【摘 要】随着生产生活中自动化水平的不断提高，人们对日常供水质量的要求也越来越高，特别是工业领域对供水的及时性、稳定性、准确性要求就更加严格了。本文主要介绍了对某高楼供水系统的升级改造，设计了一套由三菱FX2N系列PLC、D700变频器组成的自动变频恒压供水系统。

【关键词】PLC;变频器;恒压系统

1 引言

原供水系统采用了自动化程度较低的水塔高位水箱供水，这是一种传统的高楼供水方式，主要由贮水池、加压水泵、高位水箱和配水管网四个部分组成。在供水系统中，高位水箱的主要作用是储水、调节负载和稳定供水压力。这种供水方式虽然能解决高楼用户的用水问题，但也常常会附带一系列的弊端，例如供水水压不稳、可靠性差、自动化程度低、容易造成二次污染等。这里面最主要的问题就是生活用水的二次污染，由于缺乏管理高楼水箱常年无人维护，如果水箱发成破损就会造成细菌、藻类在水体中大量繁殖，蚊虫鼠蚁进入水箱造成污染，危害人们的健康。针对以上问题，本人研究了基于三菱FX2N系列PLC和D700变频器的恒压供水系统，由于变频恒压供水系统实现了对水泵电机的无极调速，极大提高了用户的用水质量。与传统供水方式相比，变频恒压供水采用了封闭管网形式避免了二次污染，同时无论是前期投入、使用过程的经济性、供水稳定性、可靠性都具有很大优势。

2 系统组成

本套系统采用闭环控制方式，整个供水系统由控制装置、执行机构、信号检测和辅助部件构成。其中控制装置包含两个部分，供水控制器和变频器。供水控制器采用一台三菱FX2N系列PLC，是整个系统的核心，主要完成对现场水压信号、报警信号和主令电器状态的采集，并对以上信息进行分析、实施控制算法，最终输出控制命令至变频器;变频器选用三菱D700系列，作为水泵电机的驱动装置，跟踪控制器输出的控制信号时时改变水泵的运行频率，从而实现对水泵转速的控制。执行机构由一台GWS-BI立式一体化变频增压水泵构成，根据用户负载变化改变水泵电机的转速，用以维持供水管网的恒定水压。信号检测部分由一台EJA压力变送器构成，将供水管网水压的上下限信号反馈至供水控制器，这样既限定了水压的控制范围也实现了报警的上下限标定。最后的辅助部件是由一些主令电器构成，包括各类按钮、行程开关、指示燈等。

3 控制要求

为保证变频器恒压供水的实现，要求系统既能手动控制启停和调节水泵的转速，又能根据管网中安装的压力变送器检测出管内供水的压力实现对供水水泵转速的自动调节。由于水压变化较快，需要每2秒检测一次压力信号，当用户减小负载下降时管网中的压力会增大到上限，这时需要自动降低水泵的转速;当用用水量增大负载升高时就会导致水压减小到下限，此时就要自动提高水泵的转速，从而在一定范围内保持管内压力的恒定。根据现场实施效果以及节能要求，水泵电机的运行频率需控制在 15～45Hz之间。

4 参数设定

正确合理的设置变频器参数在整个系统调试过程中十分重要，根据控制要求将变频器参数设定如下：

5 程序设计

恒压供水系统采用型号FX2N-48MR的三菱PLC作为控制器，I/O配置有24点继电器输入和24点继电器输出，FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型PLC，内置用户存储器8Kb，可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，可有多种特殊功能扩展，实现多种特殊控制功能。具有配置灵活、编程简单、品种自由选择、高性能、高运算速度、用途广泛、通讯简化等特点。根据变频恒压供水系统的控制要求，绘制接线端子图、I/O分配表和PLC程序如下：

6 结语

对比传统的水塔高位水箱供水系统，基于FX2N-48的变频器恒压供水系统具有显著优势。新的供水系统避免了传统供水水压不稳、可靠性差、自动化程度低、容易造成二次污染等问题，提高了供水系统的及时性、稳定性和经济性。

参考文献：

[1]李响初.图解三菱PLC、变频器与触摸屏综合应用.机械工业出版社，2016

[2]姚厚伟.变频器供水系统中的应用与节能.航空航天大学出版社，2003

作者简介：

赵伟，性别：男，出生年月：1981.9，民族：汉，籍贯：河北，职称：讲师，学位：工学学士，工作单位：重庆三峡职业学院，邮编：404155，研究方向：自动控制。