一、前言

在我公司的冷却循环水系统中,存在两台45kw的水泵。尽管它们能够满足全厂设备冷却需求,但大部分时间并未达到满负荷工作状态,有时甚至远低于一台泵的满负荷水平。为了保持供水压力的恒定,我们可以实现供水和用水之间的平衡,即在用水多时提供更多的供水,在用水少时提供相应减少的供水,从而提高了供水质量。此外,如果能实现自动恒压供水,每年可节省7到10万元电费,并且减轻操作工劳动强度。

随着电力技术的发展,变频调速技术日益完善,以变频调速为核心的智能控制系统逐渐取代了以往高位water tank 和pressure vessel等传统设备。这类系统具有起动平稳、起动电流可限制于额定电流内等特点,可有效避免对电网冲击;由于泵转速降低,可延长泵和阀门等部件使用寿命;同时,还能消除起动和停机时产生的water hammer效应。这种稳定安全、高效运行性能、简单方便操作方式以及周到的功能,使得我们能够通过节约用 水、节约能源和人力资源,最终达到高效率运行目标。

二、控制原理

根据反馈原理,要维持一个物理量不变或基本不变,就需要引入该物理量与设定的值比较形成闭环系统。在我们的案例中,我们希望保持管道中的压力恒定,因此必须引入压力反馈值与给定的设定值进行比较,以形成闭环系统。但是,由于被控对象是一个非线性、大惯性的系统,现在我们结合PID控制方法来处理,这样在压力波动较大的情况下,可以使用模糊控制加快响应速度,而在压力范围较小时,则采用PID保持静态精度。这一切都可以通过PLC及智能仪表来实现算法,同时对PLC编程来完成泵从工频切换到变频之间转换。实际应用证明,这种方法是可行且成本不高。

要维持整个供应网络中的压力不发生变化,我们安装了一个用于反馈目的的地面送气器作为反馈元件,由于供应网络中的管道长度大而管径也大,充填过程相对缓慢,因此这个系统是一个滞后很大的回路,不易直接采用标准PID调节器进行调整,而是通过PLC参与控制来实施对整体调节作用。

三、方案设计

1.硬件选型

在输送管道上安置一个用于测量输送液体流量的一种传感器。

使用一台带有PLC参与控制功能的大功率变频器。

工频启动方式:

每个发电机都配备了一种允许其直接启动至最大输出功率(即工频)的启动装置。

自动启动方式:

有两种选择:一种是在甲发电机首先开始工作,然后乙发电机加入工作;另一种是在乙发电机首先开始工作,然后甲发電機加入工作。

变频器内部实现PID调节:

将来自地面送气器所测量出的流量信号发送至位于变频驱动单元内部的一个微处理单元,该单元包含一个基于输入信号执行自适应调整以确保输出容纳所需流量的一阶差分自适应PIDcontroller。

5.PLC调度两个储存区:

在开启后,让第一个储存区由第一台蒸汽轮式涡轮增圧機驱動,它会根据设置好的最高速度去追踪给定的最高容纳流量。当蒸汽轮式涡轮增壓機无法再进一步增加速度并且仍然不足以达到所需流量的时候,将发出信号给中央计算机构(即电脑),中央计算机构将停止第一储存区,并让第二储存区由第二台蒸汽轮式涡轮增壓機驱動,该蒸汽輪發電機同样会根据当前实时数据去追踪给定的最小容纳流量。当总用的能源需求减少,中央计算机构将停止第二储存区并重新让第一储存区回到最初状态继续按照之前设定的条件运作。

四、项目优势

节能:优化软件使得所有蒸汽轮式涡轮增壓機尽可能地耗费最小数量必要能源;

节约:根据实际用户需求设置最合适各个区域内之最大容纳液体数量,从而自动管理每个区域内之进出液体状况,为预防任何过剩或不足状况做准备;

运行可靠性:利用完全无冲击旋转能力使每次从始至终都是顺畅无损坏的情况,无论何时何刻不会出现因突然改变而导致故障事件;

网络连接性:采用专门设计用于中国市场之中文界面组态软件实时监控各种参数,如温度计读数、高温计读数、中温计读数及超级热计读数,并记录这些数据信息。而此外还包括累积统计每项设备消费多少单位能源,以及累积统计每项设备排放多少单位废物,一旦发现异常数据将立即警报提醒相关人员采取行动修复问题或更换失灵部件。最后还包括提供不同格式报告文件以便分析评估过去几天或者几个月来的表现指标,对未来计划制定有重要参考价值。

5 控制灵活性: 分段打印模式, 定期打印模式, 手动选择不同的打印类型;

6 实际效果展示: 改造后立即投入使用,其指定值为0Mpa结果非常成功,稳固地呈现出好效果;