[发明专利]锁相环同步切换及FNN智能变频恒压供水系统

说明书

技术领域

本发明涉及供水技术领域，尤其涉及一种智能的变频调速恒压供水系统。

背景技术

在供水技术领域，当供水的需求量有较大变化时，必须保证水管管网内水压力的恒定。为了满足此技术需求，在中大容量的供水系统中，一般采用在变频器外部提供压力闭环调节的技术方案；同时，还可以对多台水泵的循环控制提供外部的逻辑控制；在变频与工频电源的切换时采用主电路串接软启动器降压启动的技术手段；通过综合采用上述方法，实现变频恒压供水的技术目的。

但长期以来，市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等在技术方面存在着很多问题，已经不能满足当前社会的发展和需求。

日本Samco公司推出了一种恒压供水基板，备有“变频泵固定方式”、“变频泵循环方式”两种可选模式。它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上，通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能。因此，基于该装置，只要搭载配套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁接触器工作，可构成最多7台电机(泵)的供水系统。

该装置的应用简化了变频恒压供水系统的电路结构，提高了变频恒压供水系统的可靠性，降低了设备成本。但是，该装置输出接口的扩展功能缺乏灵活性，并且限制了带负载的容量，因此适用范围受到限制，难以全面推广应用。

目前国内的变频恒压供水工程中，大多采用国外的变频器控制水泵的转速，辅以水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，实现变频恒压供水的技术目的；也有的采用可编程控制器(PLC)予以实现；还有的采用单片机及相应的软件予以实现。

这几种控制方案，从可靠性方面讲，PLC优于单片机，从经济性方面看，单片机优于PLC。

在变频与工频电源的切换技术上，多数工程采用前面提及的主电路串接软起动器的方法进行降压起动，也有少数工程采用切换时封锁变频器的控制脉冲，使变频器输出为零，切换到工频电源上。

这两种技术方案，前者容易实现，软起动器一般为成品部件，但设备投资较大；后者设备投资少，但频率波动大，易引起水管管网压力不稳定。

目前国内也推出了恒压供水专用变频器(5.5KW-45KW)，无需外接PLC和PID调节器，可完成最多4台水泵的循环切换、定时起停和定时循环。该变频器将压力闭环调节与循环逻辑控制功能集成在变频器内部实现，其输出接口限制了带负载的容量，因此只适用于中小容量的系统。

目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究中，对中大容量恒压供水系统中存在的水压闭环控制和变频电源与工频电源的无扰动平稳切换问题，还没有良好的解决方案。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种智能变频恒压供水系统，以改善变频恒压供水系统的性能并且降低中大容量系统的投资成本。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种改善变频恒压供水系统的性能并且降低投资成本的智能变频恒压供水系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种锁相环同步切换及FNN智能变频恒压供水系统，至少包括：由N个水泵组成的水泵组，各所述水泵分别配置有异步电机；至少一主供水管道，连接供水源与用户端，所述主供水管道上设置有水压获取装置；一控制器，所述控制器至少包括一自调整模糊神经网络模块及一神经网络自整定模块；所述主供水管道供水时，所述锁相环同步切换及FNN智能变频恒压供水系统的工作步骤为：

步骤一，所述控制器获得所述水压获取装置的实际水压值；

步骤二，所述控制器将所述步骤一获得的实际水压值与系统设定水压值进行比较；

步骤三，当所述步骤二中的比较出现差值时，通过所述自调整模糊神经网络模块和所述神经网络自整定模块控制各所述异步电机的转速。

在本发明的具体实施中，还包括步骤四，当所述实际水压值大于所述系统设定水压值时，所述控制器控制所述异步电机减速；或，当所述实际水压值小于所述系统设定水压值时，所述控制器控制所述异步电机增速。

在本发明的其他具体实施中，还包括步骤五，所述控制器一次或多次重复所述步骤一与所述步骤二的操作，直至所述实际水压值与所述系统设定水压值大致相同。

在本发明的其他具体实施中，所述步骤三中，利用锁相环同步切换技术对各所述异步电机进行变频控制，实现切换前后电源同频同相。

在本发明的其他具体实施中，所述步骤三中，所述神经网络自整定模块同时对多个PID参数进行在线调整。