一種智能控制綠色節(jié)能供水裝置及供水控制方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種智能控制綠色節(jié)能供水裝置及供水控制方法。它解決了現(xiàn)有供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性不佳、供水系統(tǒng)壓力難以恒定和能量浪費等問題。本智能控制綠色節(jié)能供水裝置，包括水箱、水泵、電機、控制柜、工控機和能效測量與分析平臺，所述水箱、水泵和電機均設(shè)置有系統(tǒng)檢測傳感器，供工控機與檢測傳感器電性連接述控制柜、能效測量與分析平臺均與工控機電性連接，控制柜包括可編程邏輯控制器和變頻器，可編程邏輯控制器與工控機電性連接，變頻器與可編程邏輯控制器電性連接，電機與變頻器電性連接。它通過模擬選擇最優(yōu)供水模式，提高系統(tǒng)運行效率和增強系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于給水
，涉及一種城市供水系統(tǒng)，特別涉及一種智能控制綠色節(jié)能供水裝置及供水控制方法。
技術(shù)介紹
供水系統(tǒng)是一個復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)，存在復(fù)雜多變、實時性強等特征，供水系統(tǒng)經(jīng)歷了恒速泵加壓供水、水塔高位水箱供水、氣壓罐供水、恒壓供水等方式的進(jìn)化，已經(jīng)初步形成大規(guī)模恒壓供水系統(tǒng)。但現(xiàn)有恒壓供水系統(tǒng)仍存在以下不足之處。1、設(shè)備效率低：供水系統(tǒng)管網(wǎng)龐大，存在有不少低質(zhì)管網(wǎng)和超年限服役管網(wǎng)，供水設(shè)備老化、選型不合適，導(dǎo)致運行效率低下。2、管理調(diào)度困難：供水系統(tǒng)范圍廣，分布散亂，系統(tǒng)信息主要靠人工收集與管理，實時性差，效率低，智能化程度低。3、能源浪費嚴(yán)重：水泵運行效率與其工作點相關(guān)，現(xiàn)有供水系統(tǒng)難以保證所有水泵工作于效率最高點，且當(dāng)用水需求變化時，難以及時調(diào)整，導(dǎo)致能量的浪費。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的第一個專利技術(shù)目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種智能控制綠色節(jié)能供水裝置，它所要解決的技術(shù)問題是如何提高供水裝置的效率和增強系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。本專利技術(shù)的第一個專利技術(shù)目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種智能控制綠色節(jié)能供水裝置，包括水箱、水泵和用于帶動水泵工作的電機，所述水箱通過供水管與水泵相連，其特征在于，所述水箱、水泵和電機均設(shè)置有系統(tǒng)檢測傳感器，所述供水裝置還包括控制柜、工控機和能效測量與分析平臺，所述工控機與檢測傳感器電性連接，所述控制柜、能效測量與分析平臺均與工控機電性連接，所述控制柜包括可編程邏輯控制器和變頻器，所述可編程邏輯控制器與工控機電性連接，所述變頻器與可編程邏輯控制器電性連接，所述電機與變頻器電性連接。工控機(IndustrialPersonalComputer，IPC)即工業(yè)控制計算機，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對生產(chǎn)過程及機電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的工具總稱。工控機具有重要的計算機屬性和特征，如具有計算機CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口，并有操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計算能力、友好的人機界面。工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊，屬于中間產(chǎn)品，是為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計算機。可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。系統(tǒng)檢測傳感器將檢測到的系統(tǒng)狀態(tài)信息傳送至工控機，工控機根據(jù)采集的系統(tǒng)狀態(tài)信息進(jìn)行分析處理并將系統(tǒng)處理結(jié)果傳送至能效測量與分析平臺，能效測量與分析平臺根據(jù)上傳的系統(tǒng)狀態(tài)信息分析系統(tǒng)實時能耗并進(jìn)行顯示，同時模擬其它供水模式，對不同供水模式進(jìn)行能耗分析和預(yù)測，選擇最優(yōu)供水模式，提高系統(tǒng)運行效率，工控機接收能效測量與分析平臺分析結(jié)果后，工控機根據(jù)系統(tǒng)信息發(fā)出控制指令至控制柜，通過控制柜對電機及水泵進(jìn)行調(diào)控，從而提高本供水裝置的效率和增強系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。在上述的智能控制綠色節(jié)能供水裝置中，所述電機和水泵的數(shù)量相一致，且電機與水泵一一對應(yīng)設(shè)置，所述控制柜還包括若干個斷路器和若干個重合閘，各斷路器均電性連接在一電機與一變頻器之間，所述重合閘與斷路器一一對應(yīng)設(shè)置，且各重合閘均與相對應(yīng)的斷路器電性連接，各重合閘均與工控機電性連接。控制柜接收工控機的控制指令，對電機進(jìn)行選擇性的開關(guān)，能夠進(jìn)一步提高供水裝置的效率和增強系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，同時避免能量浪費。在上述的智能控制綠色節(jié)能供水裝置中，各所述水泵的出水口均與同一供水管相連通，各所述水泵的進(jìn)水口均與同一進(jìn)水管相連通。各水泵之間采用并聯(lián)運行方式，且水泵與供水管、水泵與進(jìn)水管之間均不設(shè)置調(diào)節(jié)閥，它利用交流變頻技術(shù)實現(xiàn)全部變頻工作模式，變頻工作模式可以保證水泵在恒壓供水下始終在高效率區(qū)運行，其高效率區(qū)比原有控制系統(tǒng)可提高效率25％以上。在上述的智能控制綠色節(jié)能供水裝置中，所述水泵的主軸與電機的輸出軸通過聯(lián)軸器相連接。水泵與電機直接相連，使得水泵與電機始終保持同步轉(zhuǎn)速運行，從而保證控制柜對水泵與電機的調(diào)控更加迅速和精準(zhǔn)。在上述的智能控制綠色節(jié)能供水裝置中，所述電機為轉(zhuǎn)子采用永磁體結(jié)構(gòu)的永磁同步電機。永磁同步電機具有效率高、同步性能好、控制更加迅速精準(zhǔn)等優(yōu)點，可以實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能的目的，還可提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在上述的智能控制綠色節(jié)能供水裝置中，所述的水箱設(shè)置有水質(zhì)監(jiān)測傳感器，所述工控機與水質(zhì)監(jiān)測傳感器電性連接。水質(zhì)監(jiān)測傳感器可以充分利用供水系統(tǒng)軟硬件資源，實現(xiàn)全天候遠(yuǎn)程自動監(jiān)測，對水質(zhì)污染進(jìn)行預(yù)警。在上述的智能控制綠色節(jié)能供水裝置中，所述的水箱采用食品級不銹鋼材料制作而成。食品級不銹鋼材料可以從原材料保證安全衛(wèi)生、不銹蝕、不污染、抗老化、提高水的潔凈度。本專利技術(shù)的第二個專利技術(shù)目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種智能控制綠色節(jié)能的供水控制方法，它所要解決的技術(shù)問題是如何提高供水效率和增強系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。本專利技術(shù)的第二個專利技術(shù)目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種智能控制綠色節(jié)能的供水控制方法，其特征在于，由以下步驟組成：A、檢測系統(tǒng)狀態(tài)：系統(tǒng)檢測傳感器采集水箱、水泵及電機的系統(tǒng)狀態(tài)信息并上傳至工控機；B、分析和處理：工控機根據(jù)系統(tǒng)檢測傳感器分析上述系統(tǒng)狀態(tài)信息，并將系統(tǒng)處理結(jié)果傳送至能效測量與分析平臺，能效測量與分析平臺模擬改變設(shè)備運行參數(shù)，選擇最優(yōu)供水模式并傳送至工控機；C、調(diào)控：工控機接收能效測量與分析平臺的最優(yōu)供水模式方案后，工控機通過控制柜對電機及水泵的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控。本供水控制方法通過對水箱、水泵及電機的系統(tǒng)狀態(tài)信息進(jìn)行采集、分析、處理和模擬計算，選擇最優(yōu)的供水模式并進(jìn)行調(diào)控，能夠保證供水效率和增強系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。在上述的智能控制綠色節(jié)能的供水控制方法，其特征在于，步驟B中，所述能效測量與分析平臺具有用于顯示系統(tǒng)實時能耗的顯示器。操作人員通過觀察顯示器所顯示的系統(tǒng)實時能耗可進(jìn)行輔助調(diào)控，進(jìn)一步保證供水效率和增強系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。在上述的智能控制綠色節(jié)能的供水控制方法，其特征在于，步驟C中，所述電機的數(shù)量為3～8個，各電機在供水時不同時關(guān)閉。各電機帶動相對應(yīng)的水泵進(jìn)行工作，上述電機和水泵的數(shù)量設(shè)置，能夠在保證恒壓供水的前提下，可僅采用部分電機或水泵進(jìn)行供水，避免多個電機不必要的同時工作而導(dǎo)致能量浪費，而且還能夠避免單個電機單獨拖動水泵供水而導(dǎo)致供水效率較差，同時延長電機的使用壽命。由于采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)專利的優(yōu)點是：1、本專利技術(shù)專利提供了一種智能控制綠色節(jié)能供水裝置和供水控制方法，系統(tǒng)中采用永磁同步電機驅(qū)動水泵運行，提高了系統(tǒng)效率，增強了系統(tǒng)穩(wěn)定性，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能的目的。2、采用水泵并聯(lián)運行方式，利用變頻調(diào)速技術(shù)，實現(xiàn)所有水泵的全變頻模式運行，使水泵可以在高效率區(qū)運行，比原有控制系統(tǒng)提高效率25％以上。3、采用智能控制水泵揚程流量策略，實現(xiàn)水泵的規(guī)定程序運行或者智能調(diào)整，并實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的實時記錄和能耗顯示預(yù)測。4、采用優(yōu)異材質(zhì)水箱，保證供水的安全衛(wèi)生，實現(xiàn)儲水系統(tǒng)的便捷清洗，安裝水質(zhì)檢測傳感器，實現(xiàn)水位水質(zhì)的實時監(jiān)測和預(yù)警，保證水質(zhì)綠色環(huán)保。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的供水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)中供水裝置的系統(tǒng)原理圖。圖3是本專利技術(shù)中電機和水泵的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、水箱；2、水泵；3、電機；4、控制柜；5、工控機；6、能效測本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種智能控制綠色節(jié)能供水裝置，包括水箱(1)、水泵(2)和用于帶動水泵(2)工作的電機(3)，所述水箱(1)通過供水管(13)與水泵(2)相連，其特征在于，所述水箱(1)、水泵(2)和電機(3)均設(shè)置有系統(tǒng)檢測傳感器(7)，所述供水裝置還包括控制柜(4)、工控機(5)和能效測量與分析平臺(6)，所述工控機(5)與系統(tǒng)檢測傳感器(7)電性連接，所述控制柜(4)、能效測量與分析平臺(6)均與工控機(5)電性連接，所述控制柜(4)包括可編程邏輯控制器(9)和變頻器(10)，所述可編程邏輯控制器(9)與工控機(5)電性連接，所述變頻器(10)與可編程邏輯控制器(9)電性連接，所述電機(3)與變頻器(10)電性連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能控制綠色節(jié)能供水裝置，包括水箱(1)、水泵(2)和用于帶動水泵(2)工作的電機(3)，所述水箱(1)通過供水管(13)與水泵(2)相連，其特征在于，所述水箱(1)、水泵(2)和電機(3)均設(shè)置有系統(tǒng)檢測傳感器(7)，所述供水裝置還包括控制柜(4)、工控機(5)和能效測量與分析平臺(6)，所述工控機(5)與系統(tǒng)檢測傳感器(7)電性連接，所述控制柜(4)、能效測量與分析平臺(6)均與工控機(5)電性連接，所述控制柜(4)包括可編程邏輯控制器(9)和變頻器(10)，所述可編程邏輯控制器(9)與工控機(5)電性連接，所述變頻器(10)與可編程邏輯控制器(9)電性連接，所述電機(3)與變頻器(10)電性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制綠色節(jié)能供水裝置，其特征在于，所述電機(3)和水泵(2)的數(shù)量相一致，且電機(3)與水泵(2)一一對應(yīng)設(shè)置，所述控制柜(4)還包括若干個斷路器(11)和若干個重合閘(12)，各斷路器(11)均電性連接在一電機(3)與一變頻器(10)之間，所述重合閘(12)與斷路器(11)一一對應(yīng)設(shè)置，且各重合閘(12)均與相對應(yīng)的斷路器(11)電性連接，各重合閘(12)均與工控機(5)電性連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能控制綠色節(jié)能供水裝置，其特征在于，各所述水泵(2)的出水口均與同一供水管(13)相連通，各所述水泵(2)的進(jìn)水口均與同一進(jìn)水管(14)相連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的智能控制綠色節(jié)能供水裝置，其特征在于，所述水泵(2)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高樹彪，高永升，
申請(專利權(quán))人：浙江永發(fā)機電有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33