陳繼勛

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

1 泵站變頻控制技術(shù)簡(jiǎn)述

泵站的變頻調(diào)速技術(shù)的原理是利用管網(wǎng)壓力上的感應(yīng)信號(hào)保持在輸入狀態(tài)下，自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器根據(jù)系統(tǒng)提供的信息來(lái)調(diào)整輸出頻率，進(jìn)而對(duì)泵電節(jié)，這樣就不僅能夠保證供水量而且能有效的減少單位的水資源的浪費(fèi)，下面是關(guān)機(jī)的轉(zhuǎn)速與供水量進(jìn)行調(diào)于泵站變頻控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)[1]。

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)泵站系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)控制?？梢岳糜?jì)算機(jī)的自動(dòng)檢測(cè)功能，對(duì)泵站的變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行控制，當(dāng)用水量或者是水壓發(fā)生改變，計(jì)算機(jī)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且能夠?qū)Ρ谜咀龀鱿鄳?yīng)的調(diào)整，這樣就能夠保證泵站一直都處于節(jié)能并且高效率的工作，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，泵站將水的壓力調(diào)整到20kpa之內(nèi)，計(jì)算機(jī)對(duì)泵站的變頻控制最高。由于泵站啟動(dòng)是通過變頻調(diào)速控制，因此可以對(duì)泵站中泵所需要的啟動(dòng)電流和需要的啟動(dòng)能耗進(jìn)行精準(zhǔn)控制，能夠有效的降低這些能耗，除此之外，這能夠有效地降低泵站在啟動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械的一些損壞，最重要的是采用變頻技術(shù)能夠避免在進(jìn)行切換時(shí)所引起的水泵發(fā)生震動(dòng)，可以延長(zhǎng)泵站的機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

（2）在煤礦中采用變頻泵站控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。我國(guó)在智能化，機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使得工程中重要系統(tǒng)環(huán)節(jié)的集中控制和管理已成為趨勢(shì)。煤礦中采用變頻泵站系統(tǒng)已經(jīng)取代了原始的泵站的管理系統(tǒng)。通過利用先進(jìn)的數(shù)字化信息通信技術(shù)，能夠?qū)Ρ谜鞠到y(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控以及精準(zhǔn)控制，很大程度上保障了泵站正常運(yùn)行。傳統(tǒng)的礦井加壓泵站的控制系統(tǒng)線路復(fù)雜，維護(hù)繁瑣等缺點(diǎn)，無(wú)法自動(dòng)控制整個(gè)泵站，遠(yuǎn)程通訊能力差等缺點(diǎn)和局限性，阻礙了業(yè)務(wù)的發(fā)展。隨著可編程控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，建立基于G120變頻器的自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為解決這一問題的有效途徑。

2 基于G120變頻器的自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)

首先在硬件方面，因?yàn)樽詠?lái)水泵站的自動(dòng)控制系統(tǒng)基于G120變頻器并采用了可編程控制器。上位機(jī)以控制網(wǎng)為主要控制設(shè)備，因此控制線相對(duì)于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)要簡(jiǎn)單得多，因此其可靠性很高，而且只要變更控制程序就能滿足變更生產(chǎn)過程的要求[2]。其次，在控制規(guī)模上，基于G120變頻器的加壓泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器進(jìn)行控制，從而使程序員可以編寫一套閉式的上位機(jī)上的回路控制程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)泵站的自動(dòng)控制。

3 基于G120變頻器控制系統(tǒng)礦井系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 控制系統(tǒng)

變頻器的控制系統(tǒng)選擇的SIMATICS7PLC系統(tǒng)，變頻泵站系統(tǒng)所采用控制器是有西門子研究開發(fā)的，屬于一種新型的控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)屬于可以一種功能比較強(qiáng)大的系統(tǒng)，可以將整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行全面的控制，這種控制具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。而PLC則是采用SIMATICs7-200SMARTSR40CPU。上位機(jī)監(jiān)控一般都是采用兩套配置，這樣有利于雙機(jī)熱備功能的實(shí)現(xiàn)[3]。對(duì)于泵站運(yùn)行的控制以及操作等的調(diào)節(jié)還有就是運(yùn)行過程中的一些信息參數(shù)均能夠在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作。上位機(jī)的功能是可以對(duì)各種儀器的運(yùn)行參數(shù)，和機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并且能夠?qū)⑦@些信息繪制成曲線圖。

所采用的變頻器具有下面幾項(xiàng)特點(diǎn)：

（1）由于該變頻器是采用的模塊化設(shè)計(jì)，因此能夠進(jìn)行靈活驅(qū)動(dòng)，并且便于維護(hù)，能夠完成適應(yīng)于各種應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)其保護(hù)功能。

（2）該變頻器能夠保證設(shè)備的安全運(yùn)行，并且操作比較簡(jiǎn)單，從某種方面來(lái)說(shuō)大大降低了企業(yè)需要在安全方面的成本，不僅可以節(jié)約成本而且對(duì)于工作人員和設(shè)備的安全也有足夠的保障。

3.2 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)與設(shè)置

利用PROFI-NET以太網(wǎng)來(lái)完成系統(tǒng)的通訊信息的傳遞，變頻器完成CDS/DDS功能的過程是：CDS表示變頻器控制參數(shù)，DDS表示的是驅(qū)動(dòng)參數(shù)，工作人員可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置不同的配置，這樣就能夠在需要的時(shí)候進(jìn)行切換最合適的配置，不僅節(jié)約了時(shí)間還提高了效率[4]。

3.3 離心泵的啟動(dòng)，以及停止的操作方式

（1）主要的控制方式分為三種，本地控制，遠(yuǎn)程手動(dòng)控制方式以及遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。本地控制的方式是通過在現(xiàn)場(chǎng)控制箱上自帶的操作按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)離心泵的控制；遠(yuǎn)程手動(dòng)控制的方式是利用計(jì)算機(jī)來(lái)遠(yuǎn)程控制，其控制效果與前一種控制方式相同。遠(yuǎn)程自動(dòng)控制與前兩種方式完全不同，它的原理是通過對(duì)儲(chǔ)液罐的液位的變化進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，一般采用這種方式都要求儲(chǔ)液罐帶有高精確度的檢測(cè)器，這樣才能夠精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對(duì)離心泵的控制。不過利用這種方式還需要工作人員對(duì)液壓值進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)計(jì)算機(jī)檢測(cè)到儲(chǔ)液罐內(nèi)的液壓低于了設(shè)定值，就會(huì)控制降低變頻器的頻率，當(dāng)檢測(cè)到儲(chǔ)液罐內(nèi)的液壓值高于設(shè)定值，則會(huì)加快變頻器的頻率。除此之外還要求工作人員對(duì)變頻器的頻率設(shè)定一個(gè)范圍，這樣才能夠達(dá)到對(duì)最合理的控制。

離心泵的啟動(dòng)一般都是通過變頻器來(lái)控制的，因?yàn)樽冾l器的特點(diǎn)，工作人員可以隨時(shí)隨地的根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，一般情況下，現(xiàn)場(chǎng)只擁有一臺(tái)變頻器，因此為了避免由于變頻器發(fā)生故障的時(shí)候，會(huì)嚴(yán)重影響到礦井的供水問題，所以對(duì)于這種情況，可以加入另外兩種啟動(dòng)方式，一種是軟啟動(dòng)器，另一種是工頻直接啟動(dòng)，一般離心泵在啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的電流，這種情況會(huì)對(duì)礦金的電網(wǎng)以及變壓器造成損壞，加入軟啟動(dòng)器還有一個(gè)特別重要的原因就是可以降低這種啟動(dòng)電流，從而對(duì)電網(wǎng)和變壓器起到保護(hù)作用。

3.4 電動(dòng)閥的啟?？刂?/h3>

為了在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一操作，增加了兩種類型的啟?；芈?，并且這兩種回路都是由PLC進(jìn)行控制，因?yàn)閜lc控制能夠?qū)芈啡绻l(fā)生過載，超轉(zhuǎn)矩等現(xiàn)象時(shí)起到保護(hù)作用，與此同時(shí)，還能夠讓電動(dòng)閥門的開度在上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，從而便于工作人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行做出正確的判斷。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)基于G120變頻器系統(tǒng)在礦井泵站投入運(yùn)行后，從自動(dòng)化控制的角度來(lái)說(shuō)，節(jié)省了人力資源，提高了工作效率。