CPS-20C1恒压供水控制器
应用指南
第一章对控制器的补充说明
第1节概述
CPS-20C1系列控制器是目前CPS系列恒压供水控制器产品之中功能最全，最强大的控制器。此系列控制器适用于最多有6台主泵加1台附属小泵的供水系统。所有主泵可设计成变频循环软启动的工作方式，也可设计成1台变频泵加5台工频定量泵，再加1台附属小泵的工作方式。当然，少于此数目的供水系统也可使用此系列的控制器进行控制。
20C1系列控制器内部控制逻辑及控制算法均采用先进的现代控制理论进行设计，PID 参数免调试，所以用户使用起来，会感觉非常方便，而且供水系统的精度高，系统响应速度快，稳定性好。
除此之外，20C1系列控制器还有很多优点，诸如定时开关机，定时换泵功能，定量泵、变量泵自动巡检功能，故障自动诊断，避免频繁切换水泵等优点。具体详细介绍，请参阅20C1控制器的说明书，在此就不再详细介绍了。
第2节四种型号20C1控制器的说明
CPS-20C1控制器共有4种型号，即标准型（S型）和消防专用型。其中消防专用型又根据消防泵的正常工作方式和巡检方式分为3种，包括消防泵定量工作，工频巡检（DD）型；消防泵变量工作，变频巡检（BB）型；消防泵定量工作，变频巡检（DB）型三种。这里的定量和变量是指工频和变频的意思。4种型号的控制器端子接线和参数代码完全相同，只是工作方式不同。
用户可自己检查控制器的型号，具体操作方法是：将控制器的键盘锁定开关拨至LOCK 位置，然后按下功能键（FUNC），通过面板下排数码管所显示的内容判断控制器的型号。其中，“1    S－S”为S型，“2    b－b”为BB型，“3    d－d”为DD型，“4  d－b”为DB型。自2000年7月以后的产品有此项功能，在此之前的产品无此功能。以前产品的性能并没有差别。敬请广大用户放心使用。对这四种型号的控制器的工作方式的说明如下：
1．标准型（S型）。标准型控制器用于一般的生活供水系统，任何一台水泵可设置为变量泵“b”或定量泵“d”。在FA端子闭合时，执行第一压力，变量泵循环软起动。
当所有变量泵都起动后，压力仍然不够时，再启动定量泵。当压力高于设定值时，
先关闭定量泵，再关闭变量泵。变量泵和定量泵的起停都遵循先开先停的原则。
在FA端子断开后，执行第二压力。当压力低于设定压力时，先启动变量泵，再启动
定量泵。当压力高于设定值时，不再启动新的水泵，也不关闭原来启动的水泵。
2．D D型。DD型工作方式为消防泵工频工作，工频巡检。任何一台水泵可设置为稳压泵“LP”或消防泵“FP”。无消防信号时，只启动稳压泵（稳压泵变频循环软起动），
而不启动消防泵，系统为恒压运行。在FA端子断开后，执行第二压力设定，将稳压
泵关闭，启动消防泵。消防泵为工频工作方式。当压力低于第二压力设定时，启动新的消防泵，当压力高于设定值时，不再启动新的消防泵，也不关闭原来启动的消防泵。消防泵巡检时，先打开泄压电磁阀，再进行工频巡检。每台消防泵的巡检时间为3分钟（压力高于第一压力设定）或10分钟（压力低于第一压力设定）。泵之间巡检间隔为5秒钟。
3．B B型。BB型工作方式为消防泵变频工作，变频巡检。任何一台水泵可设置为稳压泵“LP”或消防泵“FP”。无消防信号时，只启动稳压泵（稳压泵变频循环软起动），而不启动消防泵，系统为恒压运行。在FA端子断开后，消防状态时，系统执行第二压力设定，将稳压泵关闭，启动消防泵，消防泵变频循环软起动，保持恒压运行。
消防泵巡检时，进行变频巡检，消防泵由变频器软起动巡检。每台消防泵的巡检时间为10分钟，泵之间巡检间隔为5秒钟。这种工作方式要求变频器的功率较大，与消防泵的功率相匹配。
4．D B型。DB型工作方式为消防泵工频工作，变频巡检。任何一台水泵可设置为稳压泵“LP”或消防泵“FP”。无消防信号时，只启动稳压泵（稳压泵变频循环软起动），而不启动消防泵，系统为恒压运行。在FA端子断开后，消防状态时，系统执行第二压力设定，将稳压泵关闭，启动消防泵。消防泵为工频工作方式。当压力低于第二压力设定时，启动新的消防泵，当压力高于设定值时，不再启动新的消防泵，也不关闭原来启动的消防泵。消防泵巡检时，进行变频巡检，消防泵由变频器软起动巡检。每台消防泵的巡检时间为10分钟，泵之间巡检间隔为5秒钟。在一般的消防系统中，稳压泵的功率较小，消防泵功率较大，在消防泵巡检的过程中，为了减小消防泵起动时的机械及电气冲击，可以使用小变频器驱动大泵巡检，以减小冲击。但要求变频器具有电流限制功能，即电流超过额定值时，自动降低频率。另外稳压泵和消防泵的功率不可相差过大，一般功率比在1：3以内。消防状态时，工作方式与DD型相同，消防泵工频起动，工频工作。这种工作方式要求的变频器的功率较小，变频器功率与稳压泵功率相匹配即可，能降低系统造价。
第3节端子及接线
在设计之中，主要注意以下几点：
1、确定控制器使用的端子
首先，再强调一下控制器的端子分布情况。20C1系列控制器有上下两排端子，其中上排端子（控制器
标有N、L、COM1、B1R、D1R……等等的一端）包括控制器的电源输入端子（标有N、L），电源为交流220V±10%，50Hz，及无源接点端子（标有COM1、B1R、D1R、B2R、D2R、B3R、D3R、B4R、D4R、B5R、D5R、B6R、D6R、XBR、Ta、Tb、Tc、Da、Db、Dc、Ka、Kb、Kc），此类接点只提供一个开关信号，每个端子最大可通过3A电流（在交流220V情况下）。
下排端子（即标有RUN/STOP、GND、LA1、GND……等等的一端）均为弱电端子。具体端子的说明请参考控制器的说明书。
M请特别注意：下排端子均为弱电控制信号，千万不可与强电接通，否则会严重损坏控制器，而且，弱电端子如果为输入触点，其容量为DC15V/10mA。
2、避免系统干扰问题
在控制器的接线过程之中，要特别注意系统的抗干扰问题。控制器工作的环境
非常恶劣，干扰因素来自各个方面，特别是变频器和电源两个方面的因素，尤为突
出。
以下就具体接线时应注意的事项进行说明：
变频器恒压供水
A、控制器的主机和面板之间的通讯线要尽量避免和电源线一起走线。因为通
讯线传输的是弱电控制信号，很容易受外界干扰。尤其是动力电源线和普
通交流电源线。电源线的波动极易对弱电产生严重干扰，轻则干扰控制器
的正常运行，重则损坏机器。所以，应注意通讯线的布线。
B、要注意控制器和变频器的控制信号线的屏蔽问题。假如用户接了屏蔽线，
只能将屏蔽线的一端接地。否则，不仅不能起到屏蔽的作用，反而会造成
更强的干扰信号，影响系统的正常工作。
C、再有，如果用户的供水系统中，所用电机的功率比较大，选用接触器时，
要选用带有线圈吸收回路的接触器，因为当此类接触器动作时，在电路中
会造成很大的冲击电流，会给系统造成很强的干扰，容易引起电机的误动
作。
D、用户在做控制柜时，往往将控制柜的零母排和地母排接在一起。这样做的
直接后果是使控制柜的绝缘性能下降，整个系统的抗干扰能力下降。因为
往往220V的交流电是由一条动力线和零线组成，而地母排是系统的屏蔽线
的接点。此种接线方法会导致屏蔽的效果降低，同时会干扰控制器的正常
工作。所以应尽量避免将两种线直接接在一起。
3、其他注意事项
M在此需要说明，就是压力传感器测量管路中压力的选取点，压力传感器一般不
能选取在离水泵出水口过近的地方，否则容易引起系统压力的振荡。另外，经实践
证明，通过气体采集系统的压力的方法也是不可取的。因为气体在密闭容器之中，
本身就有一定的弹性，而且，随着压力的上升，气体在水中的溶解也会加大。从而
也容易引起系统的振荡。在选取压力采集点中，请用户注意。
M在以上数据的设定过程之中，请读者注意，与变频器相关的参数在设定时，要
和变频器的参数相对应起来。比如说，变频器的加减速时间的设定值，要保证变频
器的时间小于或等于控制器的加减速时间，否则，当控制器的输出达到最大值时，
变频器达不到最大值。与此类似的还有如变频器接收的模拟信号的幅值的大小等等。
第二章工程实例
第一节工程实例说明
在本实例之中，假定为一生活住宅小区，供水管路为一条，生活用水和消防用水均由此管路供应。供水高度为6层楼高度。该管路供水泵共四台，配置为三大一小。三台主泵为主要的供水设备，均为15千瓦。一台小泵起稳定压力的作用，为2.2千瓦。压力传感器为指针式远传压力表。
第二节控制器的选型
根据第一节之中所提及的要求和特点，采用20C1控制器的标准型(S)即可。三台主泵采用变频循环启动，使用控制器的三个主泵控制点。附属小泵因其功率小，可采取直接用工频启动，起到在小范围内
稳定压力的作用。六层楼的高度，考虑最高层的压力要求，需设置为3公斤的压力，此压力值在控制器的允许范围之内。
顺便说明一下，如果供水管路是生活用水和消防供水分开，分别由各自的专用管路供给，则应选用消防专用型控制器。
第三节控制器的接线
在选定好控制器的类型之后，则要进行系统控制柜的设计及具体的接线工作。这一步工作在整个工程系统项目之中非常重要。
在设计之中，主要注意以下几个环节：
1、确定控制器的端子的使用
在本例中，共使用三台主泵和一台小泵，而且主泵为变频循环软起动控制，小泵为
工频直接起动，所以上排端子之中，使用B1R，D1R，B2R，D2R，B3R，D3R和XBR
以及报警输出常开端子（Ta，Tc）。在下排端子之中，使用了控制器的运行信号
（RUN/STOP），水位信号（LA1、LA2），消防信号（FA），给变频器的控制信号及变频
器的故障反馈信号（RUN、EMG、COM、VRC、GND、BG、GND），压力采集信号（SV、P1、GND）。因本利中，不使用压力变送器及采用流量补偿，所以C0、C1、C2、Q1均不用。
2、具体接线及注意事项
在确定系统的配置及控制器的端子使用情况之后，要进行控制器的具体接线工作。控制器输出的控制信号是控制各个电机的接触器的。它们是无源的，所以必须
引入电源。其中，COM1端子是公共端。报警端子是单独的，在接入报警回路之中时，同样需要接入电源，串入报警回路之中。弱电信号中，控制器的运行信号由转换开
关控制。水位信号的接法请注意使用的水位传感器所提供的开关信号，是常开还是
常闭，确定以后接入控制器。
在本例之中，高低水位均采用闭合信号，即水位信号闭合是，控制器正常工作。
消防信号由外部提供，采用常开触点信号。
控制器与变频器相接的控制信号公有7个端子，包括控制器输出5个，即变频器的运行信号（RUN），变频器的滑行停止信号（EMG），这两者的公共端（COM），和
一对模拟电压输出端子（VRC、GND），用来控制变频器的频率。还有一对输入端子，是由变频器输出，控制器接收的变频器故障信号（BG、GND）。本例之中，选用富士
P9S变频器，与上述7端子相对应的变频器端子依次为RUN、BX、COM、12、11、30A、30C。
以下就具体接线时应注意的事项进行说明：
1、控制器的主机和面板之间的通讯线要和电源线分开走线。因为通讯线传输
的是弱电控制信号，很容易受外界干扰。电源线的波动极易对弱电产生严
重干扰，轻则干扰控制器的正常运行，重则损坏机器。所以，通讯线和电
源线的分开布线。
2、控制器和变频器的控制信号线的屏蔽线，根据只能将屏蔽线的一端接地的
原则，将其在控制器的一端接地。
3、所用电机的功率比较小，选用接触器时，不必选用带有线圈吸收回路的接
触器。如果有条件，加上带有线圈吸收回路的接触器更好。
第四节系统的现场调试
在确定系统的接线工作正确无误以后，可进入系统的调试阶段。关于控制器的操作方法和控制器的16项设定参数及其所代表的意义，请参阅控制器的说明书，在此不再赘述。
控制器的调试一般分为以下几个过程：
1、设定参数
接通电源，将控制器的主机上的长方形小窗口打开。我们进行控制器的水泵及参数的设定。
A、首先，将小窗口内的锁定数据设定开关打开，即将小窗口内的黑开关拨到UNLOCK 的位置。现在由键盘操作即可进行水泵及参数设定。将修改数据状态调至设定水泵状态，然后将P1、P2、P3及小泵P7设定为ON的状态，其余均设定为OFF状态。主泵及小泵的工频控制或变频控制是通过小窗口内红K1开关设定的。当相对应的开关拨到ON时（即上方），主泵设定为工频直接启动。如图。当相对应的开关拨到OFF时（即下方），主泵设定为变频启动控制方式。小泵的设定过程与主泵的设定方
式正好相反。请用户注意。我们将K1的1、2、3及7位均拨到OFF状态。至此，水泵的状态就设定好了。
然后进行系统控制的参数设定。将数据设定状态调至修改控制器参数的状态。首先进行控制器的传感器数据采集的调零工作。此项工作也可放在系统自动运行过程之前。
B、然后依次修改系统的第一压力（代码01），第二压力（消防压力，代码02），传感器的量程（代码03），控制器给变频器的模拟控制信号的范围（代码05）调至10V，变频器的输出功率（代码06）为15KW，变频器的加减速时间（代码07）为15秒，频率下限（代码08）为20Hz，定时换泵时间（代码09）为24小时，为了防止控制器频繁启动小泵，将附属小泵停止压力误差（代码11）调至0.6公斤，因系统中不需加流量补偿，也不需消防泵巡检，所以代码10、12均设定为OFF。当数据设定完成以后，再将数据锁定开关拨到LOCK状态，以免数据受到干扰或被人无意修改。
2、系统的手动运行调试
在参数都设定完成之后，进行手动运行调试。使系统处于监控状态，用手按下减号键（“Ú”键），持续5秒钟后，系统则进入手动调试状态。此时，控制器面板的下排数字显示左边部分闪烁，并有相应的水泵的编号及其状态。此时，用户可通过“SET/MON”键控制相应水泵的启动及停止，并用增加键（“Ù”键）及减少键控制变频器的运行频率，逐一检查变频器和各台水泵是否能正常运转。最后，可按
下功能键退出手动运行调试程序。关于控制器的运行状态的指示所表示的含义，请读者参考控制器的说明书。
3、系统的自动运行
当系统的手动调试完成之后，系统便可进入自动运行状态。在手动调试过程中，供水的管路的压力一般可由传感器真实的反应出来。此时可进行控制器的系统数据调零工作。进入参数数据修改状态。进入参数的第四项（代码04），并对照压力传感器和控制器的面板所显示的压力值进行调整，使控制器面板所显示的数据和压力传感器的数值相对应。设定好之后，系统便可进入自动运行状态。此时，无需人工进行参与。