)變頻水泵為例進(jìn)行說明；

壓力檢測(cè)裝置20，用于檢測(cè)用戶管網(wǎng)內(nèi)的水壓，壓力檢測(cè)裝置可以為壓力傳感器或壓力變送器；

PLC控制單元30，用于根據(jù)壓力檢測(cè)裝置20檢測(cè)到的水壓控制水泵機(jī)組10的運(yùn)行方式。

具體地，參圖2所示，本實(shí)施方式中的PLC控制單元30包括：

A/D轉(zhuǎn)換模塊31，用于將檢測(cè)到的水壓模擬量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

PID計(jì)算模塊32，用于對(duì)檢測(cè)到的水壓與預(yù)設(shè)水壓閾值的差值進(jìn)行PID計(jì)算；

D/A轉(zhuǎn)換模塊33，用于將PID計(jì)算后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為水泵機(jī)組的控制信號(hào)，控制水泵機(jī)組的運(yùn)行方式。

PLC控制單元30用于控制水泵機(jī)組10中變頻水泵11及工頻水泵12的工作狀態(tài)、和/或變頻水泵11的工作頻率。

本實(shí)施方式中的變頻水泵11是由變頻控制器13控制、可以進(jìn)行變頻調(diào)整的水泵，用以根據(jù)用水量的變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定；工頻水泵12只運(yùn)行于啟、停兩種工作狀態(tài)，用以在用水量很大(變頻水泵達(dá)到工頻運(yùn)行狀態(tài)都無法滿足用水要求時(shí))的情況下投入工作。

在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測(cè)用戶管網(wǎng)內(nèi)的水壓。管網(wǎng)水壓信號(hào)反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號(hào)。此信號(hào)是模擬信號(hào)，讀入PLC控制單元30時(shí)，需進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。另外為加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，還需對(duì)供水的上限壓力和下限壓力用電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果可以送給PLC控制單元30，作為數(shù)字量輸入。

恒壓供水系統(tǒng)通過安裝在用戶供水管道上的壓力檢測(cè)裝置20實(shí)時(shí)地測(cè)量參考點(diǎn)的水壓，檢測(cè)管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為4～20mA的電信號(hào)，此檢測(cè)信號(hào)是實(shí)現(xiàn)恒壓供水的關(guān)鍵參數(shù)。由于電信號(hào)為模擬量，故必須通過PLC控制單元30的A/D轉(zhuǎn)換模塊31才能讀入并與設(shè)定值進(jìn)行比較，將比較后的偏差值通過PID計(jì)算模塊32進(jìn)行PID運(yùn)算，再將運(yùn)算后的數(shù)字信號(hào)通過D/A轉(zhuǎn)換模塊33轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)作為變頻控制器的輸入信號(hào)，控制變頻控制器的輸出頻率，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制水泵的供水流量，最終使用戶供水管道上的壓力恒定，實(shí)現(xiàn)工頻-變頻-工頻的恒壓供水。

另外，為了保證供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，變頻控制器13的功率需大于變頻水泵11的功率，而不能小于或等于變頻水泵11的功率。

相應(yīng)地，參圖3所示，一種基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)的控制方法，具體包括：

S1、壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)用戶管網(wǎng)內(nèi)的水壓；

S2、判斷壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)到的水壓是否達(dá)到預(yù)設(shè)水壓閾值，若是，維持當(dāng)前水泵機(jī)組的運(yùn)行方式，若否，改變水泵機(jī)組的運(yùn)行方式以改變用戶管網(wǎng)內(nèi)的水壓；

S3、重復(fù)執(zhí)行步驟S2，直至用戶管網(wǎng)內(nèi)的水壓達(dá)到預(yù)設(shè)水壓閾值。

步驟S2通過PLC控制單元進(jìn)行控制，具體控制方法包括：

將壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)到的水壓模擬量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

將檢測(cè)到的水壓與預(yù)設(shè)水壓閾值進(jìn)行比較，得到兩者的差值，并將兩者的差值進(jìn)行PID計(jì)算，得到計(jì)算后的數(shù)字信號(hào)；

將PID計(jì)算后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為水泵機(jī)組的控制信號(hào)，控制水泵機(jī)組的運(yùn)行方式。

具體地，步驟S2中改變水泵機(jī)組的運(yùn)行方式包括：

改變變頻水泵和工頻水泵的運(yùn)行數(shù)量；

改變變頻水泵的運(yùn)行頻率。

由以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

不同于全變頻(變頻-變頻-變頻)的控制方式，本發(fā)明采用工頻-變頻-工頻的控制方式，比全變頻供水系統(tǒng)相比省掉若干變頻控制器，同樣能使水泵機(jī)組運(yùn)行處于效率區(qū)，達(dá)到節(jié)能效果；

通過PLC進(jìn)行控制，簡單方便，能夠?qū)崿F(xiàn)水泵的無級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。