我啤酒厂的冷却循环水系统里有两台45kw水泵,通常情况下这两台泵并不需要同时满负荷工作。为了保持供水压力的恒定,我们使用自动恒压供水控制系统,这样在用水多或少的时候,供水也能相应调整,从而提高了供水质量。此系统每年可以为我们节电7到10万元,并减轻了操作工的劳动强度。
随着技术的进步,我们开始采用以变频调速为核心的智能供水控制系统。这一系统起动平稳,不会对电网造成冲击;由于平均转速降低,可以延长设备寿命;还能消除起动和停机时的不良效应。这样的稳定、安全运行性能、简单易用的操作方式以及周全功能,使得我们的供水实现了节约用水、节省电力和人力,最终达到高效率运行。
我们的控制原理基于反馈原理。在保持一定物理量不变时,要引入该物理量与设定的值进行比较形成闭环。如果要维持特定的压力,就必须引入压力反馈值与给定值比较形成闭环。但是,由于被控对象是一个非线性、大惯性的系统,在压力波动较大时我们使用模糊控制加快响应速度,而在范围较小时则采用PID保持静态精度。通过PLC与智能仪表可实现这个算法,同时对PLC编程来实现泵之间频率切换。实践证明这种方法既可行又经济。
为了维持供水网上所需的持续压力,我们安装了一个由管网上的点测量到的流体流量作为反馈元件。由于管道长度长且直径大,充填时间较慢,因此这是一个滞后性大的过程,不适合直接利用PID调节,而是采用PLC参与控制来实现调节作用。
方案设计中,我们硬件选型包括在管道上安装1个用于测量流体流量和产生信号的一个传感器,以及1台变频器和1个PLC参与控制。这台富士变频器搭配S7-200系列PLC,可以根据设定的目标流量信号调整输出功率以达到恒定流量目标。
工频启动方式允许每个电机都有直接启动模式,只在必要或特殊情况下使用。而自动启动方式则可以选择先启动甲泵还是乙泵,然后通过PLC让其中一台转换至工频工作,让另一台继续以变频模式运行直到达到设置阀值。当用气需求减少,PLC将第二台从变频状态切换回工频再停止,以此保证总体供应能力并最大化能源效率。
本次改造后的效果非常显著,即使是在设定0.6Mpa的情况下,也能够保持稳定的输出,无需额外的人手管理,而且操作更加灵活,便于日常管理。