一用一备水泵变频电控系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空调控制技术，特别涉及一种一用一备水泵变频电控系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]现有空调系统中两台水泵并联使用、故障切换以及变频控制功能不能组合套配，以及市场上缺少水泵组合模块化产品的并联备用电控系统，如节能空调机房、模块式空调机房设备和水力模块没有专用的并联备用及变频的专用电控系统。使得水泵的组合应用技术无法得到普及，水泵的控制使用全部非标设计非标制造，使得项目成本提高，工期延长，节能控制无法统一标准化。
[0003]现有相近产品的一变两定的配置方式优点较多，运行上也更加灵活，但是无论是切除还是投入变频泵时，都必须保证这时变频泵的流量等于零，同时其扬程恰好等于系统差压。如果变频泵的切换时机选择不当，则在变频泵切除和投入的时候，或者造成流量波动，或者造成控制滞后。这就需要确定在什么电源频率下，变频泵恰好满足这两个条件。缺点是需要考虑变频泵与定速泵之间的切换问题，控制逻辑比较复杂。
[0004]总的而言，水泵并联使用、故障切换以及变频控制功能的组合，是一个十分常用，并且具备节能效益的控制方式，如果不能使之组合并具备普及标准化，对行业的发展是个阻碍。
【发明内容】
[0005]本发明是针对现在节能变频空调机两台水泵并联使用控制存在的问题，提出了一种一用一备水泵变频电控系统及控制方法，使用一用一备故障自动切换和轮流运行功能，运用PID运算，采集实时压差或温差信号，控制变频器调节输出频率，控制水泵转速，达到自动控制水泵运行的目的。控制十分强大，针对性强，除了适用于专用机型外，也可用于需要该控制组合功能的项目和设备。
[0006]本发明的技术方案为:一种一用一备水泵变频电控系统，包括PLC可编程控制器、变频器、断路器、交流接触器、相序继电器、熔断体、0-24V压力传感器、温度传感器、24V直流电源，现场交流电源依次经过断路器、相序继电器、熔断体接PLC可编程控制器电源，PLC可编程控制器采集联动信号、水流开关信号和低温保护信号，0-24V压力传感器、温度传感器、PLC可编程控制器控制信号输入变频器，现场交流电源经过断路器接变频器，变频器输出驱动信号到两台水泵，控制水泵工作。
[0007]一用一备水泵变频电控系统的控制方法，开始运行，首先第一台水泵变频运行，当满足不了实际需要时，第一台水泵自动切换到工频运行状态，第二台水泵自动投入变频运行，当仍然不能满足需要时，第二台水泵也自动切换到工频运行；当实际用水量减少时，第一台水泵进入变频运行；当用水量继续减少时，第一台水泵停止运行，当第二台水泵单独运行，而且用水量很少时，自动切换到压力控制下的水泵变频运行状态。
[0008]所述两台水泵在以下情况下自动切换:当一台水泵长时间运行状态下，自动进入两台水泵循环交替运行，避免备用泵的长期不运行而锈蚀，保证火警发生时水泵能顺利投入运行；当一台水泵单独运行时，出现缺相、短路、接地、欠压、过流、过压、过热、过载时，启动另一台泵投入运行，停止故障泵运行，并报警。
[0009]所述PLC可编程控制器连接人机界面，在调试和维修时，系统进入手动控制状态。
[0010]本发明的有益效果在于:本发明一用一备水泵变频电控系统及控制方法，使得水泵的组合应用技术可以大面积普及，水泵的控制使用为标准化制造，使得项目成本降低，工期缩短。水泵并联使用、故障切换以及变频控制功能的组合，具备节能效益、延长水泵使用寿命的控制方式，组合起来并行程标准化产品，对行业的发展具有重大的促进作用。
【附图说明】
[0011]图1为本发明一用一备水泵变频电控系统电气原理图。
[0012]图2为本发明系统控制逻辑框图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示一用一备水泵变频电控系统电气原理，包括PLC可编程控制器、变频器、断路器、热过载继电器、交流接触器、相序继电器、继电器、熔断体、0-24V压力传感器、温度传感器、24V直流电源和接线端子等控制元件。
[0014]将现场电源接入控制器，电流经断路器、相序继电器、熔断体等电源安全保护单元，进入系统内部，由PLC、变频器做出动作指令后，控制水泵电机，水泵启动。
[0015]控制部分则是采集压差或温差信号进入到变频器内部，经变频器判断，做出频率调整指令，将电源处理到制定频率，输送给水泵，使水泵转速改变。
[0016]另外外部联动信号、水流开关信号和低温保护信号进入到PLC中，经预先置入PLC的控制逻辑判断，对两台水泵进行自动轮流工作，自动故障切换的指令输出，协调水泵组合工作。
[0017]如图2所示系统控制逻辑框图，设置了电机(水泵)共同工作的运行逻辑(如一用一备)，增加了电机(水泵)的变频控制，在此之上，也具备主机联动、缺水保护、低温保护、压力控制和温度控制等智能控制，以及远程通讯控制，将上述功能综合起来完美实现多电机(水泵)协同工作。
[0018]具体控制如下:
1、控制柜开启后，第一台水泵变频运行，当满足不了实际需要时，该水泵自动切换到工频运行，第二台水泵自动投入变频运行，当仍然不能满足时，第二台水泵也自动切换到工频运行。当实际用水量减少时，第一台泵因为最先开始运行，该水泵自动退出运行；当用水量继续减少时，第二台水泵自动退出运行；当只有单台大泵运行，而且用水量很少时，自动切换到稳压泵变频运行。当稳压泵满足不了供水需要时，则稳压泵自动退出运行，大泵自动投入运行。供水压力稳定，系统实现闭环控制，能自动调节系统压力和设定压力的差值，使系统压力保持恒定。
[0019]2、定时自动切换:当水泵运行一定时间后(该时间可以自由设定)，则自动切换到下一台水泵工作，避免长期运行损耗，也避免长期不工作锈死，两台泵可循环交替运行，均衡各台泵的平均工作时间延长水泵的使用寿命，从而避免备用泵的长期不运行而锈蚀，保证火警发生时水泵能顺利投入运行。
3、故障自动切换:当某一台泵出现故障，则下一台泵自动投入运行，不会影响系统供水。
[0020]4、工作模式设定:选定手动、自动控制，手动可保证设备的安全连续运行，自动状态下，水泵电机实现软启动，对电网和管网无冲击，大大延长水泵、电机、管道系统、电气控制系统的使用寿命；
5、保护:水泵电机出现缺相、短路、接地、欠压、过流、过压、过热、过载等故障时均能准确报警，水泵运行如有故障，自动停止工作并报警输出，自动切换水泵；
6、容错:控制柜具有自动变频、手动变频和手动工频功能，可以最大程度上保证供水，即使变频器和可编程序控制器全部损坏，仍然可以让水泵工频运行，保证供水。
[0021]7、采用PLC可编程序控制器，对泵组及其它设备进行人机界面，辅以计算机技术进行智能控制，PLC带通讯模块，可实现远程控制。
[0022]为了控制符合现场的情况，水泵也可配置一用二备，或二用一备，再通过合理的工频变频状态切换，达到稳定的水压和节能。
【主权项】
1.一种一用一备水泵变频电控系统，其特征在于，包括PLC可编程控制器、变频器、断路器、交流接触器、相序继电器、熔断体、0-24V压力传感器、温度传感器、24V直流电源，现场交流电源依次经过断路器、相序继电器、熔断体接PLC可编程控制器电源，PLC可编程控制器采集联动信号、水流开关信号和低温保护信号，0-24V压力传感器、温度传感器、PLC可编程控制器控制信号输入变频器，现场交流电源经过断路器接变频器，变频器输出驱动信号到两台水泵，控制水泵工作。2.根据权利要求1所述一用一备水泵变频电控系统的控制方法，其特征在于，开始运行，首先第一台水泵变频运行，当满足不了实际需要时，第一台水泵自动切换到工频运行状态，第二台水泵自动投入变频运行，当仍然不能满足需要时，第二台水泵也自动切换到工频运行；当实际用水量减少时，第一台水泵进入变频运行；当用水量继续减少时，第一台水泵停止运行，当第二台水泵单独运行，而且用水量很少时，自动切换到压力控制下的水泵变频运行状态。3.根据权利要求2所述一用一备水泵变频电控系统的控制方法，其特征在于，所述两台水泵在以下情况下自动切换: 当一台水泵长时间运行状态下，自动进入两台水泵循环交替运行，避免备用泵的长期不运行而锈蚀，保证火警发生时水泵能顺利投入运行； 当一台水泵单独运行时，出现缺相、短路、接地、欠压、过流、过压、过热、过载时，启动另一台泵投入运行，停止故障泵运行，并报警。4.根据权利要求1或2所述一用一备水泵变频电控系统的控制方法，其特征在于，所述PLC可编程控制器连接人机界面，在调试和维修时，系统进入手动控制状态。
【专利摘要】本发明涉及一种一用一备水泵变频电控系统及控制方法，现场交流电源依次经过断路器、相序继电器、熔断体接PLC可编程控制器电源，PLC可编程控制器采集联动信号、水流开关信号和低温保护信号，0-24V压力传感器、温度传感器、PLC可编程控制器控制信号输入变频器，现场交流电源经过断路器接变频器，变频器输出驱动信号到两台水泵，控制水泵工作。使用一用一备故障自动切换和轮流运行功能，运用PID运算，采集实时压差或温差信号，控制变频器调节输出频率，控制水泵转速，达到自动控制水泵运行的目的。控制十分强大，针对性强，除了适用于专用机型外，也可用于需要该控制组合功能的项目和设备。
【IPC分类】G05B19/05
【公开号】CN104991510
【申请号】CN201510425354
【发明人】冯静
【申请人】上海意利法暖通科技有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月20日