富士貿(mào)易(亞洲)有限公司北京辦事處 盛立榮. 李慶華
北京東亞供水設備廠 權廣益

關鍵詞:變頻供水、PLC、PID
一． 引言
供水設備技術更新日益發(fā)展，隨著相關電氣設備的技術進步而不斷完善。隨著富士新一代小型PLC-SPB的上市，在變頻供水技術改造上得到進一步發(fā)展，實現(xiàn)了控制功能更強，價格更低的改進型控制柜。
二． 系統(tǒng)介紹
該系統(tǒng)為一拖三型式，計有30點PLC壹臺，2.2KW變頻器壹臺,水泵三臺,相關低壓電器一批,由于其主要核心器件全部選用富士電機優(yōu)質(zhì)工控產(chǎn)品,也可稱為富士恒壓變頻供水控制柜.系統(tǒng)圖如下:
 

三． 功能介紹
此種變頻柜是一種低成本一拖三控制方式，其過程為1號泵調(diào)速運行至滿負荷時仍達在到設定壓力，PLC將當前運行泵轉換為工頻，再軟啟動2號泵，開始調(diào)速直達設定壓力值，如仍不能滿足要求則將2號泵也轉為工頻運行，3號泵軟啟動后投入調(diào)速運行，以達到設定壓力值，減泵時按3號、2號、1號泵順序執(zhí)行。如此循環(huán)往復，實現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)控制恒壓供水。即可節(jié)省能源，又可做到經(jīng)濟耐用，可實現(xiàn)無間斷供水或自動定時供水，設備運行合理，可靠性高，配置靈活，操作維護簡單。
四． 系統(tǒng)工作原理
該系統(tǒng)工作流程為：運傳壓力表將供水管網(wǎng)內(nèi)的動態(tài)壓力信號直接輸入到變頻器的模擬量輸入端子，作為變頻閉環(huán)PID控制的反饋量，變頻調(diào)速器的給定信號由控制端子X1-X4給定，由于變頻供水對頻率精度要求不高，4個端子可組成16級頻率給定變化。X1—X4由PLC的四個輸出點來控制組合，同時PLC的輸出點可控制工頻/變頻的切換。其最重要一點是利用變頻器的FMP端子，輸出與頻率成比例的脈沖串，再輸入到SPB-PLC的高速計數(shù)端子，計算出變頻器的實際輸出頻率，經(jīng)過PLC運算比較，實現(xiàn)各臺泵的自然切換，真正達到恒壓供水的目的。在消防運行時，按下消防按紐，執(zhí)行相應PLC程序，所有水泵逐臺切入工頻運行，以保證消防用水壓力。
五． 設備選型
1． 變頻器：選用日本原裝富士電機FVR2.2E11S-4JE型變頻器。該型號低噪聲、轉矩大、體積小、功能強，自帶PID功能，可在各種場合使用，是小功率高性能變頻器的首選。
2． 可編程序控制器：選用富士電機最新推出SPB系列小型PLC：NWOP30R-31（16入/14出），該機特點如下：
一． 體積小巧、功能強大、處理速度快、品種齊全（20、30、40、60點主機，16、32點擴展）；
二． 直接帶擴展，無須另接電源，最大可達124點；
三． 帶有自舉螺釘端子，接線方便，不掉螺釘；
四． 備有各種外接單元，如模擬量（4入，2出，3入/1出型），RS-232C、RS-485通訊單元、AS-I總線單元；
五． 高速計數(shù)可達100KHZ
六． 軟件功能強大：
（1） 具有各種32位運算指令；
（2） 40點、60點帶內(nèi)部時鐘；
（3） 具有浮點運算功能，及相應三角函數(shù)運算功能；
（4） 具有PWM等脈沖控制功能；
（5） 具有多段斜坡保持控制功能；
（6） 具有矩陣、PID、數(shù)字開關讀入等功能；

3． 低壓電器：
（1） 空氣開關：富士電機EA33B/15A。
（2） 接觸器：富士電機SC-E03額定電流12A。
熱繼電器：富士電機TK-E02/9-13A帶斷相保護。
六． 結束語
該變頻恒壓供水控制柜可廣泛應用于城鄉(xiāng)各種類型自來水供水系統(tǒng)，高層建筑供水，生活用水及消防供水工業(yè)生產(chǎn)工況閉環(huán)用水的恒壓控制。