專利名稱：一種帶有plc控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有PLC控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法，具體涉及一 種在夜間或其他用水流量為O或近乎為0的時段，通過PLC控制柜控制變頻水泵停止運行， 以達到省電節能的目的的控制方法。適用于用水流量變化較大、用水規律復雜、在某段時刻 內無用水量的場合，屬于供水領域。
背景技術：
目前，大部分高層住宅及公共建筑供水都是通過水泵變頻增壓供水系統的形式， 變頻供水能夠根據用戶實際用水量，變頻調節增壓水泵的供水能力，以實現節能運行的目 的。對于夜間(或其他小流量時刻)用戶流量為0，或近乎為0時，通過以下方法實現節能 1、將變頻水泵的頻率降至最低變頻頻率運行。在流量較小時，控制增壓水泵中的某臺水泵 在變頻器輸出的最低頻率下運行，以維持系統中的水壓，滿足極小流量需要條件下的供水 壓力；2、運行系統設置的小流量供水泵。在供水系統中，設計一臺專門用于夜間運行的小流 量供水泵，在正常供水模式運行時，小流量供水泵停止運行，由系統中的大流量水泵變頻供 水。進入夜間模式后，大流量水泵停止運行，小流量水泵開始運行，以滿足系統在小流量需 求條件下的供水壓力。以上方法存在最大的不足的是1、不夠節能。以上方法在夜間用戶 無用水量需求時，都有水泵在持續運行，在該時段內水泵運行所消耗的電能白白浪費；2、設 備復雜、項目初投資較高。在系統中單獨設計一臺用于夜間運行的水泵，系統管路設備需要 做相應的增加，對應項目的初投資需要增加。同時，增加了水泵，意味著日后維護及修理工 作量加大；3、縮短水泵壽命。水泵需要長時間連續運行，同時，在用水量需求較小時，因供水 側管路阻力增加，影響水泵葉輪的壽命。此外，無出水流量時，潛水泵連續運行，將會使水泵 周圍的水溫升高，對水泵電機的壽命產生影響。要解決或滿足的技術問題1、節能；2、設備結構簡單化；3、設備運行穩定，滿足即 時用水的需求。
發明內容
本發明的目的是
提供一種在不增加變頻供水設備硬件零部件的前提條件下，實現變頻供水設備夜間停 泵節能的控制方法。該方法既能夠滿足用戶供水功能的需求，又能夠在夜間用戶無用水需 要時或在其他用水流量為0或近乎為0的時段停止供水泵的運行，以最大限度地節約電能。本發明的目的可以通過以下技術方案實現
一種帶有PLC控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法，包括以下步驟 步驟1 判斷當前系統是否處于停泵模式，是則進入步驟2，否則進入步驟5 ； 步驟2 判斷出水壓力是否穩定，是則返回步驟1，否則進入步驟3 ； 步驟3 退出停泵模式，啟動供水泵，進入步驟4 ； 步驟4 供水泵控制程序正常運行變頻控制模塊，返回步驟1 ；
3步驟5 判斷出水壓力是否穩定，否則進入步驟6，是則進入步驟7 ； 步驟6 清空穩定計時器，進入步驟4 ； 步驟7 判斷變頻輸出的頻率是否已是所設定的最低輸出頻率，否則進入步驟6， 是則進入步驟8 ；
步驟8 判斷是否只有一臺供水泵在運行，否則進入步驟6，是則進入步驟9 ； 步驟9 判斷出水壓力是否高于設定壓力，否則進入步驟6，是則進入步驟10 ； 步驟10 啟動穩定計時器，并判斷是否達到穩定時長，否則進入步驟4，是則進入
步驟11 ；
步驟11 暫停水泵運行，進入停泵模式，返回步驟1。所述步驟7的最低輸出頻率為15-35HZ。所述步驟10的穩定時長為5 30min。所述設定壓力為啟動停泵模式時供水泵出水壓力需達到的最低壓力。本發明的有益效果 1、節能；
本發明在對供水需求規律分析的基礎上，通過對用戶側用水量需求的精確判斷，實現 了變頻供水設備的停泵節能控制，避免了以往零用水量時仍可能有水泵在運行的情況，從 而達到節能的目的。2、設備結構簡單化；
因本控制方法的程序預設在原有設備控制柜的PLC中，故無需對原變頻供水設備硬件 做任何增減調整，無需獨立設置小流量供水泵。因此，本發明既實現了變頻供水設備停泵節 能的目標，又使變頻供水設備的結構簡單化，節約成本。3、設備運行穩定，滿足即時用水的需求。本發明既滿足用戶對供水功能的需求，又能夠在夜間無用水量需求或在其他用水 流量為0 (或近乎為0)的時段停止供水泵的運行，可滿足用戶即時用水的需求。本發明不僅適用于新供水設備的設計生產，且適用于對現有變頻供水設備的節能 改造工程項目。
圖1為本發明的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。如圖1所示，本發明的一種帶有PLC控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法，本 方法的程序設置在控制柜的PLC中，根據實際工況預設最低輸出頻率、設定壓力、穩定時長 的值，本方法的程序中還設置有穩定計時器，在滿足一定的條件下，啟動或清空該穩定計時
ο本方法包括以下步驟
步驟1 判斷當前系統是否處于停泵模式，是則進入步驟2，否則進入步驟5 ； 步驟2 判斷出水壓力是否穩定，是則返回步驟1，否則進入步驟3 ；步驟3 退出停泵模式，啟動供水泵，進入步驟4 ； 步驟4 供水泵控制程序正常運行變頻控制模塊，返回步驟1 ； 步驟5 判斷出水壓力是否穩定，否則進入步驟6，是則進入步驟7 ； 步驟6 清空穩定計時器，進入步驟4 ； 步驟7 判斷變頻輸出的頻率是否已是所設定的最低輸出頻率，否則進入步驟6， 是則進入步驟8 ；
步驟8 判斷是否只有一臺供水泵在運行，否則進入步驟6，是則進入步驟9 ； 步驟9 判斷出水壓力是否高于設定壓力，否則進入步驟6，是則進入步驟10 ； 步驟10 啟動穩定計時器，并判斷是否達到穩定時長，否則進入步驟4，是則進入
步驟11 ；
步驟11 暫停水泵運行，進入停泵模式，返回步驟1。對上述步驟的進一步說明如下
在本發明的控制方法程序循環運行過程中，首先采用步驟1即判斷當前變頻供水設備 是否處于停泵模式。如果當前已經進入了停泵模式，即表明當前用戶用水量為0，此時進入 步驟2即判斷變頻供水設備的出水壓力是否穩定，如果出水壓力穩定，即表明用戶側用水 量需求為0，則繼續保持停泵模式，返回步驟1。如果步驟2判斷的變頻供水設備的出水壓力 不穩定，即出水壓力出現下降，表明用戶側有了用水量需求，則進入步驟3退出停泵模式， 啟動供水泵，進而進入步驟4開始正常變頻供水并返回步驟1進行循環判斷。若經步驟1判斷當前變頻供水設備不處于停泵模式，則進入步驟5即判斷出水壓 力是否穩定，如不穩定，即出水壓力出現下降，表明用戶側有了用水量需求，則進入步驟6 即清空穩定計時器，繼而進入步驟4開始正常變頻供水并返回步驟1進行循環判斷。若步 驟5判斷的出水壓力穩定，則進而進入步驟7即判斷變頻輸出頻率是否達到最低輸出頻率 值。步驟7的判斷原理為當變頻供水設備正常供水時，出水壓力也穩定的狀態下，如果用戶 側用水量逐漸減少至0，則變頻器的輸出功率也必將逐漸降至最低輸出頻率。水泵變頻器最 低輸出頻率是根據實際管網阻力、水泵性能曲線等因素綜合考慮而定，在實際運用中，最低 輸出頻率并不是越低越好，最低輸出頻率過低易導致水泵效率下降，甚至水泵出水揚程低 于管網阻力，此時供水泵基本無水流量輸出，導致水泵電機過熱，縮短水泵的壽命。優選設 置變頻器最低輸出頻率為15-35HZ。若步驟7判斷出尚未達到最低輸出頻率，則進入步驟6進而進入步驟4繼續正常 變頻供水并返回步驟1進行循環判斷。若步驟7判斷出變頻的器輸出頻率已經達到或低于 最低頻率，則表面用戶側用水量已經逐漸減少至0，進入下一步步驟8的判斷。步驟8判斷是否變頻供水設備中只有一臺泵在運行，如果超過一臺泵在運行，則 表示用戶側用水量需求屬于正常供水需求，供水量在變頻供水設備調節能力范圍之內，故 進入步驟6繼而進入步驟4正常變頻供水并返回步驟1進行循環判斷。如僅有一臺泵在運 行，則表明用戶側需求量已經降至很低，則進行下一步步驟9的判斷。步驟9是對于出水壓力是否高于設定壓力的判斷，設定壓力為預設在PLC里的一 個數值，其設置原理為根據具體工況預設一個出水壓力值，實際出水壓力達到或高于此設 定壓力則表示用戶側的用水需求已經達到了啟動停泵模式的條件。如果步驟9判斷出出水 壓力低于設定壓力，則表示用戶側用水量需求屬于正常供水需求，故進入步驟6繼而進入
5步驟4正常變頻供水并返回步驟1進行循環判斷。若步驟9判斷的出水壓力已經達到或高 于設定壓力，則進入下一步步驟10。步驟10啟動穩定計時器開始計時，穩定時長達到預設值表明一段時間內用戶側 的用水需求量持續為0，滿足啟動停泵模式的條件，則進入步驟11暫停供水泵運行，即進入 停泵模式，進而返回步驟1的判斷。如果步驟10的穩定計時器計時小于穩定時長，則表面 短暫時間內用戶側又有了用水量需求，進入步驟6繼而進入步驟4正常變頻供水并返回步 驟1進行循環判斷。關于穩定的判定實際變頻供水設備運行時，由于受到壓力變送器及信 號模數轉換精度和穩定性及其他方面的影響，控制器計算得到的供水設備的出水壓力不可 能完全穩定于某一定值，實際應用中只需要判別兩次測得出水壓力差值在一定的范圍內即 可。典型應用為在出水壓力設定值為450kPa時，兩次壓力差值范圍為士2kPa即可認為出 水壓力穩定。上述變頻供水設備在進入停泵模式前的系統穩定時長需根據實際工程的控制 精度、供水流量、水泵功率、用水變化規律等因素而定。穩定時間過短，會使控制系統進入停 泵模式加快，但同時也易導致控制系統誤動作停泵，從而影響供水穩定性；穩定時間過長， 導致水泵耗電量增加，降低節能效果。通常采用穩定時長為5-30min，優選采用6-lOmin。在上述過程中，如當前供水泵的出水壓力并不穩定，或變頻器還沒有在最低輸出 頻率下運行，或即使變頻功率已經輸出最低但仍有2臺或以上供水泵同時在運行，或當前 出水壓力正好穩定于所設定的出水壓力——則表明用戶側有用水量需求，系統控制供水泵 正常運行于變頻供水模式。步驟6的設置，是為了在不滿足上述停泵條件后，需清空穩定計 時器的數據，以免穩定計時器里遺留的時間值影響下一次穩定時長的計時，進而保證下次 進入停泵模式前，系統維持穩定的時長能夠足夠達到設定的穩定時間再進入停泵模式。本發明的一種帶有PLC控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法可以滿足用水 流量變化較大、用水規律復雜、在某段時刻內無用水量等情況，不僅用于變頻供水設備的夜 間使用，還適用于其他無用水量需求的時段停泵節能。本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
權利要求
一種帶有PLC控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1判斷當前系統是否處于停泵模式，是則進入步驟2，否則進入步驟5； 步驟2判斷出水壓力是否穩定，是則返回步驟1，否則進入步驟3； 步驟3退出停泵模式，啟動供水泵，進入步驟4； 步驟4供水泵控制程序正常運行變頻控制模塊，返回步驟1； 步驟5判斷出水壓力是否穩定，否則進入步驟6，是則進入步驟7； 步驟6清空穩定計時器，進入步驟4； 步驟7判斷變頻輸出的頻率是否已是所設定的最低輸出頻率，否則進入步驟6，是則進入步驟8； 步驟8判斷是否只有一臺供水泵在運行，否則進入步驟6，是則進入步驟9； 步驟9判斷出水壓力是否高于設定壓力，否則進入步驟6，是則進入步驟10； 步驟10啟動穩定計時器，并判斷是否達到穩定時長，否則進入步驟4，是則進入步驟11； 步驟11暫停水泵運行，進入停泵模式，返回步驟1。
2.根據權利要求1所述的帶有PLC控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法，其特征 在于所述步驟7的最低輸出頻率為15-35HZ。
3.根據權利要求1所述的帶有PLC控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法，其特征 在于所述步驟10的穩定時長為5 30min。
4.根據權利要求1所述的帶有PLC控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法，其特征 在于所述設定壓力為啟動停泵模式時供水泵出水壓力需達到的最低壓力。
全文摘要
本發明提供了一種帶有PLC控制柜的變頻供水設備停泵節能控制方法，該方法的程序設置在控制柜的PLC中，并預設最低頻率、設定壓力、穩定時長的值，包括若干步驟，通過這些步驟可以判斷出用戶側需水量是否滿足停泵條件，進而繼續正常變頻供水或進入停泵模式。本控制方法可以滿足用水流量變化較大、用水規律復雜、在某段時刻內無用水量等情況，不僅用于變頻供水設備的夜間使用，還適用于其他無用水量需求的時段停泵節能。并且可使供水設備結構簡單化、運行穩定、節能效果明顯。
文檔編號F04B49/06GK101963148SQ201010294918
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月28日 優先權日2010年9月28日
發明者丁春雷, 徐衛榮, 潘志超, 邵國春, 錢錚炫 申請人:無錫炫宇水處理設備有限公司;徐衛榮