本實用新型涉及一種供水設備，具體地說是一種全變頻供水設備。

背景技術：

目前，現(xiàn)有的供水設備大部分采用變頻器調(diào)速，分為單變頻控制技術和多變頻控制技術兩種方式。

單變頻控制技術：多臺水泵機組共用一臺變頻器，水泵機組運行采用工頻—工頻—變頻組合方式，目前較普遍采用，因為變頻器配置少，因此價格低于其他控制方式。

不足：工頻—變頻轉(zhuǎn)換過程，供水會有短暫停頓現(xiàn)象，時間雖短，但影響不小。機組中的變頻泵和工頻泵供水有嚴重不平衡的工況，也有不在水泵效率區(qū)的工況存在，產(chǎn)生能耗的浪費。

多變頻控制技術：每臺泵配置一臺變頻器，采用PLC(或控制器)+多臺變頻器+繼電器電路，根據(jù)系統(tǒng)流量變化實現(xiàn)加泵或減泵，每臺泵采用各自連接的變頻器，采用變頻器各自的內(nèi)置PID。解決了每臺水泵啟動、停止實現(xiàn)軟啟動，有利于消除水錘，也解決了切換過程中的瞬間斷流現(xiàn)象。

不足：1、各個變頻器采用獨立的PID控制，多個PID調(diào)節(jié)在一個系統(tǒng)中同時起作用時，各PID調(diào)節(jié)之間會產(chǎn)生擾動和頻率的漂移，使各泵頻率、效率不一致，工作的泵還是有不在效率區(qū)的運行工況，這些都會產(chǎn)生能耗浪費。具體運行流程如圖1所示。

2、整套設備只有一個控制系統(tǒng)(PLC或其他控制器)而無備份，使用了大量的繼電器電路，這些都降低了整套機組的可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提供一種全變頻供水設備，該供水設備在運行的過程中，始終只有一個PID進行控制，避免了多PID同時控制的擾動和漂移問題，使各泵精確的運行在高效區(qū)，達到更理想的節(jié)能效果。

本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：

全變頻控制供水設備，包括底座、流量調(diào)節(jié)器、水泵機組和控制柜，所述的流量調(diào)節(jié)器、水泵機組和控制柜設置于所述的底座上，所述流量調(diào)節(jié)器通過主進水管與所述水泵機組相連，所述的水泵機組通過管道并聯(lián)在主進水管和主出水管之間，所述的水泵機組包括一臺主泵和一臺備份主泵，所述的主泵、備份主泵上分別設置有具有內(nèi)置PID閉環(huán)控制器的第一數(shù)字集成水泵專用變頻器，所述的第一數(shù)字集成水泵專用變頻器上設置有第一連接端口，且所述的第一連接端口之間通過RS485總線相連。

進一步地，所述的水泵機組還包括若干臺從屬泵，所述的從屬泵上設置有具有內(nèi)置PID閉環(huán)控制器的第二數(shù)字集成水泵專用變頻器，所述的第二數(shù)字集成水泵專用變頻器上設置有第二連接端口，所述的第二連接端口之間以及位于端部的從屬泵上的第二數(shù)字集成水泵專用變頻器的第二連接端口與設置于備份主泵上的第一數(shù)字集成水泵專用變頻器的第一連接端口之間通過RS485總線相連。

進一步地，所述的控制柜上設置有顯示屏，所述的顯示屏上設置有顯示屏連接端口，所述的第一數(shù)字集成水泵專用變頻器和第二數(shù)字集成水泵專用變頻器上均還設置有第三連接端口，所述的顯示屏連接端口以及第一數(shù)字集成水泵專用變頻器和第二數(shù)字集成水泵專用變頻器的第三連接端口之間通過RS485總線相連。

進一步地，所述的水泵機組與底座之間設置有防震墊。

本實用新型的有益效果是：

1、設備運行過程中，始終只有一個PID進行控制，避免了多PID同時控 制的擾動和漂移問題，使各泵精確的運行在高效區(qū)，達到更理想的節(jié)能效果。

2、所述的變頻器采用數(shù)字集成水泵專用變頻器，變頻器之間采用RS485通信，實現(xiàn)多泵協(xié)同工作與數(shù)據(jù)共享，因此控制系統(tǒng)取消了PLC、繼電器、接觸器以及復雜的控制柜配線。降低了能耗和資源消耗。

3、所述水泵機組中設置于備份主泵上的數(shù)字集成水泵專用變頻器，在設置于主泵上的數(shù)字集成水泵專用變頻器發(fā)生故障時，會自動投入運行，從而提高供水設備的可靠性。

附圖說明

圖1為多變頻控制技術的運行流程圖；

圖2為本實用新型的運行流程圖；

圖3為本實用新型的主視圖；

圖4為本實用新型的俯視圖；

圖5為各個數(shù)字集成水泵集成變頻器以及顯示屏之間RS485總線連接示意圖；

圖6為實施例二中各個數(shù)字集成水泵集成變頻器以及顯示屏之間RS485總線連接示意圖。

圖中，1-流量調(diào)節(jié)器，21-主泵，22-備份主泵，23-從屬泵，3-控制柜，4-底座，5-主進水管，6-主出水管，71-第一數(shù)字集成水泵專用變頻器，711-第一連接端口，712-第三連接端口，72-第二數(shù)字集成水泵專用變頻器，721-第二連接端口，8-防震墊，91-顯示屏連接端口，10-RS485總線。

具體實施方式

如圖3和圖4所示，所述的全變頻控制供水設備包括底座4、流量調(diào)節(jié)器1、水泵機組和控制柜3，其中所述的流量調(diào)節(jié)器1、水泵機組和控制柜3均與所述的底座4固定連接，所述的流量調(diào)節(jié)器1通過主進水管5與所述的水泵機組相連。所述的水泵機組由至少兩臺泵組成，包括一臺主泵和一臺備份 主泵，除此之外還可以設置若干臺從屬泵，但通常情況下最多為五臺泵，即一臺主泵，一臺備份主泵和三臺從屬泵。各個泵通過管道并聯(lián)在主進水管5和主出水管6之間。

作為一種具體實施方式，本實施例中，所述的水泵機組包括一臺主泵21、一臺備份主泵22和一臺從屬泵23，且所述的主泵21、備份主泵22上分別設置有具有內(nèi)置PID閉環(huán)控制器的第一數(shù)字集成水泵專用變頻器71，所述的從屬泵23上設置有內(nèi)置PID閉環(huán)控制器的第二數(shù)字集成水泵專用變頻器72，如圖5所示，所述的第一數(shù)字集成水泵專用變頻器71上設置有第一連接端口711，所述的第二數(shù)字集成水泵專用變頻器72上設置有第二連接端口721，且所述的第一連接端口711和第二連接端口721之間依次通過RS485總線10相連。作為一種具體實施方式，本實施例中采用廣州三晶電氣生產(chǎn)的PD20型數(shù)字集成水泵專用變頻器。所述的主泵21、備份主泵22和從屬泵23分別通過電源線與所述控制柜3內(nèi)的電源開關相連。由于該設計取代了傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，各個數(shù)字集成水泵專用變頻器之間采用RS485通信，因此在這里控制柜3實際上只起到電源開關柜的作用，這樣不僅實現(xiàn)多泵協(xié)同工作與數(shù)據(jù)共享，而且降低了能耗和資源消耗。

進一步地，為了使供水設備的運行情況更加直觀，方便觀察，所述的全變頻控制供水設備還包括設置于控制柜3上的顯示屏(圖中為示出)，所述的顯示屏上設置有顯示屏連接端口91，所述的第一數(shù)字集成水泵專用變頻器,7和第二數(shù)字集成水泵專用變頻器72上均設置有第三連接端口712，如圖5所示，所述的顯示屏連接端口91以及第一數(shù)字集成水泵專用變頻器71和第二數(shù)字集成水泵專用變頻器72的第三連接端口712之間通過RS485總線相連。在這里所述的第一連接端口、第二連接端口和第三連接端口僅僅是為了便于區(qū)分，其本質(zhì)上屬于相同功能的連接端口。

進一步地，為的減少設備工作時由于震動而對電器元件的影響，如圖3 所示，所述的水泵機組與底座4之間設置有防震墊8。

本實施例在工作時，如圖2所示，首先開機，然后檢測來水壓力和出水壓力，并開啟主泵21，然后根據(jù)設定的壓力值通過設置于主泵21上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的內(nèi)置PID閉環(huán)控制器控制主泵21的轉(zhuǎn)速，使之維持管網(wǎng)的壓力。當控制主泵21的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的輸出頻率達到高效區(qū)域的上限，但是此時管網(wǎng)內(nèi)的壓力卻低于設定值時，設置于主泵21上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的內(nèi)置PID閉環(huán)控制器向設置于備份主泵22上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7或設置于從屬泵23上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7發(fā)出信號,作為一種具體實施方式，本實施例中向設置于備份主泵22上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7發(fā)出信號，備份主泵22開始供水，在此過程中設置于備份主泵2上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的內(nèi)置PID閉環(huán)控制器不啟用。同理，當控制主泵21的數(shù)字集成水泵專用變頻器7和控制備份主泵22的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的輸出頻率均達到高效區(qū)域的上限，但是此時管網(wǎng)內(nèi)的壓力仍低于設定值時，設置于主泵21上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的內(nèi)置PID閉環(huán)控制器向設置于從屬泵23上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7發(fā)出信號，然后設置于從屬泵23上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7控制從屬泵23啟動進行供水。在這一過程中由于只有設置于主泵21上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的內(nèi)置PID閉環(huán)控制器處于啟用狀態(tài)，因此設置于備份主泵22上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7和設置于從屬泵23上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7會追隨設置于主泵21上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的頻率運行，從而精準調(diào)節(jié)每臺泵轉(zhuǎn)速和運行泵的數(shù)量。

由于只有設置于主泵21上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的內(nèi)置PID閉環(huán)控制器處于啟用狀態(tài)，因此當用戶用水量降低時，三臺泵的頻率會同步降低，當頻率低于高效區(qū)的下限時，設置于主泵21上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的內(nèi)置PID閉環(huán)控制器會向三臺泵中運行時間較長的一臺泵發(fā)出指令，使其 停止運行，從而在使工作泵始終運行在高效區(qū)的同時使各泵的運行時間均衡。

當作為設置于主泵21上的數(shù)字集成水泵專用變頻器發(fā)7生故障時，設置于備份主泵22上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7檢測不到從設置于主泵21上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的內(nèi)置PID閉環(huán)控制器發(fā)出的信號，設置于所述的備份主泵22上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的內(nèi)置PID閉環(huán)控制器會啟用。運行時，設置于所述從屬泵23上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7會追隨設置于備份主泵22上的數(shù)字集成水泵專用變頻器7的頻率運行，使運行的水泵始終在高效區(qū)運行，也保證了設備的可靠運行。

實施例二：

所述的水泵機組包括一臺主泵、一臺備份主泵和兩臺從屬泵，且所述的各個數(shù)字集成水泵集成變頻器以及顯示屏之間RS485總線連接示意圖如圖6所示，其余結構同實施例一。