智能流程泵節(jié)能裝置在重催裝置中的應(yīng)用

　　摘要：在工礦企業(yè)中大量地使用著風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等,這些機(jī)械一般都以交流電動機(jī)驅(qū)動為主,實(shí)際應(yīng)用證明,智能流程泵節(jié)能裝置的使用可取得意想不到的效果,特別是企業(yè)正在降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的今天。本文介紹了智能流程泵節(jié)能裝置在重催裝置油泵控制中的應(yīng)用及其節(jié)能效果。

　　一、概述

　　在工礦企業(yè)中大量地使用著風(fēng)機(jī)、水泵、攪拌機(jī)、壓縮機(jī)等,這些機(jī)械一般都以交流電動機(jī)驅(qū)動。其中大部分電動機(jī)均不是工作在額定功率,而經(jīng)常只有額定功率的50%～70%,甚至更低一些（20%～70%）。但電動機(jī)大部分處在恒速運(yùn)行狀態(tài),并以檔板、閥門或放空回流的辦法進(jìn)行流量或壓力的調(diào)節(jié),從而白白損失大量的電能,功率越大的風(fēng)機(jī)、水泵,損失的電能越多。

　　對于水泵和風(fēng)機(jī),表達(dá)其特性的參數(shù)有:流量（風(fēng)量）Q,揚(yáng)程（風(fēng)壓）H,功率P等。當(dāng)轉(zhuǎn)速從n1變?yōu)閚2時,Q,H,P大致變化關(guān)系為:

    Q2=Q1（n2/n1）

    H2=H1（n2/n1）2

    P2=P1（n2/n1）3

    即:流量與轉(zhuǎn)速成正比,揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。

    如水泵的流量或風(fēng)機(jī)的風(fēng)量等調(diào)節(jié),只需調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以實(shí)現(xiàn),而同時將大大降低電機(jī)的消耗功率,節(jié)約了電能。

    根據(jù)電工學(xué)的基本原理,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n由以下公式表示:

    

    式中:n——-電動機(jī)的轉(zhuǎn)速

    f1——-供電電源頻率

    S——-轉(zhuǎn)差率

    P——-電動機(jī)的極對數(shù)

    因此要改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,只要改變供電電源的頻率或者改變電動機(jī)的極對數(shù)或者轉(zhuǎn)差率就可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

    二、智能流程泵節(jié)能裝置功能介紹

    1．概述

    1．1系統(tǒng)簡介

    系統(tǒng)組成部分及流程：現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集=》A/D轉(zhuǎn)換=》工控機(jī)數(shù)據(jù)處理=》通訊模塊遠(yuǎn)程傳輸=》功率裝置控制=》泵馬達(dá)變速運(yùn)行。

    1.2采集部分

    采集部分是信號點(diǎn)的關(guān)鍵，在模擬量采集模塊前端安裝雙輸出通道安全隔離柵，將流量、閥門開度信號從原DCS系統(tǒng)中安全采取，通過模擬量采集模塊將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送人工控機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。

    1．2運(yùn)算處理部分

    運(yùn)算處理部分主要由研華公司的高性能工控機(jī)運(yùn)算處理，它提供高速的處理性能及可靠開放性網(wǎng)絡(luò)通信能力，從而能滿足工礦閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)時性和遠(yuǎn)程控制能力。


處理部分采用模糊的PID閉環(huán)運(yùn)算，采用數(shù)學(xué)函數(shù)公式進(jìn)行復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，根據(jù)轉(zhuǎn)速與壓力、流量間的函數(shù)關(guān)系，準(zhǔn)確、實(shí)時的響應(yīng)系統(tǒng)的需求流量，節(jié)能效果更加明顯，穩(wěn)定性更強(qiáng)。 
    1．3輸出部分

    將工控機(jī)運(yùn)算處理后的泵馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率數(shù)據(jù)，通過遠(yuǎn)程通信RS-485網(wǎng)絡(luò)，送入配電室。再通過通訊隔離模塊將信號隔離后送入主控單元，實(shí)時根據(jù)需要的流量動態(tài)相應(yīng)

    1．4節(jié)能控制方式

    原DCS系統(tǒng)中，流量需要變化時，原DCS系統(tǒng)自動或手動對自動閥門進(jìn)行跟隨變化，由此將閥門開度信號做為節(jié)能控制中的參考值，在節(jié)能控制中新加入了泵轉(zhuǎn)速變量。在滿足管壓及揚(yáng)程的條件后，使閥門開度按照一定比例比原來加大，再將原閥門開度信號做為流量控制的參考值，得知管道流量由流量傳感器測定管道流量，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號，主控單元中用于控制泵轉(zhuǎn)速，改變泵的流量，從而改管道流量。LBP系列高性能智能節(jié)能裝置吸收了目前數(shù)字控制領(lǐng)域以及電力電子領(lǐng)域內(nèi)最先進(jìn)技術(shù)，并采用了旁路單元內(nèi)置的單元結(jié)構(gòu)，節(jié)能裝置故障時隨時切換到原系統(tǒng)運(yùn)行，使裝置運(yùn)行可靠性大幅度提高。此外，裝置的許多新功能為應(yīng)用提供了更多解決方案，例如：裝置整體尺寸與原系統(tǒng)的配電尺寸相同、采用長壽命電力電容、中文WINDOWS操作界面、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通訊功能和遠(yuǎn)程控功能、電網(wǎng)自動重合后繼續(xù)運(yùn)行、維護(hù)方便等等。