当前，交流调速技术在节能领域已经取得了广泛的应用，将一些传统的恒速交流电力驱动系统改造成能够实现转速可调的交流调速系统，这样的改造可以显著提高能源利用效率。因此，交流调速技术已成为节能领域的一项关键技术。它在工业控制中的应用前景巨大。本文将详细介绍阜新自来水公司在电气设备升级方面的情况。

水塔水位控制示意图

(1) 系统控制要求

如图所示，水塔水位控制框图模拟了现代生活中对供水量和节能要求下的实际情况。在满足供应需求同时严格执行节约原则时，对于不同需求下的水位调整是至关重要的，因此采用通用变频器来驱动泵站电机，以此决定供给进水量。此外，在确保安全稳定的前提下，还需要考虑液位显示、超液位报警以及液位变化曲线打印等功能。

(2) 系统控制方案

该系统被控对象为的是非线性、大惯性的水塔内存储容量，而不是简单使用PID调节器构建闭环反馈，而是选择了BANG—BANG类型的调节方式对变频器进行实时操作。

如图展示，由PLC组成BANG—BANG调节器，其中PLC不仅负责完成精确控制任务，还需处理改变频率参数。而8031单片机则承担着显示液位数据、打印变化曲线及触发报警等辅助功能。

PLC与通用变频器接口设计

本系统采用德国西门子的S7—200PLC作为核心硬件，它支持5个I/O模块，每个模块包含8个点，可以满足设计需求。另外，采用的SAMCO-i系列IF一2.2K型号变频器通过面板设定提供给定频率，并由PLC输出端子进行相应信号输出，如图所示。

接口设计注意事项：

(1) 根据不同的工作条件确定每种工作状态所需的特定速度，从而确定FR、DF和3DF端子与PLC输出端子的连接方式。根据表明有25Hz、35Hz、45Hz和50Hz四种工作模式，则通过合适配置使得4种速度模式得到实现。

(2) 在本例中，晶体管直流输出模块用于隔离两套独立电源以防止误动作，无需额外设备即可保证安全运行。

(3) 将异常报警信号从变频器发送到PLC输入端，以便随时监控其工作状况并做出相应反应。

PLC程序设计方法

采取常规顺序逻辑（功能表）设计法，即首先创建功能表，然后编写现场信号与软继电符号对照表，最终形成梯形逻辑表示。在梯形逻辑中必须特别注意以下几个要点：

当构建闭环反馈式自动化系统时，要制作如表述的一个I/O编号对照列表，并明确每个接口位置之间关系。

在一般情况下，不同工步状态通常唯一且预知，但由于本案涉及多重选择（如SQ1上升至SQ2过程），需要修改原始函数，使其包含分支判断以正确生成逻辑公式和梯形表示。

工步执行时间作为一个关键因素影响工步行为，而这些时间通过串联定时计数实现，其串联作用并不仅限于增加总时间，更重要的是将各计数切换作为选取不同速度策略的手段。

5 结束语

通过这次改造工程，我们成功地为阜新自来水公司实现了30%左右的能源减少，这符合我们最初设定的目标，同时也充分证明了基于PLC-变频技巧的人工智能创新解决方案对于提升工业效率具有不可估量价值。这次经验意义深远，为未来的项目奠定坚实基础。