一种多模式双路PID水泵控制柜的制作方法

本发明涉及一种水泵控制柜，具有plc和变频器两路pid可切换的水泵出水恒压调节功能，并且包含多种控制选择模式，满足多种场景下的使用需求，最大程度上保障用户用水的稳定和可靠性。

背景技术：

1、二次供水控制系统中都采用pid(比例-积分-微分控制)算法来控制水泵的转速以达到出口压力的恒定。常见的做法有两种。第一种是使用plc中的pid功能，这种方式的优点：可以根据现场不同的工况特点，编写与之相适应的pid程序，可用编程的方式更改输出端和反馈端的滤波程序、加入抗积分饱和等算法，可使调节更精确。缺点是系统的控制完全依赖于plc，当plc故障时，自动调节功能将瘫痪。第二种做法是采用变频器的pid功能，用通讯的方式和plc进行数据交互。这种方式的优点：无需编写pid程序，在变频器上设置参数即可。缺点也较明显：当系统中的设备较多时，plc中有限的串口则需以轮询的方式访问不同变频器，通讯干扰的影响和大量的数据交互产生的延时将影响plc的逻辑功能，进而影响供水质量。因此本水泵控制柜结合两种方法的优缺点，通过合理的电路设计，保障用户用水的可靠性。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种具有plc和变频器两路pid可切换的水泵出水恒压调节功能，并且包含多种控制选择模式，满足多种场景下的使用需求，最大程度上保障用户用水的稳定和可靠性的多模式双路pid水泵控制柜。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种多模式双路pid水泵控制柜，所述多模式双路pid水泵控制柜包括：变频器、断路器、接触器、输入电抗器、plc存储器、转换开关、中间继电器；

3、变频器：所述变频器为水泵电机的驱动装置，负责水泵的调速，使出口管网压力恒定的变频器；

4、断路器：所述断路器为用于一次回路的短路保护和ac380v电源分断的断路器；

5、接触器：所述接触器为用于切断和开启水泵的工频以及变频ac380v电源的接触器；

6、输入电抗器：所述输入电抗器用于限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，从而有效地保护变频器，并能够改善变频器的功率因数的输入电抗器；

7、plc存储器：所述plc存储器为负责系统的压力数据，变频器状态采集，输出启停和变频器的调速信号以及整体逻辑控制的plc存储器；

8、转换开关：所述转换开关为采用用户切换不同的模式，使供水系统满足不同场景下的使用需求的转换开关；

9、中间继电器：所述中间继电器用于给plc输出触点信号，控制设备的启停；

10、所述变频器、断路器、接触器、输入电抗器组成多模式双路pid水泵控制柜的一次回路；

11、所述plc存储器、转换开关、中间继电器构成多模式双路pid水泵控制柜的控制回路。

12、在本发明的具体实施例子中，控制回路通过转换开关选择自动变频模式，通过plc实现自动控制，plc输出开关量控制接触器的吸合；同时plc输出模拟量调节变频器的转速实现恒压调速；

13、或控制回路通过转换开关选择手动模式，依靠变频器内置算法实现恒压调速。

14、在本发明的具体实施例子中，(1)自动变频模式包括本地自动模式和远程自动模式；

15、本地自动模式：由plc根据出口压力做pid闭环控制，自动调节水泵转速和需要的泵数，当出口压力恒定在设定值附近满足用户需求时，系统进入休眠态；同时为了防止对市政管网过度抽吸，系统会根据进口压力做减泵和停泵保护；

16、远程自动模式：当plc接收到水厂的控制信号时，退出“本地手动”模式，按照远程系统给定的频率启停指定的水泵；

17、(2)手动模式：包括手动工频模式和手动变频模式：

18、手动工频模式：当plc故障时，可通过柜体面板上的旋钮直接工频启停指定的水泵；

19、手动变频模式：此模式是当plc损坏时，能够维持出口管网恒压的另一种式，即另一路pid闭环调节；使用柜体旋钮启动水泵，对应的变频器根据出口压力反馈值做pid调节，根据需求手动加减需要的泵数保证出口压力恒定，当压力满足需求时，变频器延时休眠；

20、(3)应急模式：

21、当变频器损坏时，通过电接点压力表工频启停水泵，低压力启动，高压力停止，将出口压力控制在一定范围，临时满足用水需求。

22、在本发明的具体实施例子中，变频器为丹弗斯fc111系列变频器。

23、在本发明的具体实施例子中，断路器为ac380v带电磁和热磁脱扣的断路器。

24、在本发明的具体实施例子中，接触器为线圈电压为ac380v接触器。

25、在本发明的具体实施例子中，输入电抗器为ac380v变频器专用输入保护电抗器。

26、在本发明的具体实施例子中，plc存储器为西门子的1215c存储器。

27、在本发明的具体实施例子中，转换开关为三挡旋钮开关。

28、在本发明的具体实施例子中，中间继电器为线圈电压是ac220v，触点容量为5a的继电器。

29、本发明的积极进步效果在于：本发明提供的多模式双路pid水泵控制柜具有如下优点：本发明设计了多种工作模式以应付主要元件损坏后有备用工作方式，即常用“自动变频”模式下，plc损坏后仍然可以切换“手动变频”模式完成恒压供水，即使plc和变频器同时损坏后，通过“应急”模式依靠压力表给出的信号可以完成压力的“低压启泵、高压停泵”临时实现用户供水，本发明最大程度满足客户用水可靠性和舒适性。

技术特征：

1.一种多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：所述多模式双路pid水泵控制柜包括：变频器、断路器、接触器、输入电抗器、plc存储器、转换开关、中间继电器；

2.根据权利要求1所述的多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：控制回路通过转换开关选择自动变频模式，通过plc实现自动控制，plc输出开关量控制接触器的吸合；同时plc输出模拟量调节变频器的转速实现恒压调速；

3.根据权利要求2所述的多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：变频器为丹弗斯fc111系列变频器。

5.根据权利要求1所述的多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：断路器为ac380v带电磁和热磁脱扣的断路器。

6.根据权利要求1所述的多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：接触器为线圈电压为ac380v接触器。

7.根据权利要求1所述的多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：输入电抗器为ac380v变频器专用输入保护电抗器。

8.根据权利要求1所述的多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：plc存储器为西门子的1215c存储器。

9.根据权利要求1所述的多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：转换开关为三挡旋钮开关。

10.根据权利要求1所述的多模式双路pid水泵控制柜，其特征在于：中间继电器为线圈电压是ac220v，触点容量为5a的继电器。

技术总结本发明涉及一种多模式双路PID水泵控制柜，包括：PLC存储器、变频器、断路器、接触器、输入电抗器、转换开关、中间继电器；控制柜将PLC和变频器内的两种PID的特点合理地应用到适合的供水需求中。本发明设计了多种工作模式以应付主要元件损坏后有备用工作方式，即常用“自动变频”模式下，PLC损坏后仍然可以切换“手动变频”模式完成恒压供水，即使PLC和变频器同时损坏后，通过“应急”模式依靠压力表给出的信号可以完成压力的“低压启泵、高压停泵”临时实现用户供水，本发明最大程度满足客户用水可靠性和舒适性。技术研发人员：王锐,秦蓁,王伟,谢事成受保护的技术使用者：上海凯泉泵业（集团）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18