[发明专利]一种变频式恒压自动供水控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变频式恒压自动供水控制系统及方法，属于自动控制技术领域。

背景技术

随着社会的飞速发展，城市不断扩建，城市人口不断增加，城镇居民用水量大大更加，给自来水厂带来极大的压力，根据现用的供水系统情况，针对水厂当前存在的自动化程度不高，能耗较大，为满足不断增多的居民的生活用，自来水的原有老设备已经超负荷运作，可靠性也大大降低的情况，同时在用水的高峰期难以保证供水的稳定性。随着人们对供水要求的日益提高，结合当今发展迅速的变频恒压供水技术及现场总线控制技术，对送水泵站进行监控实现恒压供水及对整个自来水厂现场设备进行实时监控及实时数据采集。因此就必须对水厂的相关技术进行改造，以实现供水高效、稳定、可靠的目的。实现对用户恒压供水已成为自来水公司的必然选择，同时系统需要适应不断增加的供水设备接入。

发明内容

本发明提供了一种变频式恒压自动供水控制系统及方法，用于解决现有城市居民急速增加带来的供水困难与供水不稳定的问题，老供水设备在居民用的高峰期与低峰期供水方式一成不变，使得高峰期出现水压不足，低峰期水压过大，不能保证恒压供水，同时造成电能资源严重浪费的问题。

本发明的技术方案是：一种变频式恒压自动供水控制系统，包括PLC1、变频器2、液位传感器3、模拟量输出模块4、压力传感器5、接触器切换电路6、水泵7、电机8、手动控制模块9；

所述模拟量输出模块4、变频器2和手动控制模块9分别与PLC1相连接，液位传感器3检测的输出信号与模拟量输出模块4相连接，压力传感器5检测的输出信号分别与模拟量输出模块4和变频器2的PID模块相连接，PLC1和变频器2的PID模块分别连接到接触器切换电路6，接触器切换电路6与电机8相连接，电机8带动水泵7运转供水。

还包括PROFIBUS现场总线10及PC上位机监控系统11；其中，PC上位机监控系统11通过PROFIBUS现场总线10与PLC1相连接。

一种变频式恒压自动供水控制方法，所述方法的具体步骤如下：

Step1、通过PLC1设定管压参数目标值的区间为[0.95SP，1.05SP]；

Step2、判断手动模式还是自动模式运行：

Step2.1、如果是手动模式，则启动手动处理模块9：PLC1检测到液位传感器3有无水位报警信号；如果有水位报警信号，则进行停泵控制，如果无水位报警信号，则检测压力传感器5有无超压信号；如果有超压信号，则进行停泵控制，如果无超压信号，则检测水泵7有无停止信号；如果有水泵7停止信号，则进行停泵控制，否则检测手启泵信号：如果有手启泵信号，则进行增开泵控制；接着执行步骤Step3；其中，无超压信号，表示当前管压参数值没有超过水管能承受的安全值；有手启泵信号，表示存在人为触发启动水泵控键；有停止信号，表示存在人为触发停止水泵控键；

Step2.2、如果是自动模式，PLC1则进行变频器2的接通及判断变频器2有无故障存在：

Step2.2.1、当变频器2有故障时，则执行自动工频恒压处理模块：

自动工频恒压处理模块的处理过程为：

Step2.2.1.1、压力传感器5将采集的当前管压参数值经模拟量输出模块4进行A/D转化后发送给至PLC1；

Step2.2.1.2、PLC1判断经A/D转换的当前管压参数值是否在设定区间内：

若在，系统状态不变，接着执行步骤Step3；

若不在，则判断经A/D转换的当前管压参数值与设定区间的大小：如果小于区间下限则延时按序工频增加一台开启的水泵数；如果大于区间上限则延时按序减少一台开启的水泵数，当工作的水泵7仅剩一台，则执行步骤Step3；

Step2.2.1.3、延时改变水压设定范围，并将当前管压参数值SP1由压力传感器5经模拟量输出模块4进行A/D转化后传回PLC1，同时，建立管压参数目标值的区间为[X11，X12]；其中，X11=SP-1.05|△p|，X12=SP+1.05|△p|，△p=SP1-SP；

Step2.2.1.4、根据更新后的设定区间，执行步骤Step2.2.1.2；

其中，初次进入自动工频恒压处理模块时，设置1台水泵工作在工频状态；

Step2.2.2、当变频器2无故障时，PLC1判断变频器2的频率是否在设定的范围内：

Step2.2.2.1、如果在，则执行自动变频恒压处理模块：

自动变频恒压处理模块的处理过程为：