富士贸易(亚洲)有限公司北京办事处 盛立荣. 李庆华
北京东亚供水设备厂 权广益
关键词:变频供水、PLC、PID
一． 引言
供水设备技术更新日益发展，随着相关电气设备的技术进步而不断完善。随着富士新一代小型PLC-SPB的上市，在变频供水技术改造上得到进一步发展，实现了控制功能更强，价格更低的改进型控制柜。
二． 系统介绍
该系统为一拖三型式，计有30点PLC壹台，2.2KW变频器壹台,水泵三台,相关低压电器一批,由于其主要核心器件全部选用富士电机优质工控产品,也可称为富士恒压变频供水控制柜.系统图如下:
三． 功能介绍
此种变频柜是一种低成本一拖三控制方式，其过程为1号泵调速运行至满负荷时仍达在到设定压力，PLC将当前运行泵转换为工频，再软启动2号泵，开始调速直达设定压力值，如仍不能满足要求则将2号泵也转为工频运行，3号泵软启动后投入调速运行，以达到设定压力值，减泵时按3号、2号、1号泵顺序执行。如此循环往复，实现闭环调节控制恒压供水。即可节省能源，又可做到经济耐用，可实现无间断供水或自动定时供水，设备运行合理，可靠性高，配置灵活，操作维护简单。
四． 系统工作原理
该系统工作流程为：运传压力表将供水管网内的动态压力信号直接输入到变频器的模拟量输入端子，作为变频闭环PID控制的反馈量，变频调速器的给定信号由控制端子X1-X4给定，由于变频供水对频率精度要求不高，4个端子可组成16级频率给定变化。X1—X4由PLC的四个输出点来控制组合，同时PLC的输出点可控制工频/变频的切换。其最重要一点是利用变频器的FMP端子，输出与频率成比例的脉冲串，再输入到SPB-PLC的高速计数端子，计算出变频器的实际输出频率，经过PLC运算比较，实现各台泵的自然切换，真正达到恒压供水的目的。在消防运行时，按下消防按纽，执行相应PLC程序，所有水泵逐台切入工频运行，以保证消防用水压力。
五． 设备选型
1． 变频器：选用日本原装富士电机FVR2.2E11S-4JE型变频器。该型号低噪声、转矩大、体积小、功能强，自带PID功能，可在各种场合使用，是小功率高性能变频器的首选。
2． 可编程序控制器：选用富士电机最新推出SPB系列小型PLC：NWOP30R-31（16入/14出），该机特点如下：
一． 体积小巧、功能强大、处理速度快、品种齐全（20、30、40、60点主机，16、32点扩展）；
二． 直接带扩展，无须另接电源，最大可达124点；
三． 带有自举螺钉端子，接线方便，不掉螺钉；
四． 备有各种外接单元，如模拟量（4入，2出，3入/1出型），RS-232C、RS-485通讯单元、AS-I总线单元；
五． 高速计数可达100KHZ
六． 软件功能强大：
（1） 具有各种32位运算指令；
（2） 40点、60点带内部时钟；
（3） 具有浮点运算功能，及相应三角函数运算功能；
（4） 具有PWM等脉冲控制功能；
（5） 具有多段斜坡保持控制功能；
（6） 具有矩阵、PID、数字开关读入等功能；
3． 低压电器：
（1） 空气开关：富士电机EA33B/15A。
（2） 接触器：富士电机SC-E03额定电流12A。
热继电器：富士电机TK-E02/9-13A带断相保护。
六． 结束语
该变频恒压供水控制柜可广泛应用于城乡各种类型自来水供水系统，高层建筑供水，生活用水及消防供水工业生产工况闭环用水的恒压控制。