水處理生水泵變頻控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種變頻控制裝置，具體的說是一種水處理生水泵變頻控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]油田注水是國內(nèi)處應(yīng)用最為廣泛的油田開發(fā)方式，是補充地層能量，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，增加了電費支出，據(jù)統(tǒng)計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，電能卻沒有得到有效控制的水處理生水泵變頻控制裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中柱塞泵耗能沒有得到控制等不足，本實用新型采用的技術(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)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]本實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，其中壓力變送器安裝于水泵出口處，其信號線與變頻器的壓力信號輸入端連接，變頻器的輸出端連接水泵電機的主回路。
[0008]還具有編碼器，編碼器安裝于水泵電機主軸上，其信號線與變頻器的編碼器信號輸入端連接。
[0009]所述變頻器內(nèi)部具有PID計算模塊。
[0010]或者，本實用新型具有編碼器、控制單元、變頻器以及水泵，其中編碼器安裝于水泵電機主軸上，其信號線與控制單元的編碼器信號輸入端連接，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的主回路，控制單元的水泵電機啟停控制信號接至水泵電機的控制回路。
[0011]還包括壓力變送器，安裝于水泵出口處，其信號線與控制單元的壓力信號輸入端連接。
[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]本實用新型具有以下有益效果及優(yōu)點:
[0015]1.本實用新型采用變頻控制，每小時節(jié)省電能8-9度，日節(jié)省電能216度，減少故障，按班站計算，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，同時減少職工的勞動強度。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例1的控制原理圖；
[0017]圖2為本實用新型實施例2的控制原理圖；
[0018]圖3為本實用新型實施例3的控制原理圖；
[0019]圖4為本實用新型實施例4的控制原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步闡述。
[0021]實施例1
[0022]如圖1所示，本實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，其中壓力變送器安裝于水泵出口處，其信號線與變頻器的壓力信號輸入端連接，變頻器的輸出端連接水泵電機的主回路。
[0023]本實施例水泵電機的功率是15kw，在水泵出口處的水管路上加裝一壓力變送器檢測壓力信號，該壓力信號作為負反饋送給變頻器，利用變頻器自身的PID功能，進行PID參數(shù)的自動調(diào)節(jié)，輸出PID控制信號至水泵電機，通過速度控制給定達到控制水泵電機轉(zhuǎn)速，適當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]實施例2
[0026]如圖2所示，與實施例1的不同之處在于:還具有編碼器，編碼器安裝于水泵電機主軸上，其信號線與變頻器的編碼器信號輸入端連接。
[0027]本實施例在水泵電機主軸上安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，其信號線接至變頻器的編碼器信號輸入端，即變頻器內(nèi)置的PG卡，通過變頻器PG卡測速，通過給定與實際的編碼器測到的進行比較；然后變頻器內(nèi)部進行自校正，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，控制其運行速度，達到調(diào)節(jié)水泵出口壓力的目的。
[0028]實施例3
[0029]如圖3所示，與實施例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主軸上，其信號線與控制單元的編碼器信號輸入端連接，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的主回路，控制單元的水泵電機啟停控制信號接至水泵電機的控制回路。本實施例中控制單元為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，實現(xiàn)無級變頻調(diào)速。
[0030]本實施例在泵站設(shè)置一個控制柜，柜內(nèi)放PLC、變頻器等。通過編碼器測速，速度信號反饋給PLC，按預(yù)先寫好的程序邏輯，PLC將速度信號和給定值比較，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4?20mA的調(diào)整信號至變頻器，變頻器改變頻率，電機改變速度，從而改變水泵出口壓力。
[0031]本實施例中PLC還可通過網(wǎng)絡(luò)或光纖連接遠程電腦，啟停水泵和改變各種參數(shù)，實現(xiàn)遠程控制。
[0032]實施例4
[0033]如圖4所示，與實施例3的不同之處在于:本實施例還可設(shè)置壓力變送器，安裝于水泵出口處，其信號線與控制單元的壓力信號輸入端連接。該壓力信號除用于實時顯示壓力實測值外，還可以參與控制，即同時采集水泵出口壓力信號和水泵電機轉(zhuǎn)速信號，進行雙重監(jiān)測及控制，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)的通道選擇信號至壓力變送器和/或編碼器。
[0035]圖4中，當三位切換開關(guān)QT與壓力變送器的反饋信號線連接時，第一常閉電接點Cl在PLC的控制下自動斷開(此時第二常閉電接點C2為閉合狀態(tài))，編碼器信號有效，控制單元的輸出端輸出相應(yīng)的通道選擇信號至編碼器；當三位切換開關(guān)QT與編碼器的反饋信號線連接時，第二常閉電接點C2在PLC的控制下自動斷開(此時第一常閉電接點Cl為閉合狀態(tài))，壓力變送器信號有效，控制單元的輸出端輸出相應(yīng)的通道選擇信號至壓力變送器；而當三位切換開關(guān)QT懸空時，控制單元的輸出端同時選對兩個通道采集壓力變送器和編碼器信號。
[0036]本實施例是將前三個實例綜合在一起，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境需求進行選擇性控制，彌補單一控制的缺陷，通過選擇不同的控制通道，兩個反饋信號即可同時參與閉環(huán)控制，也可互為備用，進一步節(jié)省了柱塞泵的耗材費用及電費支出，達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測數(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。
【主權(quán)項】
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，其中壓力變送器安裝于水泵出口處，其信號線與變頻器的壓力信號輸入端連接，變頻器的輸出端連接水泵電機的主回路。
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主軸上，其信號線與變頻器的編碼器信號輸入端連接。
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主軸上，其信號線與控制單元的編碼器信號輸入端連接，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的主回路，控制單元的水泵電機啟停控制信號接至水泵電機的控制回路。
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，其信號線與控制單元的壓力信號輸入端連接。
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。
【專利摘要】本實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，其中壓力變送器安裝于水泵出口處，其信號線與變頻器的壓力信號輸入端連接，變頻器的輸出端連接水泵電機的主回路。本實用新型采用變頻控制，每小時節(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，同時減少職工的勞動強度。
【IPC分類】F04B49-06
【公開號】CN204283831
【申請?zhí)枴緾N201420754516
【發(fā)明人】耿鐵, 王昭陽, 申獻紅, 閻新玲, 張守名
【申請人】盤錦金宇石油技術(shù)開發(fā)有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月2日