智能型供水控制器的应用

智能型恒压供水控制器在变频供水设备及变频无负压供水设备上的应用北京兰利东方科技有限公司高国军摘要：本文介绍了CPS-21C系列智能型恒压供水控制器在在变频供水设备及变频无负压供水设备上的应用，以及控制器新的功能和特点，并简要介绍了在供水设备自动化监控方面应用。关键词：供水控制器变频无负压供水自动化监控引言目前智能型恒压供水控制器被广泛应用于供水行业，由于其使用简单方便，精度高，不需用户编程，容易调试，广泛受到水泵生产厂家及供水设备制造厂家和最终用户的欢迎。但随着供水设备技术水平的发展，用户需要的功能越来越多，加之近年来供水设备实现自动化监控的增多，以及变频无负压供水设备的大量推广和普及，早期的供水控制器已经不能满足现有市场的这些需求，因此兰利科技于今年六月推出新型CPS-21C系列智能型恒压供水控制器，该控制器包含了目前供水行业要求的几乎所有的功能要求，具有标准的MODBUS协议，可以通过RS485与上位机进行通讯，也可以连接触摸屏，实现一机多屏。除了可做通用的变频供水控制外，其另外的一大特点是还可以做为无负压控制器，其硬件上予留了既可以接开关量，也可以接模拟量的信号接口，软件上完全符合目前管网叠压供水设备的行业标准。本文就CPS-21C的新功能和自动化监控及变频无负压供水设备的应用做相关的介绍。2智能型恒压供水控制器在变频供水中的应用2．1系统硬件构成及原理简介图1如上图1所示，变频供水设备由水池、水泵、压力表、管路阀门系统及电控系统所组成。其中电控系统由变频器、智能型恒压供水控制器（以下简称供水控制器）、显示单元（触摸屏或显示键盘）以及其他电气执行元件所组成。也可以根据需要，通过RS485同上位计算机连接组成一个实时的监控系统。众所周知，变频供水的节能原理就是水泵功率与水泵转数的三次方成正比，因此，当采集系统管网的压力值并将其送入供水控制器，控制器便时时将设定值与采集到的压力值进行比较，经快速精确的PID运算后控制变频器频率的输出从而调节水泵的转速，达到多用多供，少用少供的目的，进而达到节能的目的。在实际的变频供水应用中，供水控制器的基本功能都能够满足，具体的功能和参数此处不再赘述。下面只针对CPS-21C系列供水控制器新增的功能做一叙述。2．2供水控制器新功能及其应用2．2．1大泵小泵频率下限分开设置由于现在对节能要求越来越高，所以新型CPS-21C系列供水控制器针对于此增加了大泵和小泵频率下限分开设置的功能，即增加了单独设置大泵和小泵频率下限的功能，这样在夜间小流量时，首先是大泵在频率下限上运行，然后大泵停机，系统进入小泵变频运行，此时小泵可以根据系统的用水量在合适的频率下运行，当系统达到最小流量时，小泵便可运行在小泵的下限频率上，可使系统更加节约能源。在实际的调试过程中，可以采取调节总出水阀门的开度的办法来模拟夜间小流量的不同程度，来设置大泵和小泵的频率下限，具体的参数设置请详见说明书。2．2．2休眠过程中可以根据压力下降的程度及时进行补压当系统采用定时控制时，可以在每个工作时间段内设置是否具有休眠的功能，这样可以保证在工作的时间段内也可以完成休眠的功能，进一步达到了节能的目的。但当系统保压不好，或在夜间还有一定用水量的时候，可能会在系统休眠期间导致水压不够或是有些用户用不上水，为了解决这个问题，我们在软件中设置了达到压力下限自动进行补压，压力达到上限自动停机的功能，这两个压力值可以根据用户的需要任意进行设置，满足了系统在休眠期间的压力要求，具体的参数设置请详见说明书。2．2．3其他功能除了以上介绍的功能之外，新型控制器还增加了加减速时间分开设置的功能，切泵压力正差和负差的功能，以及传感器增益设置范围扩大，输出增益可设置，小泵压力正差和负差分开设置等功能，这些功能都是有利于系统更加稳定，控制精度更高。详细的功能介绍在此不再赘述，详情请参考CPS-21C使用说明书。上面介绍的新增功能都是公司在近十年的控制器生产过程中将来自用户第一现场的反馈信息，以及根据广大用户的需求，经我们分类归纳整理后开发出的新功能，因此非常具有实用性。CPS-21C型控制器还兼容公司原CPS-20C系列控制器的所有功能，使用户更易于使用和维护。同时又将显示单元由原来的数码管显示改变为汉字液晶显示，使人机界面更加友好，在安装方式上采用螺钉和导轨两种方式。消防功能完善，有工频消防，变频消防，巡检方式上也有工频巡检和变频巡检两种方式，完全遵循公安部消防局的有关标准；另外，新改型的CPS-21C型控制器主要针对电源和抗干扰两个方面做了较大的改进，使控制器的抗干扰能力和电源的可靠性都有了较大的提高。该机型通过了国家电控配电设备质量监督检验中心的型式试验。抗干扰方面，CPS-21C的指标是按照最严酷的标准设计的，快速脉冲群4000V是所有工业产品中最严酷的标准，该产品已经完全通过了这项检验。详细参数请见下表一。电噪声试验电噪声试验电噪声严酷等级所有电源注静电放电强度RH-1:ESD-3150150pF/Ω8KV辐射电磁场10V/m快速脉冲群4000V表一3智能型恒压供水控制器在无负压供水中的应用3．1无负压变频供水原理简介近些年来，无负压变频供水设备越来越多地用于楼宇、学校、小区等单位中，它以其安装方便、无须建水池、占地面积小、经济卫生，无二次污染、节能显著等方面的优点逐渐受到用户的欢迎。其原理简要介绍如下：如图二所示，自来水管网的水经空气隔断器直接进入流量补偿器，罐内的空气从真空抑制器内排出，待水充满后，真空抑制器自动关闭。当自来水能够满足用水压力及水量要求时，设备通过旁通止回阀向用水管网直接供水；当自来水管网的压力不能满足用水要求时，系统通过压力传感器（或压力控制器、电接点压力表）给出起动信号起动变频设备运行。当设备供水时，若自来水管网的水量大于水泵流量，系统保持正常供水；用水高峰期时，若自来水管网水量小于水泵流量时，调节罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空抑制器进入流量补偿器，消除了自来水管网的负压，当自来水管网的压力降低到设定的安全值时，变频设备将减速运行或停止运行。当用水高峰期过后，系统又恢复到正常状态。若自来水管网停水而导致调节罐内的水位不断下降，液位探测器给出水泵停机信号以保护水泵机组,水位恢复至正常值后设备自动恢复运行。图23．2CPS-21C控制器在无负压变频设备上的应用在CPS-21C的开发初期，就规划了无负压控制的功能，考虑到目前国家行业协会还没有颁发无负压统一的标准，而且经我们调研，国内的设备厂家在采集管