謝 鶴

（江蘇儀化設(shè)備工程有限公司，江蘇 揚(yáng)州211900）

0 引言

東山二村25、26、27棟樓位于儀征化纖生活小區(qū)東北角，居供水管網(wǎng)末梢，又因其地勢(shì)較高，在用水高峰時(shí)四樓及以上住戶自來水的出水壓力明顯不足，給居民生活帶來一定的影響。為了解決這個(gè)問題，供水部門決定在3棟樓房的附近區(qū)域增設(shè)加壓泵房。

1 方案的實(shí)施

加壓泵房定為無人值守的恒壓供水之泵房，故選用遠(yuǎn)程壓力傳感器與變頻調(diào)速裝置配合，利用PID調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制變頻調(diào)速裝置的輸出電壓來達(dá)到水泵出水口恒壓的要求?？紤]到水泵檢修、運(yùn)行周期等諸因素，所以采取“一用一備”的形式（水泵型號(hào)為IS6100－125A、匹配電機(jī)型號(hào)為Y132S2－2－7.5kW），通過運(yùn)用 CPM1A 小型可編程控制器來實(shí)現(xiàn)定泵運(yùn)行、定時(shí)運(yùn)行、工頻運(yùn)行、變頻運(yùn)行等幾種運(yùn)行方式，以達(dá)成恒壓供水的最優(yōu)化。同時(shí)，利用空氣開關(guān)、熱繼電器以及變頻調(diào)速裝置對(duì)機(jī)泵實(shí)施過流（或短路）、過壓、過負(fù)荷保護(hù)，并相應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，及時(shí)將設(shè)備的運(yùn)行情況反饋給巡檢人員。

1.1 電氣主回路接線

電氣主回路接線如圖1所示。KM1為1#泵工頻運(yùn)行接觸器，KM2為1#泵變頻運(yùn)行接觸器；KM3為2#泵工頻運(yùn)行接觸器，KM4為2#泵變頻運(yùn)行接觸器。接觸器型號(hào)為L(zhǎng)C1－D2510M5C；變頻調(diào)速裝置選用富士公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，型號(hào)為FRN7.5P11S－4CX；空氣開關(guān)選用 NS80H。機(jī)泵在變頻運(yùn)行工況下，由變頻調(diào)速裝置擔(dān)負(fù)設(shè)備的過流、過壓保護(hù)；機(jī)泵在工頻運(yùn)行工況下，由空氣開關(guān)、熱繼電器（型號(hào)為L(zhǎng)R2－D1321－N）作為設(shè)備的過流（或短路）、過負(fù)荷保護(hù)。遠(yuǎn)程壓力傳感器（工作電源：DC24V，輸出4～20mA）的輸出接于變頻器的C1、11端口，變頻器的故障報(bào)警輸出30A、30C接于可編程控制器的I11端口。

1.2 可編程控制器接線

可編程控制器采用OMRON公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，型號(hào)為CPM1A－20CDR－A，其接線如圖2所示。該控制器的輸入、輸出點(diǎn)分配列于表1中。

圖1 電氣主回路接線

圖2 可編程控制器接線

1.3 變頻器參數(shù)設(shè)定及控制器編程

1.3.1 變頻調(diào)速裝置的參數(shù)設(shè)定

變頻調(diào)速裝置的參數(shù)設(shè)定如表2所示。

1.3.2 可編程控制器的編程

可編程控制器的編程梯形圖如圖3所示。程序可現(xiàn)場(chǎng)通過編程器寫入或在移動(dòng)PC上通過編程軟件編好、修改后下載至控制器中。

表1 可編程控制器地址分配表

表2 變頻器參數(shù)設(shè)定表

從程序梯形圖中可以看出，機(jī)泵的工作過程分為定泵運(yùn)行工作方式和定時(shí)運(yùn)行工作方式以及變頻運(yùn)行和工頻運(yùn)行的系列組合，在此就不再一一詳述了。

圖3 程序梯形圖

2 幾點(diǎn)體會(huì)

（1）在調(diào)試過程中，用信號(hào)發(fā)生器取代遠(yuǎn)程壓力傳感器來模擬水泵出口壓力值的信號(hào)時(shí)，發(fā)現(xiàn)信號(hào)值的大小雖然變化較大，但電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化似乎不明顯，查找原因后知：由于疏忽，變頻調(diào)速裝置參數(shù)H20設(shè)定值保持了出廠值（即0——不動(dòng)作），后來設(shè)定值改為“2”，滿足了要求。另外，根據(jù)服務(wù)的對(duì)象特點(diǎn)，可將P增益（H22）調(diào)至適中，不需選取過大；同時(shí)，積分時(shí)間（H23）亦不需要選取過小。這樣，雖然響應(yīng)稍滯后，但可避免系統(tǒng)振蕩。

（2）此增壓泵房為無人值守之泵房，一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警。筆者在編程時(shí)，增加了報(bào)警延時(shí)、間隔功能，這樣既可以提示巡檢人員檢查、修復(fù)，又可以避免報(bào)警警鈴因長(zhǎng)時(shí)間通電而燒毀。

（3）根據(jù)供水季節(jié)、用水特點(diǎn)，可通過運(yùn)用可編程控制器很方便地實(shí)現(xiàn)工頻、變頻、定泵、定時(shí)等多種輸入信號(hào)時(shí)的選通控制，這是現(xiàn)階段新型定時(shí)器暫時(shí)所不能替代的功能，也是選擇控制器與變頻器相配合來實(shí)現(xiàn)恒壓供水的初衷。

（4）CPM1型控制器雖安裝尺寸較小、價(jià)格也適中，但由于其沒有時(shí)鐘功能，因此在編程時(shí)只能利用內(nèi)部特殊輔助繼電器（25400）與計(jì)數(shù)器相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制功能，這就使編程步序增多、掃描時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)。若采用帶有時(shí)鐘功能的控制器（如西門子S7－200系列），則可明顯縮減程序段，提高系統(tǒng)的可靠性。這也是本系統(tǒng)有待改進(jìn)的地方。

3 結(jié)論

（1）項(xiàng)目實(shí)施后這些年，筆者常在夏季用水高峰時(shí)段走訪3棟樓的最上層用戶，只要變頻調(diào)速裝置的輸出頻率在30Hz左右，就能完全滿足需要。但考慮到水泵匹配電機(jī)為Y系列普通電機(jī)，頻率設(shè)定過低時(shí)，電機(jī)一方面容易發(fā)熱，另一方面噪聲也增大，所以在設(shè)定參數(shù)時(shí)，將最低頻率設(shè)定為20Hz。

（2）在設(shè)備選型時(shí)，已考慮預(yù)留一定量的遠(yuǎn)程端口，這樣就可以方便地與儀化供水部門的調(diào)度微機(jī)系統(tǒng)相連，便于其現(xiàn)代化管理。

（3）此改造項(xiàng)目雖用作改善供水管網(wǎng)末梢的3棟樓的供水，但對(duì)連片住宅區(qū)的恒壓供水也有一定的借鑒作用。

［1］王兆義，楊新志.小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)［M］.2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

［2］張燕賓.電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速圖解［M］.北京：中國電力出版社，2005.