專利名稱：高智能化節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非電變量的控制或調(diào)節(jié)類，具體的講是涉及一種智能化的節(jié)能控制器。
背景技術(shù)：
目前市場上使用的節(jié)能控制器，普遍存在如下缺點(diǎn)(1)由于大多采用簡單安裝變頻器，通過操作人員手工調(diào)節(jié)控制運(yùn)行方式，因此自動化程度較低；(2)由于采用簡單的控制方式，雖然造價(jià)低，但對日常運(yùn)行管理人員提出了更高的要求，因?yàn)樵O(shè)備負(fù)荷受環(huán)境溫度和日照等外界因素的影響很大，因此設(shè)備運(yùn)行情況也須不斷的調(diào)整，為達(dá)到應(yīng)有的節(jié)能效果，運(yùn)行人員每天每隔一個(gè)時(shí)段就須對節(jié)能控制器的運(yùn)行參數(shù)如溫度、最低頻率進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整，因此工作量很大，而且易出差錯(cuò)，如調(diào)整不當(dāng)還會造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)故障甚至事故；(3)節(jié)能效果較差，一般小于30％；(4)對電網(wǎng)干擾大，由于所采用變頻器的諧波和射頻干擾很大，雖達(dá)到了一定的節(jié)能效果，但由于諧波的大量存在，導(dǎo)致電網(wǎng)的線損和變壓器的鐵銅損顯著增加，造成一邊節(jié)能另一邊增加耗能的不利狀態(tài)，對應(yīng)用于有精密儀器和設(shè)備的民用設(shè)施醫(yī)院等樓宇未采用射頻濾波器將可能導(dǎo)致儀器和醫(yī)用設(shè)備的不能正常工作甚至事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種智能化節(jié)能控制器，該控制器采用可編程控制器PLC控制各運(yùn)行器械及參數(shù)，使得設(shè)備在正常運(yùn)營的情況下，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。
本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成本發(fā)明主要由可編程控制器PLC、變頻器、顯示屏、接觸器、傳感器、熱保護(hù)器和負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成，其中可編程控制器PLC分別與變頻器、接觸器、熱保護(hù)器、負(fù)荷開關(guān)連接，變頻器連接傳感器，顯示屏連接在變頻器上。
在使用時(shí)，本發(fā)明的輸入端接電源，輸出端接設(shè)備電機(jī)，其中的可編程控制器PLC用于電機(jī)啟動和關(guān)閉的程序控制；變頻器用于根據(jù)設(shè)備負(fù)載的高低改變其輸出頻率從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能的目的；大屏幕液晶顯示屏用于顯示控制系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)如溫度、電流、功率等，方便用戶及時(shí)了解運(yùn)行狀態(tài)；接觸器用于控制設(shè)備負(fù)載連接的通斷；熱保護(hù)器用于保護(hù)設(shè)備電機(jī)的短路和過負(fù)載等；傳感器用于將外部參數(shù)如溫度、壓力等轉(zhuǎn)換為模擬量信號；負(fù)荷開關(guān)主要用于電源的接通和短路保護(hù)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是自動化程度高，可自動調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，自動優(yōu)化能耗組合；所有水泵軟啟動，啟動電流?。浑姍C(jī)有過載、過壓、欠壓、缺相、短路保護(hù)，故障不停機(jī)，節(jié)能效果顯著，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，一機(jī)多用，操作簡便。
附圖概述附

圖1為本發(fā)明實(shí)施例內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明實(shí)施例面板布置圖；附圖3為本發(fā)明實(shí)施例面板背面示意圖；附圖4為本發(fā)明實(shí)施例節(jié)能效果參數(shù)表；附圖5為本發(fā)明實(shí)施例水泵控制原理圖；具體技術(shù)方案以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如附圖1-5所示，標(biāo)號1-23分別表示編程控制器PLC(1)、接觸器KM0(2)、KM1(3)、KM2(4)、KM3(5)、KM4(6)、總電源開關(guān)QS1(7)、斷路器QF1(8)、變頻器IV(9)、斷路器QM1(10)、斷路器QM2(11)、微型按鈕SB1-SB2(12)、撥動開關(guān)S1-S3(13)、指示燈HL1-HL4(14)、蜂鳴器HA1(15)、熱保護(hù)器RH1(16)、熱保護(hù)器RH2(17)、降溫風(fēng)扇FAN1(18)、轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1(19)、轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2(20)、指示燈HL0(21)、指示燈HL5-HL7(22)、顯示屏(23)。
本實(shí)施例主要由可編程控制器PLC(1)、變頻器(9)、顯示屏(23)、接觸器(2)(3)(4)(5)(6)、熱保護(hù)器(16)(17)和負(fù)荷開關(guān)(7)構(gòu)成，其中電源連接至負(fù)荷開關(guān)(7)，后接入接觸器(2)(3)(4)輸入端，接觸器(2)的輸出端連接至變頻器(9)的輸入端，變頻器(9)的輸出端連接至接觸器(5)(6)的輸入端，接觸器輸出端分別連接斷路器QM1(10)、斷路器QM2(11)，其輸出端分別連接一臺水泵電機(jī)，斷路器QM1、斷路器QM2用于切斷接觸器與水泵電機(jī)的連接。接觸器(3)(4)的輸出端連接熱保護(hù)器(16)(17)，熱保護(hù)器(16)(17)的輸出端也分別連接斷路器QM1(10)、斷路器QM2(11)。單相電源220V連接至PLC(1)，PLC(1)連接變頻器(9)，溫度傳感器與變頻器(9)連接，PLC根據(jù)變頻器的頻率輸出控制接觸器(3)(4)(5)(6)的開關(guān)。顯示屏(23)連接至變頻器的通訊口，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。微型按鈕SB1-SB2(12)與PLC輸入連接，用于手動控制PLC輸出、撥動開關(guān)S1-S3(13)分別與蜂鳴器HA1(15)、PLC輸入連接用于切除報(bào)警和手動向PLC輸入信號。指示燈HL1-HL4(14)分別與接觸器(3)(4)(5)(6)的輔助觸點(diǎn)連接，用于工頻和變頻運(yùn)行的指示。降溫風(fēng)扇FAN1(18)與電源直接連接，用于節(jié)能控制柜的降溫。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1(19)與電源連接，用于轉(zhuǎn)換工頻變頻運(yùn)行。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2(20)與變頻器連接用于冬夏季轉(zhuǎn)換。指示燈HL0(21)與接觸器(2)的輔助觸點(diǎn)連接，用于變頻器上電指示。指示燈HL5-HL7(22)分別與電源和熱保護(hù)器的輔助觸點(diǎn)連接，用于電源指示和設(shè)備故障指示。
本產(chǎn)品安裝于空調(diào)水系統(tǒng)中，組成一變流量系統(tǒng)，裝于空調(diào)水系統(tǒng)上的溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換成模擬信號傳送至變頻器，變頻器根據(jù)傳送的溫差信號進(jìn)行計(jì)算并與內(nèi)部設(shè)定的程序設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行比較后對水泵進(jìn)行精確的頻率控制(HZ)，從而改變水泵的轉(zhuǎn)速(N)和水流量(Q)。
Q∝HZ水泵功率(P)∝Q3由以上公式可推算出，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速為原來的80％時(shí)，水泵實(shí)際功率只有約原功率的50％。
將三相五線制電源接至本實(shí)施例產(chǎn)品的電源輸入端(如附圖1中的L1、L2、L3、N和PE端)，將水泵的電機(jī)的電源輸入端接至本實(shí)施例的輸出端(附圖2中的U1、V1、W1、U2、V2和W2)即完成了與負(fù)載的連接。
本實(shí)施例用于控制空壓機(jī)和空氣處理機(jī)組時(shí)輸入輸出連接方式與水泵相同。
傳感器在不同的控制應(yīng)用領(lǐng)域因控制參數(shù)不同，類型有所區(qū)別如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等。
接通電源后，將本實(shí)施例產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至自動檔，PLC控制接觸器KM0、KM3接通，第一臺水泵開始變頻運(yùn)行，當(dāng)?shù)谝慌_水泵運(yùn)行一段時(shí)間后，水溫仍未達(dá)到程序設(shè)置的設(shè)計(jì)溫度，變頻器就向可編程控制器PLC發(fā)出信號，PLC接到信號后延遲一段時(shí)間后控制接觸器KM1、KM4接通，再通過熱保護(hù)器將第一臺水泵轉(zhuǎn)成工頻，隨后第二臺水泵軟啟動，其余水泵啟動方式依此類推。
當(dāng)運(yùn)行中的水泵發(fā)生故障時(shí)，PLC接收到故障信號后立即接通工頻接觸器KM1或KM2工頻啟動備用泵，保證水系統(tǒng)不斷水，不影響系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)如變頻器無故障，將啟動其余水泵，作節(jié)能運(yùn)行，如水流量超過系統(tǒng)冷量需求，PLC即關(guān)閉應(yīng)急啟動的工頻水泵，以保證最大程度的節(jié)能。
本實(shí)施例通過傳感器配合專用軟件，經(jīng)CPU運(yùn)算自動優(yōu)化能耗組合，經(jīng)過編程補(bǔ)償，使之與各水泵的參數(shù)完全自動匹配，能保持各種型號的電機(jī)變速穩(wěn)定，避免發(fā)熱，冬夏季轉(zhuǎn)換無須進(jìn)行繁瑣的參數(shù)設(shè)置。
市電先進(jìn)入本產(chǎn)品，后進(jìn)入電機(jī)，使頻率、電壓、電流逐步平滑穩(wěn)定上升，對電網(wǎng)不構(gòu)成沖擊，所有水泵軟啟動，啟動電流小，大大延長水泵的使用壽命。
由于采用基于微處理器的數(shù)字控制技術(shù)，硬件及軟件的組合，動態(tài)調(diào)節(jié)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以對電機(jī)有過載、過壓、欠壓、缺相、短路保護(hù)。
由于采用程序控制，運(yùn)行中發(fā)生故障，本實(shí)用新型可自動進(jìn)行換泵運(yùn)行，決不影響系統(tǒng)運(yùn)行，保證了節(jié)能和正常運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行。
所具有的大屏幕液晶背光顯示屏和變頻器進(jìn)行通訊連接，空調(diào)水系統(tǒng)的水溫、運(yùn)行功率、運(yùn)行時(shí)間、總用電量等參數(shù)均可通過顯示屏同時(shí)清晰顯示。
本發(fā)明的安裝位置無嚴(yán)格的規(guī)定，只需靠近控制負(fù)載及無濺水危險(xiǎn)和灰塵的室內(nèi)場所即可，也可以根據(jù)特殊要求特殊定制安裝在一些特殊位置。
雖然以上已經(jīng)參照附圖對按照本發(fā)明目的的構(gòu)思和實(shí)施例做了詳細(xì)說明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在沒有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對本發(fā)明作出各種改進(jìn)和變換，例如可以針對不同的客戶要求對本發(fā)明的各組成器件的不同型號、標(biāo)準(zhǔn)、類型的選擇進(jìn)行變換等等。
權(quán)利要求
1.一種智能化的節(jié)能控制器，主要由變頻器、接觸器、傳感器、熱保護(hù)器和負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成，其特征在于該控制器組成中還包括可編程控制器PLC，其中可編程控制器PLC分別與變頻器、接觸器、熱保護(hù)器連接，變頻器連接傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化的節(jié)能控制器，其特征在于所述的變頻器連接有顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能化的節(jié)能控制器，其特征在于所述的顯示屏可以是大屏幕液晶背光顯示屏或者是觸摸屏。
全文摘要
本發(fā)明涉及非電變量的控制或調(diào)節(jié)類，具體的講是涉及一種智能化的節(jié)能控制器，該控制器主要由可編程控制器PLC、變頻器、顯示屏、接觸器、傳感器、熱保護(hù)器和負(fù)荷開關(guān)構(gòu)成，其中可編程控制器PLC分別與變頻器、接觸器、熱保護(hù)器連接，變頻器連接傳感器，顯示屏連接在變頻器上，其優(yōu)點(diǎn)是自動化程度高，可自動調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，自動優(yōu)化能耗組合；所有水泵軟啟動，啟動電流小；電機(jī)有過載、過壓、欠壓、缺相、短路保護(hù)，故障不停機(jī)，節(jié)能效果顯著，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，一機(jī)多用，操作簡便。
文檔編號G05B19/05GK1598724SQ0315103
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者黃皓明 申請人:上海宇諾電氣技術(shù)有限公司