水泵调速时的单片机综合服务网ISDN拨入电话（010）62770940能技术是一项集现代先进电力电子技术和计算机技术于一体的高效节能技术。自80年代世界各国将其投入工业应用以来，它显示出了强劲的竞争力，其应用领域也在迅速扩展。现在凡是可变转速的拖动电机，只要采用该项技术就能取得非常显著的节能效果。国家科委十分重视这一技术的推广工作，已在1995年将其列入国家级重点推广的科技成果项目。

　　随着我国工业生产的迅速发展，电力工业虽然有了长足进步，但能源的浪费却是相当惊人的。‘据有关资料报导，我国风机、水杲、空气压缩机总量约4200万台，装机容量约1.1亿千瓦。但系统实际运行效率仅为30 40%，其损耗电能占总发电量的38%以上。这是由于许多风机、水泵的拖动电机处于恒速运转状态，而生产中的风、水流量要求处于变工况运行；还有许多企业在进行系统设计时，容量选择得较大，系统匹配不合理，往往是“大马拉小车”，造成大量的能源浪费。因此，搞好风机、水泵的节能工作，对国民经济的发展具有重要意义。

　　1水泵调速运行的节能原理为水泵调速时的全扬程特性（//-P）曲线。用阀门控制时，当流量要求从<减小到<，必须关小阀门。这时阀门的磨擦阻力变大，阻力曲线从K移到尺‘，扬程则从上升到//，运行工况点从4点移到B点。

　　用调速控制时，当流量要求从（，减小到由于阻力曲线不变，泵的特性取决于转速。如果把速度从，降到运行工况点则从4点移到C点，扬程从下降到//2.根据离心泵的特性曲线公式：Q使用工况点的水压或流量（mVs）；H使用工况点的扬程（m）；r输出介质单位体积重量（kg/m3）；V使用工况点的泵效率。

　　可求出运行在B点泵的轴功率和C点泵的轴功率分别为：也就是说，用阀门控制流量时，有功率被损耗浪费掉了，且随着阀门不断关小，这个损耗还要增加。

　　而用转速控制时，根据流量P、扬程//、功率/>和转速W之间的关系，有：由（5）式可知，流量与转速yv的一次方成正比；扬程w与转速的平方成正比；轴功率p与转速的立方成正比，即功率与转速成3次方的关系下降。如果不是用关小阀门的方法，而是把电机转速降下来，那么在转运同样流量的情况下，原来消耗在阀门的功率就可以全避免，从而获得中BC区域大小的节能效果，这就是水泵调速节能原理。

　　变频调速的基本原理是根据交流电动机工作原理中的转速关系：P电机的极对数；s一转差率。

　　由（6）式可知，均匀改变电动机定子绕组的电源表1采用变频调速前后性能参数对比数电机运行电流/A电机运行频率/Hz水泵出口压；力/MPa有功功率/kW功率因数阀门开度/%阀门调节变频调节110表2采用变频调速器前后节能效果对比时硫酸产量/t总用电量/ kwh平均耗电量/kwh/月每月节电效率/%备注1996年359603385882821553采用变频器后（下转第44页）四通工控A-B软起动器经销商（010）62626144频率/，就可以平滑地改变电动机的同步转速。电动机转速变慢，轴功率就相应减少，电动机输入功率也随之减少。这就是水栗变频调速的节能作用。

　　2水泵变频调速控制系统的设计变频调速器的控制可以是自动的，也可以是手动的。目前，国内在水泵控制系统中使用变频调速技术，大部分是在开环状态下，即人为地根据工艺或外界条件的变化来改变变频器的频率值，以达到调速目的。本水S变频调速控制系统设计，根据工厂生产工艺上所需冷却水供水要求，考虑若干方面的因素，采用闭环调速控制。本水泵变频调速控制系统原理框图如所示。

　　水泵配用功率lkW，流量792m/h，轴功率80.3kW，扬程32.3m.电动机功率llOkW，额定容量160kVA，额定电流210A.一般用于连续运转的混合的变频器容量选择的基本方法是：变频器额定输出电流大于1-1倍电动机的额定电流。

　　力，并将压力信号变换为4~20mA的标准电信号，再输入调节器。

　　系统的控制过程为：由压力测量变送器将水管出口压力测出，并转换成与之相对应的4~20mA标准电信号，送到调节器与工艺所需的控制指标进行比较，得出偏差。其偏差值由调节器按预先规定的调节规律进行运算得出调节信号，该信号直接送到变频调速器，从而使变频器将输入为380V/50Hz的交流电变成输出为~380V/0~ 400Hz连续可调电压与频率的交流电，直接供给水泵电机。

　　3运行效果分析水泵电机装上变频调速器后，节能效果非常显著，经过实测，比未装变频器节约53%左右的电能，而且生产工艺稳定。采用变频调速器前后实测的有关数据如表1、表2所7K.从表中数据对比结果分析可知：节能效果非常显著，采用变频调速技术后，提高了电机的功率因数，减少了无功功率消耗。月平均节约电能31918kW.h，月平均节电率为53%，按目前工业电价0.67元/kW.h计，每月可以产生直接经济效益2万余元，具有明显的经济效益。

　　采用变频调速技术后，电机定子电流下降64%，电源频率下降40%，水泵出水压力降低57%.由系统设置画面的主要功能是：操作员登录、配置用户及密码修改，并可对各注水泵、电机的优先启停进行设置，同时还可以设置工艺过程的有关参数。

　　在储水罐控制画面上可实时显示储水罐的液位状态，对1、2、3号储水罐的液位上、下限设有报警功能。当某储水罐液位越限时，工控主机将发出报警信号，画面上相应位置有报警灯闪烁，以及时提示操作人员采取相应措施。

　　注水泵、电机控制画面显示5个编号按钮，单击其中某一按钮，即进人到相应的注水泵、电机画面（三级画面），该画面显示注水荥、电机的运行状态。正常工况下，注水泵、电机日夜不停地运转。当温度信号越限时，工控主机发出报警信号，如果温度继续上升，直至超过上上限时，主机将输出信号切断电机电源。当测到润滑油流量不足或无流量信号时，主机也发出相应报警信号，以提示操作人员及时处理。

　　报表输出画面可供选择的报表打印按钮有：打印即时数据报表、打印历史数据报表、打印单日注水量清单、打印单月注水量清单等。用户可根洁需要单击相应的按钮。

　　用户通过选择数据通讯画面上的相应按钮，可将实时数据文件或历史数据文件传至信息中心或上层计算机管理系统。

　　系统帮助包括一级画面、二级画面及三级画面的操作说明，以及紧急停机和事故处理操作说明，其目的是帮助用户尽快掌握和应用该系统软件的全部操作功能。

　　若用户要求退出监控系统，可进入到退出系统画面，在单击退出系统按钮时，系统将检查操作员的权限，只有达到退出系统的权限时，才能正确退出系统。

　　本文在分析研究油田联合站注水系统生产工艺的基础上，采用ADAM系列智能模块、PC-工控机以及美国DE公司生产的射频导纳物位计等仪表，设计完成了注水过程自动控制系统，并将其应用于油田联合站。该系统的主要特点是：操作画面友好、系统功能强、运行稳定可靠，实时监控软件包括有多级操作画面，可实时动态地显示各工艺参数和综合信息，并采用VB5.0编制打印报表软件，克服了当前工控系统打印输出报表功能单调、不能满足用户要求的缺点。该系统具有实际推广应用价值。