專利名稱：用微機(jī)控制變?nèi)萘孔儔毫┧到y(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用微機(jī)控制變?nèi)萘?、變壓力供水系統(tǒng)的方法。
眾所周知，高層建筑的用水量每日每時(shí)都在變化著，白天的用水量高于夜間，節(jié)假日的用水量高于平時(shí)，只有根據(jù)不同時(shí)間所需的不同用水量不斷調(diào)整水泵的供水量，才能達(dá)到既滿足用戶需求，又節(jié)約能源的目的。目前，較為先進(jìn)的方法是在微計(jì)算機(jī)的控制下，采用變頻器調(diào)整電機(jī)帶泵的轉(zhuǎn)數(shù)，達(dá)到在不同的供水需求下維持供水系統(tǒng)恒壓力供水。這種方法能使水壓穩(wěn)定，同時(shí)節(jié)省能源。但變頻器成本高，線路復(fù)雜，接點(diǎn)多，事故率也多；電機(jī)若在低頻、低轉(zhuǎn)數(shù)下工作，損耗將增大；同時(shí)變頻器的波形會(huì)對(duì)通訊設(shè)備、電視、計(jì)算機(jī)等電器設(shè)備產(chǎn)生干擾，形成電磁環(huán)境污染。
本發(fā)明的目的是提供一種用微機(jī)控制變?nèi)萘勘媒M，在允許的水壓波動(dòng)范圍內(nèi)，變壓力向系統(tǒng)供水的方法。它可以根據(jù)管路水壓的變化，在容量不相等的一組水泵中，選擇與用水量相適應(yīng)的一臺(tái)或數(shù)臺(tái)水泵向系統(tǒng)供水。
本發(fā)明是對(duì)包括有變?nèi)萘勘媒M、管道閥門(mén)網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)壓裝置、信號(hào)檢測(cè)裝置、微計(jì)算機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)所組成的供水系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制的方法，它將變?nèi)萘勘媒M中泵的開(kāi)啟、關(guān)閉狀態(tài)組合成總共2n種運(yùn)行狀態(tài)(n為一組泵的臺(tái)數(shù))，根據(jù)泵的容量，每種狀態(tài)對(duì)應(yīng)著一種供水量，則該系統(tǒng)總計(jì)有2n種供水量。安裝在管道上的兩塊電接點(diǎn)壓力表將采集到的壓力值形成對(duì)比式壓力信號(hào)輸入微機(jī)，由微機(jī)運(yùn)算產(chǎn)生微分條件和積分條件作為硬件控制的判斷條件，再根據(jù)這些條件發(fā)出控制命令，選擇并確定泵組的運(yùn)行狀態(tài)。其控制步驟是啟動(dòng)系統(tǒng)工作并進(jìn)入來(lái)電沖擊程序段，來(lái)電沖擊程序段結(jié)束后，進(jìn)入低流量運(yùn)行程序段，最小容量泵啟動(dòng)；取壓力值進(jìn)行計(jì)算判斷壓力上升是否滿足積分條件，若滿足則進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段，若不滿足則到壓力值達(dá)到最高峰值時(shí)最小容量泵關(guān)閉；若是最小容量泵關(guān)閉，繼續(xù)取壓力值進(jìn)行計(jì)算判斷壓力下降是否滿足微分條件，若滿足則進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段，否則進(jìn)入低流量運(yùn)行程序段；若是進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段，最小容量泵啟動(dòng)，則取壓力值進(jìn)行運(yùn)算判斷壓力上升是否滿足微分條件，若滿足則進(jìn)入正常用水量程序段，否則次小容量泵啟動(dòng)；依次進(jìn)行下去，壓力上升滿足微分條件則進(jìn)入正常用水量程序段，否則下一級(jí)泵啟動(dòng)，直至全部泵均啟動(dòng)為止；進(jìn)入正常用水量程序段后，納入實(shí)時(shí)控制條件，定時(shí)取壓力值進(jìn)行運(yùn)算，依照“狀態(tài)表”進(jìn)行狀態(tài)微調(diào)；同時(shí)判斷壓力上升是否滿足微分條件，若滿足則按先關(guān)閉最小容量泵，再關(guān)閉次小容量泵……的順序快速返回，否則仍按正常用水量程序執(zhí)行；快速返回后判斷微分條件是否消失，若消失則按正常用水量程序執(zhí)行，否則繼續(xù)快速返回，直至全部泵關(guān)閉，再返回到低流量運(yùn)行程序段。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是取消變頻調(diào)速器可使系統(tǒng)成本大幅度下降，系統(tǒng)工作時(shí)沒(méi)有諧波干擾；電機(jī)在工頻、額定電壓下工作，減少了因頻率電壓變化引起的電機(jī)自身?yè)p耗；采用的工業(yè)微機(jī)在工業(yè)環(huán)境中抗干擾能力強(qiáng)，免維護(hù)周期長(zhǎng)，容易掌握，便于在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試維修，運(yùn)行可靠；不僅可用于生活供水，也可用于消防供水。


圖1是本發(fā)明的一種供水系統(tǒng)示意圖。
圖2是本發(fā)明的軟件系統(tǒng)流程圖。
實(shí)施例參見(jiàn)圖1、2，微機(jī)控制變?nèi)萘孔儔毫┧到y(tǒng)包括變?nèi)萘勘媒M、管道閥門(mén)網(wǎng)絡(luò)4、穩(wěn)壓裝置9、電接點(diǎn)壓力表10和11、微計(jì)算機(jī)12，變?nèi)萘勘媒M由泵5、6和7組成，其容量分別為6m3/h、12m3/h和24m3/h，微計(jì)算機(jī)12采用工業(yè)微機(jī)omron，電接點(diǎn)壓力表10和11接在穩(wěn)壓裝置9上，壓力表10的上限壓力P4＝5MPa，下限壓力P1＝2.5MPa，壓力表11的上限壓力P3＝4MPa，下限動(dòng)P2＝3.2MPa。三臺(tái)變?nèi)萘勘?、6和7可提供23即8種運(yùn)行狀態(tài)，其8種運(yùn)行狀態(tài)(設(shè)停止為0，運(yùn)行為1)及對(duì)應(yīng)的總供水量如下表泵7泵6泵5總供水量(m3/h)0 0 0 00 0 1 60 1 0 120 1 1 181 0 0 241 0 1 301 1 0 361 1 1 42每?jī)蓚€(gè)相鄰狀態(tài)之間的供水量之差為6m3/h，是系統(tǒng)最大供水量的1/7，可以滿足用戶用水量變化時(shí)的微調(diào)，基本保證水壓在允許范圍內(nèi)波動(dòng)。其控制步驟是系統(tǒng)給電后，進(jìn)入“防來(lái)電沖擊程序段”，該段保證來(lái)電沖擊狀態(tài)結(jié)束后才進(jìn)入低流量運(yùn)行程序段，即001狀態(tài)，最小容量泵啟動(dòng)，以低流量進(jìn)行。取壓力信號(hào)輸入微計(jì)算機(jī)12進(jìn)行數(shù)字式微分積分運(yùn)算，若在給定時(shí)間內(nèi)，P＞P1(此時(shí)壓力表10輸出信號(hào))，但P＜P2(此時(shí)壓力表11不輸出信號(hào))，即壓力上升緩慢，滿足積分條件，則進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段；否則，如果壓力上升迅速，在達(dá)到壓力表10的上限值P4時(shí)，最小容量泵關(guān)閉，即轉(zhuǎn)為000狀態(tài)。進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段后，若在給定時(shí)間內(nèi)P≥P2，壓力達(dá)到壓力表11的下限值，即壓力上升迅速，則滿足微分條件，進(jìn)入正常用水量程序段；否則，若P＜P2，即仍未達(dá)到壓力表10的下限值，則次小容量泵啟動(dòng)，即轉(zhuǎn)入011狀態(tài)。依次進(jìn)行下去，當(dāng)P≥P2，達(dá)到壓力表10的下限值，就進(jìn)入正常用水量程序段。在快速啟動(dòng)程序段，只有001、011、111三種狀態(tài)。進(jìn)入正常用水量程序段后，納入實(shí)時(shí)控制信號(hào)，5分鐘取一次樣，若P＞P3，壓力超過(guò)壓力表11的上限值。則轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài)的上一種狀態(tài)，例如由011狀態(tài)轉(zhuǎn)入010狀態(tài)，若P＜P2，壓力低于壓力表11的下限值，則轉(zhuǎn)入下一種狀態(tài)，例如由011狀態(tài)轉(zhuǎn)入100狀態(tài)，根據(jù)管道壓力變化，在8種狀態(tài)之間進(jìn)行微調(diào)，使管道壓力始終在P2至P3之間波動(dòng)。如果用水量極少，管道壓力迅速上升，達(dá)到P＝P4，即壓力表10的上限值，則滿足微分條件，進(jìn)入快速返回程序，按先關(guān)閉最小容量泵，再關(guān)閉次小容量泵，……的順序迅速將泵關(guān)閉，直至壓力恢復(fù)到P2≤P≤P3，在壓力表11的范圍內(nèi)，即微分條件消失后，仍回到正常用水量程序段。在低流量運(yùn)行轉(zhuǎn)入000狀態(tài)后，取壓力值判斷壓力下降是否滿足微分條件，即壓力是否迅速下降到壓力表10的下限值，若是則進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段，否則仍返回低流量運(yùn)行程序段即001狀態(tài)，穩(wěn)壓裝置9為φ600×1200mm的鍍鋅穩(wěn)壓缶，另加電磁補(bǔ)氣閥8，缶內(nèi)容納300kg水和部分壓縮空氣(通過(guò)空氣濾清器)，可在一定時(shí)間內(nèi)保證管路自動(dòng)穩(wěn)壓狀態(tài)。發(fā)生火情時(shí)，由于動(dòng)用消火栓大流量用水，壓力急速下降到壓力表10的下限值，則進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段，使全部泵迅速開(kāi)啟，以滿足消防用水。圖1中，1為液位控制器，2為水池，3為水位傳感器。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)包括變?nèi)萘勘媒M、管道閥門(mén)網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)壓裝置、信號(hào)檢測(cè)裝置、微計(jì)算機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變?nèi)萘孔儔毫┧到y(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制的方法，它是將變?nèi)萘勘媒M中泵的開(kāi)啟、關(guān)閉狀態(tài)組合成2n種運(yùn)行狀態(tài)(n為一組泵的臺(tái)數(shù))，對(duì)應(yīng)著2n種供水量，兩塊電接點(diǎn)壓力表將采集到的壓力信號(hào)形成對(duì)比式壓力信號(hào)輸入微機(jī)，由微機(jī)運(yùn)算產(chǎn)生微分條件和積分條件作為硬件控制的判斷條件，根據(jù)這些條件發(fā)出控制命令，在2n種運(yùn)行狀態(tài)中進(jìn)行選擇，其控制步驟是啟動(dòng)系統(tǒng)工作進(jìn)入來(lái)電沖擊程序段，來(lái)電沖擊程序段結(jié)束后，進(jìn)入低流量運(yùn)行程序段，最小容量泵啟動(dòng)；取壓力值進(jìn)行運(yùn)算，判斷壓力上升是否滿足積分條件，若滿足則進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段，若不滿足則到壓力達(dá)到最高峰值時(shí)，最小容量泵關(guān)閉；若是進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段，則最小容量泵啟動(dòng)，取壓力值進(jìn)行運(yùn)算，判斷壓力上升是否滿足微分條件，若滿足則進(jìn)入正常用水量程序段，否則次小容量泵啟動(dòng)；依次進(jìn)行下去，壓力上升滿足微分條件則進(jìn)入正常用水量程序段，否則下一級(jí)泵啟動(dòng)，直至全部泵均啟動(dòng)為止；若是最小容量泵關(guān)閉，繼續(xù)取壓力值進(jìn)行運(yùn)算，判斷壓力下降是否滿足微分條件。若滿足則進(jìn)入快速啟動(dòng)程序段，否則進(jìn)入低流量運(yùn)行程序段；進(jìn)入正常用水量程序段后，納入實(shí)時(shí)控制條件，定時(shí)取壓力值進(jìn)行運(yùn)算，并依照“狀態(tài)表”進(jìn)行狀態(tài)微調(diào)；同時(shí)判斷壓力上升是否滿足微分條件，若滿足則按先關(guān)閉最小容量泵，再關(guān)閉次小容量泵……的順序快速返回，否則仍按正常用水量程序執(zhí)行；快速返回后判斷微分條件是否消失，若消失則按正常用水量程序執(zhí)行，否則繼續(xù)快速返回，直至全部泵均關(guān)閉，再返回低流量運(yùn)行程序段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)變?nèi)萘孔儔毫┧到y(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制的方法，它是將泵組的開(kāi)啟，關(guān)閉狀態(tài)組合成2n種運(yùn)行狀態(tài)(n為泵的臺(tái)數(shù))，以兩個(gè)電接點(diǎn)壓力表作傳感器，將采集到的壓力信號(hào)輸入微機(jī)進(jìn)行運(yùn)算產(chǎn)生微分條件，積分條件作為硬件控制的判斷依據(jù)，并發(fā)出命令，選擇與用水量適宜的泵組運(yùn)行狀態(tài)，其優(yōu)點(diǎn)是取消了變頻調(diào)速器，降低了系統(tǒng)成本，既可用于生活供水，又可用于消防供水，且容易掌握，運(yùn)行可靠。
文檔編號(hào)E03B11/16GK1116263SQ9411242
公開(kāi)日1996年2月7日 申請(qǐng)日期1994年8月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月4日
發(fā)明者王景義, 柳忠遷, 宋瑞峰, 李春光, 吳純校, 傅瑞生, 張祥綱, 郭俊華, 依永生, 孫慶軍 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)市航天供水設(shè)備廠