水泵調(diào)速時(shí)的單片機(jī)綜合服務(wù)網(wǎng)ISDN撥入電話（010）62770940能技術(shù)是一項(xiàng)集現(xiàn)代先進(jìn)電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高效節(jié)能技術(shù)。自80年代世界各國(guó)將其投入工業(yè)應(yīng)用以來(lái)，它顯示出了強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力，其應(yīng)用領(lǐng)域也在迅速擴(kuò)展。現(xiàn)在凡是可變轉(zhuǎn)速的拖動(dòng)電機(jī)，只要采用該項(xiàng)技術(shù)就能取得非常顯著的節(jié)能效果。國(guó)家科委十分重視這一技術(shù)的推廣工作，已在1995年將其列入國(guó)家級(jí)重點(diǎn)推廣的科技成果項(xiàng)目。

　　隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，電力工業(yè)雖然有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但能源的浪費(fèi)卻是相當(dāng)驚人的。‘據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，我國(guó)風(fēng)機(jī)、水杲、空氣壓縮機(jī)總量約4200萬(wàn)臺(tái)，裝機(jī)容量約1.1億千瓦。但系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效率僅為30 40%，其損耗電能占總發(fā)電量的38%以上。這是由于許多風(fēng)機(jī)、水泵的拖動(dòng)電機(jī)處于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而生產(chǎn)中的風(fēng)、水流量要求處于變工況運(yùn)行；還有許多企業(yè)在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，容量選擇得較大，系統(tǒng)匹配不合理，往往是“大馬拉小車”，造成大量的能源浪費(fèi)。因此，搞好風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能工作，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。

　　1水泵調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理為水泵調(diào)速時(shí)的全揚(yáng)程特性（//-P）曲線。用閥門控制時(shí)，當(dāng)流量要求從<減小到<，必須關(guān)小閥門。這時(shí)閥門的磨擦阻力變大，阻力曲線從K移到尺‘，揚(yáng)程則從上升到//，運(yùn)行工況點(diǎn)從4點(diǎn)移到B點(diǎn)。

　　用調(diào)速控制時(shí)，當(dāng)流量要求從（，減小到由于阻力曲線不變，泵的特性取決于轉(zhuǎn)速。如果把速度從，降到運(yùn)行工況點(diǎn)則從4點(diǎn)移到C點(diǎn)，揚(yáng)程從下降到//2.根據(jù)離心泵的特性曲線公式：Q使用工況點(diǎn)的水壓或流量（mVs）；H使用工況點(diǎn)的揚(yáng)程（m）；r輸出介質(zhì)單位體積重量（kg/m3）；V使用工況點(diǎn)的泵效率。

　　可求出運(yùn)行在B點(diǎn)泵的軸功率和C點(diǎn)泵的軸功率分別為：也就是說(shuō)，用閥門控制流量時(shí)，有功率被損耗浪費(fèi)掉了，且隨著閥門不斷關(guān)小，這個(gè)損耗還要增加。

　　而用轉(zhuǎn)速控制時(shí)，根據(jù)流量P、揚(yáng)程//、功率/>和轉(zhuǎn)速W之間的關(guān)系，有：由（5）式可知，流量與轉(zhuǎn)速yv的一次方成正比；揚(yáng)程w與轉(zhuǎn)速的平方成正比；軸功率p與轉(zhuǎn)速的立方成正比，即功率與轉(zhuǎn)速成3次方的關(guān)系下降。如果不是用關(guān)小閥門的方法，而是把電機(jī)轉(zhuǎn)速降下來(lái)，那么在轉(zhuǎn)運(yùn)同樣流量的情況下，原來(lái)消耗在閥門的功率就可以全避免，從而獲得中BC區(qū)域大小的節(jié)能效果，這就是水泵調(diào)速節(jié)能原理。

　　變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)工作原理中的轉(zhuǎn)速關(guān)系：P電機(jī)的極對(duì)數(shù)；s一轉(zhuǎn)差率。

　　由（6）式可知，均勻改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源表1采用變頻調(diào)速前后性能參數(shù)對(duì)比數(shù)電機(jī)運(yùn)行電流/A電機(jī)運(yùn)行頻率/Hz水泵出口壓；力/MPa有功功率/kW功率因數(shù)閥門開(kāi)度/%閥門調(diào)節(jié)變頻調(diào)節(jié)110表2采用變頻調(diào)速器前后節(jié)能效果對(duì)比時(shí)硫酸產(chǎn)量/t總用電量/ kwh平均耗電量/kwh/月每月節(jié)電效率/%備注1996年359603385882821553采用變頻器后（下轉(zhuǎn)第44頁(yè)）四通工控A-B軟起動(dòng)器經(jīng)銷商（010）62626144頻率/，就可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，軸功率就相應(yīng)減少，電動(dòng)機(jī)輸入功率也隨之減少。這就是水栗變頻調(diào)速的節(jié)能作用。

　　2水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變頻調(diào)速器的控制可以是自動(dòng)的，也可以是手動(dòng)的。目前，國(guó)內(nèi)在水泵控制系統(tǒng)中使用變頻調(diào)速技術(shù)，大部分是在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，即人為地根據(jù)工藝或外界條件的變化來(lái)改變變頻器的頻率值，以達(dá)到調(diào)速目的。本水S變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)工廠生產(chǎn)工藝上所需冷卻水供水要求，考慮若干方面的因素，采用閉環(huán)調(diào)速控制。本水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)原理框圖如所示。

　　水泵配用功率lkW，流量792m/h，軸功率80.3kW，揚(yáng)程32.3m.電動(dòng)機(jī)功率llOkW，額定容量160kVA，額定電流210A.一般用于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的混合的變頻器容量選擇的基本方法是：變頻器額定輸出電流大于1-1倍電動(dòng)機(jī)的額定電流。

　　力，并將壓力信號(hào)變換為4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，再輸入調(diào)節(jié)器。

　　系統(tǒng)的控制過(guò)程為：由壓力測(cè)量變送器將水管出口壓力測(cè)出，并轉(zhuǎn)換成與之相對(duì)應(yīng)的4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，送到調(diào)節(jié)器與工藝所需的控制指標(biāo)進(jìn)行比較，得出偏差。其偏差值由調(diào)節(jié)器按預(yù)先規(guī)定的調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算得出調(diào)節(jié)信號(hào)，該信號(hào)直接送到變頻調(diào)速器，從而使變頻器將輸入為380V/50Hz的交流電變成輸出為~380V/0~ 400Hz連續(xù)可調(diào)電壓與頻率的交流電，直接供給水泵電機(jī)。

　　3運(yùn)行效果分析水泵電機(jī)裝上變頻調(diào)速器后，節(jié)能效果非常顯著，經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)，比未裝變頻器節(jié)約53%左右的電能，而且生產(chǎn)工藝穩(wěn)定。采用變頻調(diào)速器前后實(shí)測(cè)的有關(guān)數(shù)據(jù)如表1、表2所7K.從表中數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果分析可知：節(jié)能效果非常顯著，采用變頻調(diào)速技術(shù)后，提高了電機(jī)的功率因數(shù)，減少了無(wú)功功率消耗。月平均節(jié)約電能31918kW.h，月平均節(jié)電率為53%，按目前工業(yè)電價(jià)0.67元/kW.h計(jì)，每月可以產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益2萬(wàn)余元，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

　　采用變頻調(diào)速技術(shù)后，電機(jī)定子電流下降64%，電源頻率下降40%，水泵出水壓力降低57%.由系統(tǒng)設(shè)置畫面的主要功能是：操作員登錄、配置用戶及密碼修改，并可對(duì)各注水泵、電機(jī)的優(yōu)先啟停進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)還可以設(shè)置工藝過(guò)程的有關(guān)參數(shù)。

　　在儲(chǔ)水罐控制畫面上可實(shí)時(shí)顯示儲(chǔ)水罐的液位狀態(tài)，對(duì)1、2、3號(hào)儲(chǔ)水罐的液位上、下限設(shè)有報(bào)警功能。當(dāng)某儲(chǔ)水罐液位越限時(shí)，工控主機(jī)將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，畫面上相應(yīng)位置有報(bào)警燈閃爍，以及時(shí)提示操作人員采取相應(yīng)措施。

　　注水泵、電機(jī)控制畫面顯示5個(gè)編號(hào)按鈕，單擊其中某一按鈕，即進(jìn)人到相應(yīng)的注水泵、電機(jī)畫面（三級(jí)畫面），該畫面顯示注水滎、電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。正常工況下，注水泵、電機(jī)日夜不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)溫度信號(hào)越限時(shí)，工控主機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，如果溫度繼續(xù)上升，直至超過(guò)上上限時(shí)，主機(jī)將輸出信號(hào)切斷電機(jī)電源。當(dāng)測(cè)到潤(rùn)滑油流量不足或無(wú)流量信號(hào)時(shí)，主機(jī)也發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信號(hào)，以提示操作人員及時(shí)處理。

　　報(bào)表輸出畫面可供選擇的報(bào)表打印按鈕有：打印即時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、打印歷史數(shù)據(jù)報(bào)表、打印單日注水量清單、打印單月注水量清單等。用戶可根潔需要單擊相應(yīng)的按鈕。

　　用戶通過(guò)選擇數(shù)據(jù)通訊畫面上的相應(yīng)按鈕，可將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)文件或歷史數(shù)據(jù)文件傳至信息中心或上層計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)幫助包括一級(jí)畫面、二級(jí)畫面及三級(jí)畫面的操作說(shuō)明，以及緊急停機(jī)和事故處理操作說(shuō)明，其目的是幫助用戶盡快掌握和應(yīng)用該系統(tǒng)軟件的全部操作功能。

　　若用戶要求退出監(jiān)控系統(tǒng)，可進(jìn)入到退出系統(tǒng)畫面，在單擊退出系統(tǒng)按鈕時(shí)，系統(tǒng)將檢查操作員的權(quán)限，只有達(dá)到退出系統(tǒng)的權(quán)限時(shí)，才能正確退出系統(tǒng)。

　　本文在分析研究油田聯(lián)合站注水系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，采用ADAM系列智能模塊、PC-工控機(jī)以及美國(guó)DE公司生產(chǎn)的射頻導(dǎo)納物位計(jì)等儀表，設(shè)計(jì)完成了注水過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于油田聯(lián)合站。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：操作畫面友好、系統(tǒng)功能強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件包括有多級(jí)操作畫面，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示各工藝參數(shù)和綜合信息，并采用VB5.0編制打印報(bào)表軟件，克服了當(dāng)前工控系統(tǒng)打印輸出報(bào)表功能單調(diào)、不能滿足用戶要求的缺點(diǎn)。該系統(tǒng)具有實(shí)際推廣應(yīng)用價(jià)值。