全自动微机控制变量变压给水装置.pdf

本实用新型属于一种自动变频调速恒压或变量变压给水设备，适用于城镇的自来水厂，给水泵站及高层建筑的生活用水。
    在已有的各种给水设备中，一般都需要水塔、高位水箱或气压给水罐，不但占地面积大，投资大，也容易产生二次污染。

    本实用新型的目的在于提出一种取代水塔、高位水箱及气压给水罐，并且可以流量自动调节，占地面积小，投资省的给水设备。

    本实用新型是这样实现的。

    给水系统由电控柜、水泵（1台或多台）、压力传感器、液位控制器、储水池、管网及其它器件组成。当系统送电后，电控柜自动变频软起动水泵电机，使供水压力达到没定数值，保持恒压。当供水管网的供水量增加时，供水压力下降，供水压力稍一下降，压力传感器就立刻输出减少的信号，微机控制变频器的信号增加，使水泵电机的供电频率增加，电机转数随之增加，供水压力上升恢复到设定值，并保持其恒压；当用水量减少时，则相反。当系统的一台水泵达到最大值仍保持不了设定的压力时，第二台水泵自动软起动，与第一台水泵共同工作以保证设定的恒压值。如此可增加到三台、四台。当系统供水量需减少时，先投入工作的水泵先退出，保证其投入的均衡性。

    扬程不变时，变量泵轴功率N与转速n，用水量Q的关系公式为： (n′)/(n) ＝ (Q′)/(Q) （ (n′)/(n) ）3＝ (N′)/(N) 式中n、Q、N为变量的额定值，n′、Q′、N′为变化后的参数。可以看出，流量Q与转速n的一次方成正比，而轴功率N则与转速的三次方成正比，因此节电效果十分显著。

    控制器接受压力给定和压力反馈信号，按一定的控制方式进行运算，然后去控制变频器和开关。控制器还具有对过压，缺水和变频器故障等报警功能，调压精度可达±0。01MPa，流量在零至水泵最大出水量之间连续可调。

    本实用新型供水压力恒定（也可变量变压）与一般水泵相比可节电30～60％，占地面积小，投资省，安装快，不存在二次污染。

    附图说明：图1为水泵系统结构图

    图2为给水系统原理图

    图3为调速泵运行工作点

    图4为三台水泵系统调速区

    图5为系统结构图

    图6为控制器结构图

    图7为系统控制框图

    图8为程序流程图

    实施例：给水系统包括电控柜（尺寸为700×500×1600mm）四台配套水泵（型号为65LG36－20×4），容量为15KW地电机，压力传感器（型号为YTZ150）及由8031单片机组成的控制器。

    水泵转速的调节，通过变频器实现，转速变化时水泵工作点也跟着改变，如图3所示。变频器可实现平滑的无级调速，为提高水压调节精度创造了条件。在多台水泵的供水系统中，采用一台变频器逐个进行调速的方法。具体作法是，当第一台水泵转速达到额定值以后，将其转投入到电网，空出来的变频器转而去控制第二台水泵，第三台、第四台也以此类推。转速调节与切换过程如图4所示。由8031单片机组成的控制器，接受压力给定和压力反馈信号，按一定的控制方式进行运算，然后去控制变频器和开关。8031单片机是80年代MCS－51系列的产品，具有4K字节的存贮器，12字节的数据存贮器和全双工串行I／O口，很适合于实时控制中。