專利名稱:水處理生水泵變頻控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水處理生水泵變頻控制裝置，具有壓力變送器、變頻器以及水泵電機(jī)，其中壓力變送器安裝于水泵出口處，其信號(hào)線與變頻器的壓力信號(hào)輸入端連接，變頻器的輸出端連接水泵電機(jī)的主回路。本實(shí)用新型采用變頻控制，每小時(shí)節(jié)省電能8-9度，減少故障，減少減震氣囊的磨損，節(jié)省了柱塞泵的耗材，同時(shí)減少職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】水處理生水泵變頻控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變頻控制裝置，具體的說(shuō)是一種水處理生水泵變頻控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]油田注水是國(guó)內(nèi)處應(yīng)用最為廣泛的油田開發(fā)方式，是補(bǔ)充地層能量，保持油田穩(wěn)產(chǎn)，提高采收率的重要措施之一。
[0003]由于在油田作業(yè)區(qū)電量控制困難，增加了電費(fèi)支出，據(jù)統(tǒng)計(jì)80%的故障停爐都是由于柱塞泵故障產(chǎn)生的。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因一是減震膠囊質(zhì)量缺陷；二是由于大部分站燒污水，污水溫度高，加大了氣囊的磨損；三是生水泵出口壓力高，造成了不必要的無(wú)效功，導(dǎo)致電單耗增加。由于加大了減震氣囊的沖擊，使其加速損壞，從而造成對(duì)設(shè)備的沖擊。由于以上原因造成柱塞泵的磨損增加，故障率增加，效益流失。
[0004]為了保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，采用控制泵入口壓力的方法，如增加旁通閥，但是，電能卻沒(méi)有得到有效控制的水處理生水泵變頻控制裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中柱塞泵耗能沒(méi)有得到控制等不足，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是提供一種可有效控制電能損耗的水處理生水泵變頻控制裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]本實(shí)用新型一種水處理生水泵變頻控制裝置，具有壓力變送器、變頻器以及水泵電機(jī)，其中壓力變送器安裝于水泵出口處，其信號(hào)線與變頻器的壓力信號(hào)輸入端連接，變頻器的輸出端連接水泵電機(jī)的主回路。
[0008]還具有編碼器，編碼器安裝于水泵電機(jī)主軸上，其信號(hào)線與變頻器的編碼器信號(hào)輸入端連接。
[0009]所述變頻器內(nèi)部具有PID計(jì)算模塊。
[0010]或者，本實(shí)用新型具有編碼器、控制單元、變頻器以及水泵，其中編碼器安裝于水泵電機(jī)主軸上，其信號(hào)線與控制單元的編碼器信號(hào)輸入端連接，控制單元的輸出控制線接至變頻器的輸入控制端，變頻器的輸出端連接至水泵電機(jī)的主回路，控制單元的水泵電機(jī)啟?？刂菩盘?hào)接至水泵電機(jī)的控制回路。
[0011]還包括壓力變送器，安裝于水泵出口處，其信號(hào)線與控制單元的壓力信號(hào)輸入端連接。
[0012]還具有三位切換開關(guān)，其與控制單元的數(shù)字量輸入端相連，控制單元的數(shù)字量輸出端輸出相應(yīng)的通道選擇信號(hào)至壓力變送器和/或編碼器。
[0013]還具有帶觸摸屏的顯示單元，其與控制單元雙向連接。
[0014]本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0015]1.本實(shí)用新型采用變頻控制，每小時(shí)節(jié)省電能8-9度，日節(jié)省電能216度，減少故障，按班站計(jì)算，每月可減少2次，減少扣汽80T，減少減震氣囊的磨損，節(jié)省了柱塞泵的耗材，同時(shí)減少職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

【附圖說(shuō)明】

[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的控制原理圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的控制原理圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3的控制原理圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例4的控制原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0021]實(shí)施例1
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型一種水處理生水泵變頻控制裝置，具有壓力變送器、變頻器以及水泵電機(jī)，其中壓力變送器安裝于水泵出口處，其信號(hào)線與變頻器的壓力信號(hào)輸入端連接，變頻器的輸出端連接水泵電機(jī)的主回路。
[0023]本實(shí)施例水泵電機(jī)的功率是15kw，在水泵出口處的水管路上加裝一壓力變送器檢測(cè)壓力信號(hào)，該壓力信號(hào)作為負(fù)反饋送給變頻器，利用變頻器自身的PID功能，進(jìn)行PID參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，輸出PID控制信號(hào)至水泵電機(jī)，通過(guò)速度控制給定達(dá)到控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，適當(dāng)減少泵出口水壓力的目的，避免了減震氣囊的磨損程度，有效減少成本支出和故障停爐的發(fā)生。
[0024]本實(shí)施例中，變頻器采用富士變頻器FRENIC-VP系統(tǒng)，18.5kw。業(yè)壓力變送器選用2088系列智能型工業(yè)壓力變送器。變頻器的模擬輸入可以通過(guò)參數(shù)設(shè)置用于速度控制給定，轉(zhuǎn)矩控制給定，PID調(diào)節(jié)時(shí)的反饋等，用閉環(huán)控制可以將泵出口壓力穩(wěn)定在要求的數(shù)值范圍內(nèi)。
[0025]實(shí)施例2
[0026]如圖2所示，與實(shí)施例1的不同之處在于:還具有編碼器，編碼器安裝于水泵電機(jī)主軸上，其信號(hào)線與變頻器的編碼器信號(hào)輸入端連接。
[0027]本實(shí)施例在水泵電機(jī)主軸上安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，其信號(hào)線接至變頻器的編碼器信號(hào)輸入端，即變頻器內(nèi)置的PG卡，通過(guò)變頻器PG卡測(cè)速，通過(guò)給定與實(shí)際的編碼器測(cè)到的進(jìn)行比較；然后變頻器內(nèi)部進(jìn)行自校正，利用變頻器自身的PID功能，采用PID算法，限制變頻器輸出轉(zhuǎn)矩至水泵電機(jī)，控制其運(yùn)行速度，達(dá)到調(diào)節(jié)水泵出口壓力的目的。
[0028]實(shí)施例3
[0029]如圖3所示，與實(shí)施例2的不同之處在于:具有編碼器、控制單元、變頻器以及水泵，其中編碼器安裝于水泵電機(jī)主軸上，其信號(hào)線與控制單元的編碼器信號(hào)輸入端連接，控制單元的輸出控制線接至變頻器的輸入控制端，變頻器的輸出端連接至水泵電機(jī)的主回路，控制單元的水泵電機(jī)啟?？刂菩盘?hào)接至水泵電機(jī)的控制回路。本實(shí)施例中控制單元為PLCo PLC的DA模塊輸出模擬量或者O?1V給變頻器的模擬量輸入端子，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變頻調(diào)速。
[0030]本實(shí)施例在泵站設(shè)置一個(gè)控制柜，柜內(nèi)放PLC、變頻器等。通過(guò)編碼器測(cè)速，速度信號(hào)反饋給PLC，按預(yù)先寫好的程序邏輯，PLC將速度信號(hào)和給定值比較，根據(jù)變頻器的通信協(xié)議選擇相應(yīng)的通信控制方式和速度大小輸出模擬控制信號(hào)4?20mA的調(diào)整信號(hào)至變頻器，變頻器改變頻率，電機(jī)改變速度，從而改變水泵出口壓力。
[0031]本實(shí)施例中PLC還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或光纖連接遠(yuǎn)程電腦，啟停水泵和改變各種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
[0032]實(shí)施例4
[0033]如圖4所示，與實(shí)施例3的不同之處在于:本實(shí)施例還可設(shè)置壓力變送器，安裝于水泵出口處，其信號(hào)線與控制單元的壓力信號(hào)輸入端連接。該壓力信號(hào)除用于實(shí)時(shí)顯示壓力實(shí)測(cè)值外，還可以參與控制，即同時(shí)采集水泵出口壓力信號(hào)和水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，進(jìn)行雙重監(jiān)測(cè)及控制，確保水泵出口壓力在規(guī)定范圍內(nèi)，更有效的減少故障，節(jié)省電能。
[0034]為此在控制裝置中設(shè)置了三位切換開關(guān)QT，其公共端與控制單元即PLC的數(shù)字量輸入端相連，控制單元的輸出端輸出相應(yīng)的通道選擇信號(hào)至壓力變送器和/或編碼器。
[0035]圖4中，當(dāng)三位切換開關(guān)QT與壓力變送器的反饋信號(hào)線連接時(shí)，第一常閉電接點(diǎn)Cl在PLC的控制下自動(dòng)斷開(此時(shí)第二常閉電接點(diǎn)C2為閉合狀態(tài))，編碼器信號(hào)有效，控制單元的輸出端輸出相應(yīng)的通道選擇信號(hào)至編碼器；當(dāng)三位切換開關(guān)QT與編碼器的反饋信號(hào)線連接時(shí)，第二常閉電接點(diǎn)C2在PLC的控制下自動(dòng)斷開(此時(shí)第一常閉電接點(diǎn)Cl為閉合狀態(tài))，壓力變送器信號(hào)有效，控制單元的輸出端輸出相應(yīng)的通道選擇信號(hào)至壓力變送器；而當(dāng)三位切換開關(guān)QT懸空時(shí)，控制單元的輸出端同時(shí)選對(duì)兩個(gè)通道采集壓力變送器和編碼器信號(hào)。
[0036]本實(shí)施例是將前三個(gè)實(shí)例綜合在一起，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境需求進(jìn)行選擇性控制，彌補(bǔ)單一控制的缺陷，通過(guò)選擇不同的控制通道，兩個(gè)反饋信號(hào)即可同時(shí)參與閉環(huán)控制，也可互為備用，進(jìn)一步節(jié)省了柱塞泵的耗材費(fèi)用及電費(fèi)支出，達(dá)到更好的控制效果和節(jié)能要求。
[0037]為了增加控制的可視性，還可以設(shè)置人機(jī)界面，即帶觸摸屏的顯示單元，其與控制單元雙向連接。在顯示屏上即可以讀取實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，又可以修改壓力、轉(zhuǎn)速等控制參數(shù)，界面友好，直觀，操作方便。
【權(quán)利要求】
1.一種水處理生水泵變頻控制裝置，其特征在于:具有壓力變送器、變頻器以及水泵電機(jī)，其中壓力變送器安裝于水泵出口處，其信號(hào)線與變頻器的壓力信號(hào)輸入端連接，變頻器的輸出端連接水泵電機(jī)的主回路。2.按權(quán)利要求1所述的水處理生水泵變頻控制裝置，其特征在于:還具有編碼器，編碼器安裝于水泵電機(jī)主軸上，其信號(hào)線與變頻器的編碼器信號(hào)輸入端連接。3.按權(quán)利要求1或2所述的水處理生水泵變頻控制裝置，其特征在于:所述變頻器內(nèi)部具有PID計(jì)算模塊。4.一種水處理生水泵變頻控制裝置，其特征在于:具有編碼器、控制單元、變頻器以及水泵，其中編碼器安裝于水泵電機(jī)主軸上，其信號(hào)線與控制單元的編碼器信號(hào)輸入端連接，控制單元的輸出控制線接至變頻器的輸入控制端，變頻器的輸出端連接至水泵電機(jī)的主回路，控制單元的水泵電機(jī)啟?？刂菩盘?hào)接至水泵電機(jī)的控制回路。5.按權(quán)利要求4所述的水處理生水泵變頻控制裝置，其特征在于:還包括壓力變送器，安裝于水泵出口處，其信號(hào)線與控制單元的壓力信號(hào)輸入端連接。6.按權(quán)利要求5所述的水處理生水泵變頻控制裝置，其特征在于:還具有三位切換開關(guān)，其與控制單元的數(shù)字量輸入端相連，控制單元的數(shù)字量輸出端輸出相應(yīng)的通道選擇信號(hào)至壓力變送器和/或編碼器。7.按權(quán)利要求4?6中任何一項(xiàng)所述的水處理生水泵變頻控制裝置，其特征在于:還具有帶觸摸屏的顯示單元，其與控制單元雙向連接。
【文檔編號(hào)】F04B49-06GK204283831SQ201420754516
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