水处理生水泵变频控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变频控制装置，具体的说是一种水处理生水泵变频控制装置。
【背景技术】
[0002]油田注水是国内处应用最为广泛的油田开发方式，是补充地层能量，保持油田稳产，提高采收率的重要措施之一。
[0003]由于在油田作业区电量控制困难，增加了电费支出，据统计80%的故障停炉都是由于柱塞泵故障产生的。产生这一现象的原因一是减震胶囊质量缺陷；二是由于大部分站烧污水，污水温度高，加大了气囊的磨损；三是生水泵出口压力高，造成了不必要的无效功，导致电单耗增加。由于加大了减震气囊的冲击，使其加速损坏，从而造成对设备的冲击。由于以上原因造成柱塞泵的磨损增加，故障率增加，效益流失。
[0004]为了保障设备的稳定运行，采用控制泵入口压力的方法，如增加旁通阀，但是，电能却没有得到有效控制的水处理生水泵变频控制装置。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术中柱塞泵耗能没有得到控制等不足，本实用新型采用的技术方案是提供一种可有效控制电能损耗的水处理生水泵变频控制装置。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0007]本实用新型一种水处理生水泵变频控制装置，具有压力变送器、变频器以及水泵电机，其中压力变送器安装于水泵出口处，其信号线与变频器的压力信号输入端连接，变频器的输出端连接水泵电机的主回路。
[0008]还具有编码器，编码器安装于水泵电机主轴上，其信号线与变频器的编码器信号输入端连接。
[0009]所述变频器内部具有PID计算模块。
[0010]或者，本实用新型具有编码器、控制单元、变频器以及水泵，其中编码器安装于水泵电机主轴上，其信号线与控制单元的编码器信号输入端连接，控制单元的输出控制线接至变频器的输入控制端，变频器的输出端连接至水泵电机的主回路，控制单元的水泵电机启停控制信号接至水泵电机的控制回路。
[0011]还包括压力变送器，安装于水泵出口处，其信号线与控制单元的压力信号输入端连接。
[0012]还具有三位切换开关，其与控制单元的数字量输入端相连，控制单元的数字量输出端输出相应的通道选择信号至压力变送器和/或编码器。
[0013]还具有带触摸屏的显示单元，其与控制单元双向连接。
[0014]本实用新型具有以下有益效果及优点:
[0015]1.本实用新型采用变频控制，每小时节省电能8-9度，日节省电能216度，减少故障，按班站计算，每月可减少2次，减少扣汽80T，减少减震气囊的磨损，节省了柱塞泵的耗材，同时减少职工的劳动强度。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例1的控制原理图；
[0017]图2为本实用新型实施例2的控制原理图；
[0018]图3为本实用新型实施例3的控制原理图；
[0019]图4为本实用新型实施例4的控制原理图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
[0021]实施例1
[0022]如图1所示，本实用新型一种水处理生水泵变频控制装置，具有压力变送器、变频器以及水泵电机，其中压力变送器安装于水泵出口处，其信号线与变频器的压力信号输入端连接，变频器的输出端连接水泵电机的主回路。
[0023]本实施例水泵电机的功率是15kw，在水泵出口处的水管路上加装一压力变送器检测压力信号，该压力信号作为负反馈送给变频器，利用变频器自身的PID功能，进行PID参数的自动调节，输出PID控制信号至水泵电机，通过速度控制给定达到控制水泵电机转速，适当减少泵出口水压力的目的，避免了减震气囊的磨损程度，有效减少成本支出和故障停炉的发生。
[0024]本实施例中，变频器采用富士变频器FRENIC-VP系统，18.5kw。业压力变送器选用2088系列智能型工业压力变送器。变频器的模拟输入可以通过参数设置用于速度控制给定，转矩控制给定，PID调节时的反馈等，用闭环控制可以将泵出口压力稳定在要求的数值范围内。
[0025]实施例2
[0026]如图2所示，与实施例1的不同之处在于:还具有编码器，编码器安装于水泵电机主轴上，其信号线与变频器的编码器信号输入端连接。
[0027]本实施例在水泵电机主轴上安装旋转编码器，其信号线接至变频器的编码器信号输入端，即变频器内置的PG卡，通过变频器PG卡测速，通过给定与实际的编码器测到的进行比较；然后变频器内部进行自校正，利用变频器自身的PID功能，采用PID算法，限制变频器输出转矩至水泵电机，控制其运行速度，达到调节水泵出口压力的目的。
[0028]实施例3
[0029]如图3所示，与实施例2的不同之处在于:具有编码器、控制单元、变频器以及水泵，其中编码器安装于水泵电机主轴上，其信号线与控制单元的编码器信号输入端连接，控制单元的输出控制线接至变频器的输入控制端，变频器的输出端连接至水泵电机的主回路，控制单元的水泵电机启停控制信号接至水泵电机的控制回路。本实施例中控制单元为PLCo PLC的DA模块输出模拟量或者O?1V给变频器的模拟量输入端子，实现无级变频调速。
[0030]本实施例在泵站设置一个控制柜，柜内放PLC、变频器等。通过编码器测速，速度信号反馈给PLC，按预先写好的程序逻辑，PLC将速度信号和给定值比较，根据变频器的通信协议选择相应的通信控制方式和速度大小输出模拟控制信号4?20mA的调整信号至变频器，变频器改变频率，电机改变速度，从而改变水泵出口压力。
[0031]本实施例中PLC还可通过网络或光纤连接远程电脑，启停水泵和改变各种参数，实现远程控制。
[0032]实施例4
[0033]如图4所示，与实施例3的不同之处在于:本实施例还可设置压力变送器，安装于水泵出口处，其信号线与控制单元的压力信号输入端连接。该压力信号除用于实时显示压力实测值外，还可以参与控制，即同时采集水泵出口压力信号和水泵电机转速信号，进行双重监测及控制，确保水泵出口压力在规定范围内，更有效的减少故障，节省电能。
[0034]为此在控制装置中设置了三位切换开关QT，其公共端与控制单元即PLC的数字量输入端相连，控制单元的输出端输出相应的通道选择信号至压力变送器和/或编码器。
[0035]图4中，当三位切换开关QT与压力变送器的反馈信号线连接时，第一常闭电接点Cl在PLC的控制下自动断开(此时第二常闭电接点C2为闭合状态)，编码器信号有效，控制单元的输出端输出相应的通道选择信号至编码器；当三位切换开关QT与编码器的反馈信号线连接时，第二常闭电接点C2在PLC的控制下自动断开(此时第一常闭电接点Cl为闭合状态)，压力变送器信号有效，控制单元的输出端输出相应的通道选择信号至压力变送器；而当三位切换开关QT悬空时，控制单元的输出端同时选对两个通道采集压力变送器和编码器信号。
[0036]本实施例是将前三个实例综合在一起，根据现场环境需求进行选择性控制，弥补单一控制的缺陷，通过选择不同的控制通道，两个反馈信号即可同时参与闭环控制，也可互为备用，进一步节省了柱塞泵的耗材费用及电费支出，达到更好的控制效果和节能要求。
[0037]为了增加控制的可视性，还可以设置人机界面，即带触摸屏的显示单元，其与控制单元双向连接。在显示屏上即可以读取实测数据，又可以修改压力、转速等控制参数，界面友好，直观，操作方便。
【主权项】
1.一种水处理生水泵变频控制装置，其特征在于:具有压力变送器、变频器以及水泵电机，其中压力变送器安装于水泵出口处，其信号线与变频器的压力信号输入端连接，变频器的输出端连接水泵电机的主回路。
2.按权利要求1所述的水处理生水泵变频控制装置，其特征在于:还具有编码器，编码器安装于水泵电机主轴上，其信号线与变频器的编码器信号输入端连接。
3.按权利要求1或2所述的水处理生水泵变频控制装置，其特征在于:所述变频器内部具有PID计算模块。
4.一种水处理生水泵变频控制装置，其特征在于:具有编码器、控制单元、变频器以及水泵，其中编码器安装于水泵电机主轴上，其信号线与控制单元的编码器信号输入端连接，控制单元的输出控制线接至变频器的输入控制端，变频器的输出端连接至水泵电机的主回路，控制单元的水泵电机启停控制信号接至水泵电机的控制回路。
5.按权利要求4所述的水处理生水泵变频控制装置，其特征在于:还包括压力变送器，安装于水泵出口处，其信号线与控制单元的压力信号输入端连接。
6.按权利要求5所述的水处理生水泵变频控制装置，其特征在于:还具有三位切换开关，其与控制单元的数字量输入端相连，控制单元的数字量输出端输出相应的通道选择信号至压力变送器和/或编码器。
7.按权利要求4?6中任何一项所述的水处理生水泵变频控制装置，其特征在于:还具有带触摸屏的显示单元，其与控制单元双向连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种水处理生水泵变频控制装置，具有压力变送器、变频器以及水泵电机，其中压力变送器安装于水泵出口处，其信号线与变频器的压力信号输入端连接，变频器的输出端连接水泵电机的主回路。本实用新型采用变频控制，每小时节省电能8-9度，减少故障，减少减震气囊的磨损，节省了柱塞泵的耗材，同时减少职工的劳动强度。
【IPC分类】F04B49-06
【公开号】CN204283831
【申请号】CN201420754516
【发明人】耿铁, 王昭阳, 申献红, 阎新玲, 张守名
【申请人】盘锦金宇石油技术开发有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月2日