專利名稱：微機(jī)變頻供熱節(jié)能自動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種供熱網(wǎng)的控制裝置，涉及到計算機(jī)控制技術(shù)。
技術(shù)背景熱網(wǎng)供熱的耗電重點(diǎn)設(shè)備是熱網(wǎng)循環(huán)水泵，熱網(wǎng)供熱的循環(huán)速度，是根據(jù)室外氣候和室內(nèi)環(huán)境溫差的變換進(jìn)行的，傳統(tǒng)的方法是調(diào)節(jié)閥門的開啟度來調(diào)節(jié)熱水的流量，但循環(huán)水泵仍是恒速運(yùn)行，在一定程度上浪費(fèi)了很多能源。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是公開一種微機(jī)變頻供熱節(jié)能自動控制裝置。
本實(shí)用新型是一種閉環(huán)控制，由微機(jī)變頻調(diào)速器、溫度控制器和空氣開關(guān)、斷路器、熱繼電保護(hù)器低壓元、器件組成主體控制系統(tǒng)和外圍信號采集元、器件組成的輔助控制系統(tǒng)組成；包括安裝在室、內(nèi)外的溫度采集器1，實(shí)時檢測溫差信號，傳送給溫度比較調(diào)節(jié)器2與設(shè)定值進(jìn)行比較，把比較后的溫度、壓力值轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的電壓(或電流)信號，傳送給交換器，通過微機(jī)變頻調(diào)速器3內(nèi)部的運(yùn)輯比較運(yùn)算，改變變頻器的輸出頻率和電壓，調(diào)節(jié)加壓熱水泵4電機(jī)的轉(zhuǎn)速，把循環(huán)水泵的最大輸出流量降至所控制溫度對應(yīng)的量；其特征是外接線包括一、主回路從電源開關(guān)柜引進(jìn)的三相四線制(AC380V)電源線接控制柜的主開關(guān)QF1，從主開關(guān)QF1下端引出三相電源分別接到變頗電源回路的控制開關(guān)QF2和工頻電源回路的控制開關(guān)QF3。QF2下端接變頻器的電源輸入端R、S、T，變頻器的輸出端U、V、W接觸器KM1、KM3的主回路端子，輸出側(cè)分別接到保護(hù)元件FH1、FH2的的主回路端子，再和控制電機(jī)相連。
QF3下端接觸器KM2、KM4的主回路端子，輸出側(cè)分別接到保護(hù)元件FH1、FH2的主回路端子，再和控制電機(jī)M1、M2相連。
二、控制回路控制回路的電源開關(guān)QFO接三相電源A相，輸出端標(biāo)號為01，N線直接引入，標(biāo)號為02，構(gòu)成AC220V的控制回路電源。電源指示燈接01和02。故障燈接管1和03，通過保護(hù)元件FH1、FH2的控制常閉端子接到02。工頻、變頻轉(zhuǎn)換開關(guān)接01和05、15。變頻接15、工頻接05。
1、工頻控制回路手動運(yùn)行指示燈接05、02，1號泵工頻停止按鈕接05、07，啟動按鈕接07、09，接觸器KM2的輔助點(diǎn)接07、09構(gòu)成了自鎖回路，接觸器KM1的常閉觸點(diǎn)接09、37，接觸器KM2的工作線圈接到37、10，保護(hù)元件FH1的控制常開端子接到10、02。
2號泵工頻停止按鈕接05、011，啟動按鈕接11、13，接觸器KM2的輔助觸點(diǎn)接11、13構(gòu)成了自鎖回路，接觸器KM1的常閉觸點(diǎn)接13、39，接觸器KM2的工作線圈接到39、14，保護(hù)元件FH1的控制常開端子接到14、02。
2、變頻控制回胳變頻運(yùn)行指示燈接15、12；控制當(dāng)前工作泵的開關(guān)TA TC和KA分別接15、17和15、25。
系統(tǒng)設(shè)計為1號為當(dāng)前工作泵?？刂票们袚Q、啟停的時間繼電器ST1的線圈接17、10，ST2的延時閉合動合觸點(diǎn)接17、09?？刂?號變頻運(yùn)行的控制回路的接觸。
本實(shí)用新型通過閉環(huán)控制的方式，所供熱兩系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定溫度時，水泵開始低速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)熱網(wǎng)低于設(shè)定溫度時，水泵由慢速轉(zhuǎn)換成高速運(yùn)轉(zhuǎn)，逐漸使網(wǎng)內(nèi)溫度回升到設(shè)定溫度，然后又轉(zhuǎn)換成低速運(yùn)轉(zhuǎn)，高低速運(yùn)轉(zhuǎn)可根據(jù)設(shè)定溫度自動轉(zhuǎn)換調(diào)整；從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省電能的目的。


圖1為本實(shí)用新型原理框圖；圖1為本實(shí)用新型電路圖；具體實(shí)施方式
如圖1所示，整套控制裝置是由微機(jī)變頻調(diào)速器、溫度控制器和空氣開關(guān)、斷路器、熱繼電保護(hù)器等低壓元、器件組成主體控制系統(tǒng)和外圍信號采集元、器件組成的輔助控制系統(tǒng)；主體控制系統(tǒng)是通過微機(jī)變頻調(diào)速器來控制實(shí)現(xiàn)的，外圍設(shè)備正常工作頻率為50Hz，經(jīng)過技術(shù)人員編制、輸入變頻器運(yùn)行程序，使變頻器最大運(yùn)行頻率(提水)設(shè)定為46Hz(假定)，最小運(yùn)行頻率(恒壓)設(shè)定為32Hz(假定)，溫控器界線溫度設(shè)定為23攝氏度(相對應(yīng)的電流輸出量為15mA)；外圍信號采集系統(tǒng)將所采集的溫度信號傳送給溫控器，溫控器將溫度信號轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電流信號后傳進(jìn)給變頻器，變頻器將收到的電流信號進(jìn)行計算，與預(yù)先設(shè)置好的運(yùn)行頻率相比較，當(dāng)接收的電流值大于15mA(即溫度高于23度)時，變頻器便以32Hz輸出信號給水泵電機(jī)，水泵開始伯低速運(yùn)轉(zhuǎn)，熱水在管網(wǎng)里保壓不流動；當(dāng)接收的電流值小于15mA(即溫度低于23度)時，變頻器便以46Hz輸出信號給水泵電機(jī)，水泵開始高速運(yùn)轉(zhuǎn)，熱水在管網(wǎng)內(nèi)開始流動；通過供熱提升泵高低速旋轉(zhuǎn)，即保證了整體供熱網(wǎng)的恒溫，又延長了設(shè)備的使用壽命，降低了設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)成本，而且泵的低速運(yùn)行過程即是節(jié)約大量電能的過程。
原理框圖說明溫度采集器采集集中供熱管網(wǎng)的回水溫度t2，把t2傳輸給PI溫差比較調(diào)節(jié)器與設(shè)定控制溫度t1進(jìn)行比較，把兩者比較的溫差信號傳輸給變頻器，以控制加壓熱水泵的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)t1-t2大于0時，PI溫差比較調(diào)節(jié)器輸出0-10V，控制變頻器在最低運(yùn)行頻率(保證供水壓力達(dá)到供熱對象最高處最低的頻率值)的最低值與最大頻率之間進(jìn)行加速運(yùn)行；當(dāng)t1-t2小于或等于0時，PI溫差比較調(diào)節(jié)器輸出0-3V，控制變頻器在最低運(yùn)行頻率(保證供水壓力達(dá)到供熱對象最高處最低的頻率值)與最大頻率之間進(jìn)行減速運(yùn)行，直至達(dá)到最低運(yùn)行頻率；變頻器在PI溫差比較調(diào)節(jié)器輸出控制信號的作用下，循環(huán)往復(fù)地工作，從而達(dá)到供熱保持恒溫，合理調(diào)整加壓熱水泵的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。
圖2是系統(tǒng)設(shè)計為1號為當(dāng)前工作泵?？刂票们袚Q、啟停的時間繼電器ST1的線圈接17、10，ST2的延時閉合動合觸點(diǎn)接17、09?？刂?號變頻運(yùn)行的控制回路的接觸。
性能和特點(diǎn)1、高效節(jié)能，一般節(jié)電20％-50％；2、智能化控制制，可任意修改參數(shù)指令(加溫度設(shè)定值、壓力設(shè)定值控制順序、控制電機(jī)數(shù)量、PID值、加減速時間等)；3、實(shí)現(xiàn)軟啟、軟?？刂?，消除了直接啟動對電網(wǎng)的沖擊和干擾，降低電機(jī)及電器元件的故障率，降低電機(jī)運(yùn)行的噪音。
4、保護(hù)功能完善，具有過流、過壓、欠壓、超載等保護(hù)功能。
5、調(diào)速方便，裝置具有手動、自動及異地操作功能，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便。
權(quán)利要求1.一種微機(jī)變頻供熱節(jié)能自動控制裝置，是一種閉環(huán)控制，由微機(jī)變頻調(diào)速器、溫度控制器和空氣開關(guān)、斷路器、熱繼電保護(hù)器低壓元、器件組成主體控制系統(tǒng)和外圍信號采集元、器件組成的輔助控制系統(tǒng)組成；包括安裝在室、內(nèi)外的溫度采集器(1)，實(shí)時檢測溫差信號，傳送給溫度比較調(diào)節(jié)器(2)與設(shè)定值進(jìn)行比較，把比較后的溫度、壓力值轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號，傳送給交換器，通過微機(jī)變頻調(diào)速器(3)內(nèi)部的運(yùn)輯比較運(yùn)算，改變變頻器的輸出頻率和電壓，調(diào)節(jié)加壓熱水泵(4)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，把循環(huán)水泵的最大輸出流量降至所控制溫度對應(yīng)的量；其特征是外接線包括一、主回路從電源開關(guān)柜引進(jìn)的三相四線制電源線接控制柜的主開關(guān)QF1，從主開關(guān)QF1下端引出三相電源分別接到變頗電源回路的控制開關(guān)QF2和工頻電源回路的控制開關(guān)QF3。QF2下端接變頻器的電源輸入端R、S、T，變頻器的輸出端U、V、W接觸器KM1、KM3的主回路端子，輸出側(cè)分別接到保護(hù)元件FH1、FH2的的主回路端子，再和控制電機(jī)相連。QF3下端接觸器KM2、KM4的主回路端子，輸出側(cè)分別接到保護(hù)元件FH1、FH2的主回路端子，再和控制電機(jī)M1、M2相連。二、控制回路控制回路的電源開關(guān)QFO接三相電源A相，輸出端標(biāo)號為01，N線直接引入，標(biāo)號為02，構(gòu)成AC220V的控制回路電源。電源指示燈接01和02。故障燈接管1和03，通過保護(hù)元件FH1、FH2的控制常閉端子接到02。工頻、變頻轉(zhuǎn)換開關(guān)接01和05、15。變頻接15、工頻接05。1、工頻控制回路手動運(yùn)行指示燈接05、02，1號泵工頻停止按鈕接05、07，啟動按鈕接07、09，接觸器KM2的輔助點(diǎn)接07、09構(gòu)成了自鎖回路，接觸器KM1的常閉觸點(diǎn)接09、37，接觸器KM2的工作線圈接到37、10，保護(hù)元件FH1的控制常開端子接到10、02。2號泵工頻停止按鈕接05、011，啟動按鈕接11、13，接觸器KM2的輔助觸點(diǎn)接11、13構(gòu)成了自鎖回路，接觸器KM1的常閉觸點(diǎn)接13、39，接觸器KM2的工作線圈接到39、14，保護(hù)元件FH1的控制常開端子接到14、02。
2.變頻控制回胳變頻運(yùn)行指示燈接15、12；控制當(dāng)前工作泵的開關(guān)TA TC和KA分別接15、17和15、25。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種微機(jī)變頻供熱節(jié)能自動控制裝置。由微機(jī)變頻調(diào)速器、溫度控制器和空氣開關(guān)、斷路器、熱繼電保護(hù)器低壓元、器件組成主體控制系統(tǒng)和外圍信號采集元、器件組成的輔助控制系統(tǒng)組成；本實(shí)用新型通過閉環(huán)控制的方式，所供熱兩系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定溫度時，水泵開始低速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)熱網(wǎng)低于設(shè)定溫度時，水泵由慢速轉(zhuǎn)換成高速運(yùn)轉(zhuǎn)，逐漸使網(wǎng)內(nèi)溫度回升到設(shè)定溫度，然后又轉(zhuǎn)換成低速運(yùn)轉(zhuǎn)，高低速運(yùn)轉(zhuǎn)可根據(jù)設(shè)定溫度自動轉(zhuǎn)換調(diào)整；從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省電能的目的。
文檔編號G11B11/14GK2899034SQ20062002039
公開日2007年5月9日 申請日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者吳寶林 申請人:吳寶林