变频器供水控制系统的改造

变频器供水控制系统的改造



公司为了保证绿兰莎啤酒系列产品“高山泉水酿造”的独特品质，自建厂以来一直使用自建的四眼400多米深的深水井、一眼中转井和一座建在山坡上高3.5米的水塔为公司生产提供足够的用水保障。几年前因县城规划需要对中转井的控制房进行了移位，并更换了此井的抽水设备。但由于在工程及设备外包，承包方在建设时选用设备未考虑公司以后发展的需要，部分设备选型过于保守。所以随着公司生产规模的扩大，公司生产过程中供水系统的稳定就出现了问题。淡季时供水压力尚可，但旺季时供水压力忽高忽低很不稳定，并且抽水调设备用电量高。在查阅相关设备资料并对系统进行了详细检查后发现供水系统不稳定的问题主要出在中转水井的控制运行部分。随着产量的不断增加，原系统中部分设备配置不合理，供水系统就出现了供水不稳定的情况。主要原因是：
1、中转井供水系统是由两台微能WIN-9P变频器和两台37KW深水泵组成，可是在水泵的控制方面，只是用了变频器最基本的启动控制和相关保护功能，没有发挥出变频器在供水系统中做到恒压供水和节电的作用来。
2、由于水泵的功率、系统管路以及在山坡上水塔的原故，如果只开一台水泵，供水系统中的压力只有0.45MPa左右，在生产淡季时使用尚可。却不能满足生产旺季时供水压力不低于0.6MPa的压力需求。可是如果两台水泵都开，数小时后水塔就会因水满而溢出。而水塔所在的位置离中转水井太远，无法实现水位的直接指示，所以水泵开、停时间的控制一直是由操作人员根据管路中的压力表数值和数值保持的时间来自行掌握的。
根据上述情况我们对中转水井供水控制系统进行了相应的技术改造。
1、对于要更换和添加的相关设备的选择上：
我们首先把管路中使用的压力检测用的压力表更换成压力变送器。考虑到既降低成本又能实现对两台水泵的连锁控制，我们决定用一台压力变送器作为压力信号的采集，用一块数字智能控制仪表来完成管路上压力信号的接收和对两台变频器的连锁控制。因为山坡上水塔压强的原因，压力变送器我们选择了中创SBY-18型，量程0~1MPa，输出4~20mA；为了完成对两台变频器的连锁控制，数字智能控制仪表我们选择了虹润HR-WP-TC70。
2、连锁控制系统的控制方法原理（图略）：
首先由压力变送器采集到的管路中的压力信号转换为40~20mA电流信号传送到数字智能控制仪表，再利用数字智能控制仪表的电流（4~20mA）和继电器控制两组输出分别为两台变频器提供控制信号来完成控制。其中，仪表的一路电流输出信号（40~20mA）接到一台变频器的电流反馈输入信号的接线端子上，再设定好这台变频器的相关参数。（因不同品牌变频器的相关设定不太一样，所以这里不做详细的说明，设定时可根据变频器随带的说明书来完成。）在设定相关参数时要考虑在山坡上高3.5米的水塔进水水位和水量压强方面的问题。之后，再把仪表的继电器控制输出串接到另一变频器的直接启动控制的输入端子上既可。为了实现连锁控制，我们利用仪表内部参数部分的设定继电器控制输出的动作点数值和回差值来达到我们的要求。
这样，在生产的旺季，为了让供水压力达到大于6MPa的设定要求，我们可以同时开动两台水泵，这样继电控制的变频器带动水泵全频运行，另一台变频器可根据仪表提供的电流信号的大小自动调节自带水泵的频率大小来实现供水管路的恒压。当用水量小且管道内压力未到设定压力时还可以向远处山坡上的水塔供水，使水塔中的水位升至一定高度并保持。水塔水位的保持能更好的稳定供水系统中的水压。这样，当管路中压力达到设定值后，仪表会根据内部相关设定参数控制继电器控制输出端的输出，及时停止被控制的水泵的运行，只让可变频控制的那套抽水系统工作，当用水量增加供水系统中管路压力下降一定数值时，仪表继电器控制部分就根据设定的回差值启动之前受控制停止运行的水泵。而到了生产淡季只要关闭利用仪表的继电控制来控制的那个变频器的电源，只用可变频的那套变频器和水泵来保证供水管路的水压就行了。
供水系统通过改造后，供水系统管路中的供水压力既稳定又能满足不同时期生产的需要，设备运行的用电量也有了明显的降低。