[发明专利]一种变频式恒压自动供水控制系统及方法

摘要

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。本发明包括PLC、变频器、液位传感器、模拟量输出模块、压力传感器、接触器切换电路、水泵、电机、手动控制模块；所述模拟量输出模块、变频器和手动控制模块分别与PLC相连接，液位传感器检测的输出信号与模拟量输出模块相连接，压力传感器检测的输出信号分别与模拟量输出模块和变频器的PID模块相连接，PLC和变频器的PID模块分别连接到接触器切换电路，接触器切换电路与电机相连接，电机带动水泵运转供水。本发明解决了居民用水高峰期出现水压不足，低峰期水压过大的问题，实现恒压供水，使资源得到充分利用，达到节能环保的目的。

主权项

一种变频式恒压自动供水控制方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：Step1、通过PLC（1）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）：PLC（1）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，PLC（1）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PLC（1）；Step2.2.1.2、PLC（1）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PLC（1），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，PLC（1）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：Step2.2.2.1.1、压力传感器（5）采集当前管压参数值作为反馈信号输入变频器（2）模拟输入端子；Step2.2.2.1.2、通过变频器（2）的PID控制，将当前管压参数值与网管水压目标值SP作比较：如果大于，变频器（2）降低频率并带动水泵（7）的电机（8）转速降低，如果小于，变频器（2）提高频率并带动水泵（7）的电机（8）转速提高；Step2.2.2.1.3、重复执行步骤Step2.2.2.1.1‑步骤Step2.2.2.1.2，直到当前管压参数值与SP相等，执行步骤Step3；其中，初次进入自动变频恒压处理模块时，开启变频器（2）及1台水泵变频零转速启动；Step2.2.2.2、如果不在，则按照如下步骤执行：Step2.2.2.2.1、压力传感器（5）采集当前管压参数值作为反馈信号输入变频器（2）模拟输入端子；Step2.2.2.2.2、通过变频器（2）的PID控制，将当前管压参数值与SP作比较：Step2.2.2.2.2.1、如果小于，则执行欠压处理模块，欠压处理模块的处理过程为：检测有无变频水泵运行：如果有，则判断哪一个水泵变频运行，把变频改为工频运行，执行步骤Step3；如果无，则检测有无工频泵运行：如果有，则判断哪台水泵最后开启的工频运行，并启动该水泵后一台水泵变频运行；如果无，则启动一台水泵变频运行，执行步骤Step3；Step2.2.2.2.2.2、如果大于，则执行超压处理模块，超压处理模块的处理过程为：检测有无变频水泵运行：如果有，则判断哪一个水泵变频运行，把变频泵关掉，执行步骤Step3；如果无，则按序判断哪台水泵最先开启的工频运行，关闭该水泵后启动该泵变频运行，执行步骤Step3；Step3、故障检测：Step3.1、如果系统发生故障，则执行故障处理模块，故障处理模块处理过程为：首先判断是否水位不足或过满：如果不足或过满，则关闭整个系统，同时转入报警程序发出水位信号报警；其次判断是否变频器（2）是否故障：如果是，则关闭自动变频恒压处理模块，并启动自动工频恒压处理模块，同时转入报警程序发出变频器故障报警；Step3.2、如果系统没有发生故障检测，则，则循环执行步骤Step1到Step3整个过程。