水泵調速時的單片機綜合服務網ISDN撥入電話（010）62770940能技術是一項集現(xiàn)代先進電力電子技術和計算機技術于一體的高效節(jié)能技術。自80年代世界各國將其投入工業(yè)應用以來，它顯示出了強勁的競爭力，其應用領域也在迅速擴展。現(xiàn)在凡是可變轉速的拖動電機，只要采用該項技術就能取得非常顯著的節(jié)能效果。國家科委十分重視這一技術的推廣工作，已在1995年將其列入國家級重點推廣的科技成果項目。

　　隨著我國工業(yè)生產的迅速發(fā)展，電力工業(yè)雖然有了長足進步，但能源的浪費卻是相當驚人的。‘據(jù)有關資料報導，我國風機、水杲、空氣壓縮機總量約4200萬臺，裝機容量約1.1億千瓦。但系統(tǒng)實際運行效率僅為30 40%，其損耗電能占總發(fā)電量的38%以上。這是由于許多風機、水泵的拖動電機處于恒速運轉狀態(tài)，而生產中的風、水流量要求處于變工況運行；還有許多企業(yè)在進行系統(tǒng)設計時，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。因此，搞好風機、水泵的節(jié)能工作，對國民經濟的發(fā)展具有重要意義。

　　1水泵調速運行的節(jié)能原理為水泵調速時的全揚程特性（//-P）曲線。用閥門控制時，當流量要求從<減小到<，必須關小閥門。這時閥門的磨擦阻力變大，阻力曲線從K移到尺‘，揚程則從上升到//，運行工況點從4點移到B點。

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

　　可求出運行在B點泵的軸功率和C點泵的軸功率分別為：也就是說，用閥門控制流量時，有功率被損耗浪費掉了，且隨著閥門不斷關小，這個損耗還要增加。

　　而用轉速控制時，根據(jù)流量P、揚程//、功率/>和轉速W之間的關系，有：由（5）式可知，流量與轉速yv的一次方成正比；揚程w與轉速的平方成正比；軸功率p與轉速的立方成正比，即功率與轉速成3次方的關系下降。如果不是用關小閥門的方法，而是把電機轉速降下來，那么在轉運同樣流量的情況下，原來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，這就是水泵調速節(jié)能原理。

　　變頻調速的基本原理是根據(jù)交流電動機工作原理中的轉速關系：P電機的極對數(shù)；s一轉差率。

　　由（6）式可知，均勻改變電動機定子繞組的電源表1采用變頻調速前后性能參數(shù)對比數(shù)電機運行電流/A電機運行頻率/Hz水泵出口壓；力/MPa有功功率/kW功率因數(shù)閥門開度/%閥門調節(jié)變頻調節(jié)110表2采用變頻調速器前后節(jié)能效果對比時硫酸產量/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（下轉第44頁）四通工控A-B軟起動器經銷商（010）62626144頻率/，就可以平滑地改變電動機的同步轉速。電動機轉速變慢，軸功率就相應減少，電動機輸入功率也隨之減少。這就是水栗變頻調速的節(jié)能作用。

　　2水泵變頻調速控制系統(tǒng)的設計變頻調速器的控制可以是自動的，也可以是手動的。目前，國內在水泵控制系統(tǒng)中使用變頻調速技術，大部分是在開環(huán)狀態(tài)下，即人為地根據(jù)工藝或外界條件的變化來改變變頻器的頻率值，以達到調速目的。本水S變頻調速控制系統(tǒng)設計，根據(jù)工廠生產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)調速控制。本水泵變頻調速控制系統(tǒng)原理框圖如所示。

　　水泵配用功率lkW，流量792m/h，軸功率80.3kW，揚程32.3m.電動機功率llOkW，額定容量160kVA，額定電流210A.一般用于連續(xù)運轉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倍電動機的額定電流。

　　力，并將壓力信號變換為4~20mA的標準電信號，再輸入調節(jié)器。

　　系統(tǒng)的控制過程為：由壓力測量變送器將水管出口壓力測出，并轉換成與之相對應的4~20mA標準電信號，送到調節(jié)器與工藝所需的控制指標進行比較，得出偏差。其偏差值由調節(jié)器按預先規(guī)定的調節(jié)規(guī)律進行運算得出調節(jié)信號，該信號直接送到變頻調速器，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)可調電壓與頻率的交流電，直接供給水泵電機。

　　3運行效果分析水泵電機裝上變頻調速器后，節(jié)能效果非常顯著，經過實測，比未裝變頻器節(jié)約53%左右的電能，而且生產工藝穩(wěn)定。采用變頻調速器前后實測的有關數(shù)據(jù)如表1、表2所7K.從表中數(shù)據(jù)對比結果分析可知：節(jié)能效果非常顯著，采用變頻調速技術后，提高了電機的功率因數(shù)，減少了無功功率消耗。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0.67元/kW.h計，每月可以產生直接經濟效益2萬余元，具有明顯的經濟效益。

　　采用變頻調速技術后，電機定子電流下降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，并可對各注水泵、電機的優(yōu)先啟停進行設置，同時還可以設置工藝過程的有關參數(shù)。

　　在儲水罐控制畫面上可實時顯示儲水罐的液位狀態(tài)，對1、2、3號儲水罐的液位上、下限設有報警功能。當某儲水罐液位越限時，工控主機將發(fā)出報警信號，畫面上相應位置有報警燈閃爍，以及時提示操作人員采取相應措施。

　　注水泵、電機控制畫面顯示5個編號按鈕，單擊其中某一按鈕，即進人到相應的注水泵、電機畫面（三級畫面），該畫面顯示注水滎、電機的運行狀態(tài)。正常工況下，注水泵、電機日夜不停地運轉。當溫度信號越限時，工控主機發(fā)出報警信號，如果溫度繼續(xù)上升，直至超過上上限時，主機將輸出信號切斷電機電源。當測到潤滑油流量不足或無流量信號時，主機也發(fā)出相應報警信號，以提示操作人員及時處理。

　　報表輸出畫面可供選擇的報表打印按鈕有：打印即時數(shù)據(jù)報表、打印歷史數(shù)據(jù)報表、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的按鈕。

　　用戶通過選擇數(shù)據(jù)通訊畫面上的相應按鈕，可將實時數(shù)據(jù)文件或歷史數(shù)據(jù)文件傳至信息中心或上層計算機管理系統(tǒng)。

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

　　若用戶要求退出監(jiān)控系統(tǒng)，可進入到退出系統(tǒng)畫面，在單擊退出系統(tǒng)按鈕時，系統(tǒng)將檢查操作員的權限，只有達到退出系統(tǒng)的權限時，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)生產工藝的基礎上，采用ADAM系列智能模塊、PC-工控機以及美國DE公司生產的射頻導納物位計等儀表，設計完成了注水過程自動控制系統(tǒng)，并將其應用于油田聯(lián)合站。該系統(tǒng)的主要特點是：操作畫面友好、系統(tǒng)功能強、運行穩(wěn)定可靠，實時監(jiān)控軟件包括有多級操作畫面，可實時動態(tài)地顯示各工藝參數(shù)和綜合信息，并采用VB5.0編制打印報表軟件，克服了當前工控系統(tǒng)打印輸出報表功能單調、不能滿足用戶要求的缺點。該系統(tǒng)具有實際推廣應用價值。