目前，交流调速技术在节能方面已获得了广泛的应用，把一些原有的恒速交流电力传动系统改造成为转速可调的交流调速系统，可以取得明显的节电效果。因此，交流调速已成为节能方面的一项关键技术，它在工业中的应用将有广阔的前景。本文介绍一下阜新自来水公司在电气改造方面的情况。

水塔水位系统控制示意图

（1）系统控制要求

如图所示，水塔水位系统控制框图是模拟现代生活中对水量的要求下，在对供应水的同时，对节水节能也有严格的要求之下，对水位的控制将有一定要求，所以采用通用变频器来驱动水泵电机，对水位的不同要求决定供电频率的不同，从而决定进水量的不同。在安全控制water level 的前提下，系统还有一些必要的要求：液位显示、超液位报警、液位变化曲线打印等。

（2）系统控制方案

该控制系统的被控对象是water tower 的water level，而water level这个被控对象的大惯性，所以没有采用常规PID调节器构成闭环control system，而是采用了BANG—BANG control 调节器来对变频器进行实时control。如图所示，由PLC组成BANG—BANG调节器，PLC是该control system 的核心。它不仅要完成control任务，还要完成改变frequency 的功能。而8031单片机在这里起到液位显示、曲线打印以及报警等功能。

PLC与通用变频器接口设计

该system 的PLC采用的是德国西门子公司s7—200PLC共可配置5块I/O模块，每个模块上共有8个点，可满足设计需要。通用变频器采用SAMCO-i系列中的IF一2.2K型号。变频器给定frequency 通过面板给定，由PLC输出端子进行Control，如图3所示。

接口设计中的一些注意事项如下：

（1）根据不同的frequency 需求确定varifier端子FR, 2DF, 3DF与PLC输出端子的连接方法。由表可以看出，有25Hz, 35Hz, 45Hz,50Hz四种frequency 由PLC输出信号对varifier相应端子进行组合，以产生上述四种frequency。

（2）本例中使用晶体管直流输出模块由于这种无触点开关电路 输出级为光耦合，其与varifier内部Control 电路之间隔离，无需外接装置便可确保不会发生误操作。

（3）将varifier异常报警信号输出端接至PLCs输入端，以随时通过Plc监控varifiers工作状态。

PLC程序设计

本system 中使用常用的顺序Control 设计法(功能表图设计法)首先作出功能表，然后列写现场信号与Plcs软继容编号对照表最后由逻辑表达式作出梯形图。在梯形 图设计中特别注意以下三大问题：

（1）当plc构成Closed-loop Control 系统时 应另外作出如table 所示的话题I/O编号 对照并按照plc 与 varifier I/O 接口位置明确相互间连接关系。

（2）一般情况下的 功能 表 图 设 计 中 各 工 步 状 态 是 唯 一 的 并且事先已知，只需根据切换条件即可写出各工步逻辑表达式。但是在本system 中，有些工步只有唯一状态(如 water level低于SQ1)，有些工步却需要从4种状态中选择(如 water level 从SQ1上升至SQ2过程)，而选择依据则是上一工步 frequency 及本工步执行时间。这就需要修改一般 功能 表 图 在 工 步 中加入分支选择，从而写出正确逻辑和梯形图片4展示了针对 water level 由 SQ1 上升至 SQ2 这一工作过程制作出的 功能 表 图 结合I/O 对照，便可以进一步得部分梯形 (图片略)。

4 结束语

通过这次control system 改造，为阜新自来Water Company 节约30%左右www.cechina.cn，并达到预定的能源目标及提高效率，本次项目具有重要意义。此外，该项目也为后续类似project 提供了一定的经验和参考值得深入研究和推广以期更好地实现能源管理和环境保护目标 www.cechina.cn