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1、摘要 油田掺水是在石油输送过程中，为了防止石油凝结，而将水注入管道中，并保持管道中有一定压力，从而使石油更易流通。在掺水站中，掺入水是三相分离器脱除后的活性水，在适当的温度和机械剪切作用下，使油以小的滴状分散在水中，被油水界面间的封膜所包围，形成水包油型乳化液，从而使油与钢管内壁间的摩擦，及油和水间的内摩擦，改变为水与钢管内壁间的摩擦和水与水间的内摩擦，可以有效地降低原油输送时的摩阻。在本设计中，采用一拖二闭环控制方式。系统中掺水泵的掺水控制是由变频器通过变送器的回馈压力值，与事先预设在变频器中的压力值进行比较，利用变频器中内置PID自动根据差值进行运算调节控制变频器变频调速运行；同时，变频器
2、中的运行参数通过内部计算机接口和通讯协议传输至计算机工作站；在计算机上可以随时检测和控制系统运行压力、电动机转速、输入/输出电压、输入/输出电流等参数，以使管中压力达到要求的2兆帕。关键词: 变频器，变频调速，变频控制，压力变送器，接触器 AbstractIn the process of oil transportation, in order to prevent the petroleum from condensing, and inject water into the pipeline; it can maintain a certain pressure in the pipel
3、ine so that the oil could flow more easily. In the mix water station, the water mixed in the oil field is active water that after three-phase separator. under the proper temperature and machinery, make the oil dispersed in water with the form of little dripping, enveloped by the membrane among the o
4、il-water interfaces, form water envelop oil emulsion, thus the friction that among the oil and the wall in the steel tube, and the internal friction among oil and water, change into the friction among the water and the steel tube, and the friction inside waters, that can effectively reduce the baffl
5、e friction while sending crude oil.This design adopted the methods for one towing two controls. In this system, the mixing controls of mixing water pump is operated through comparing with the pressure value that is Prior default value and return pressure value from the frequency converter, and then
6、using the inner PID in the frequency converter, automatically calculate and control according to the margin. Meanwhile, the operation parameter in the frequency converter is transmitted to the computer work station through the inside computer interface and communication agreement. It can check the o
7、peration pressure of control system, motors rotational speed, input / output voltage, input / output electric current in order to achieve 2 M Pa for requirements.Keywords: Frequency converter, Frequency conversion adjusts the speed, Frequency conversion controlling, Pressure changer, Contactor 0 引言油
8、田掺水是在石油输送过程中，为了防止石油凝结，而将水注入管道中，并保持管道中有一定压力，从而使石油更易流通。在掺水站中，掺入水是三相分离器过滤后的活性水，在适当的温度和机械剪切作用下，使油以小的滴状分散在水中，被油水界面间的封膜所包围，形成水包油型乳化液，从而使油与钢管内壁间的摩擦，油和水间的内摩擦，改变为水与钢管内壁间的摩擦和水与水间的内摩擦，可以有效地降低原油输送时的摩阻。在本设计中，采用一拖二闭环控制方式，系统中掺水泵的掺水控制是由变频器通过变送器的回馈压力值，与事先预设在变频器中的压力值进行比较，利用变频器中内置PID自动根据差值进行运算调节控制变频器变频调速运行；同时，变频器中的运行参
9、数通过内部计算机接口和通讯协议传输至计算机工作站；在计算机上可以随时检测和控制系统运行压力、电动机转速、输入/输出电压、输入/输出电流等参数，以保持管道中掺水压力恒定。因此，系统设计了工变一体控制柜控制两台电机的控制方案，使两台水泵根据需要进行工作，从而达到了节能降耗的目的。1 变频调速原理及变频器1.1 变频器1.1.1 变频器简介在工业控制领域中，除了液动、气动等运动控制外，绝大多数的控制系统是电动控制系统，其最终控制对象和执行机构均为电机。在一般工业中变频器主要用于电机调速传动、重载起动、节能等方面。电机调速传动又分调速传动和节能调速传动两大类。工艺调速传动指工艺要求必须调速的传动，例如
10、挤压造粒机、切粒机、齿轮泵、轧机、机床、造纸等以往用直流电动机驱动的机械传动，节能调速指如风机、泵等以前不调速,为节能和工艺控制而改用调速的机械传动，它的节能效果非常显著。在工业控制中可以实现连续的控制，广泛应用于生产实践。变频调速器是为控制各种感应电机而设计的，结构大多为交-直-交型。通用变频控制器是电机控制技术经过多年发展推向市场的一种成熟产品，它在机电一体化产品中占有极其重要的地位。在工业生产中，直接利用工频电源工作的许多电机，长时间或部分时间工作在轻载状态下。传统的变压器降压控制、变极对数控制、机械能耗控制等办法都不能达到很好的输出转矩和较高的电能利用率来满足系统工作需要。如果使用变频
11、控制器，不但能满足系统工作的要求，还能节电。在应用中，一台变频器通常控制一台电机，但也能控制多台工况相同的电机。通用变频器也为以电机为最终控制对象包含许多小系统或过程的大控制系统(如无人车间、立体仓库、柔性生产线等大型工业控制系统)的构成设计了专门的接口。11.1.2 变频器的结构及分类变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，变频器的结构包括主电路和控制电路，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说
12、，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。21.1.3 变频调速工作原理由电机学的基本公式 式中电动机定子绕组的磁极对数p一定，改变电源频率f，即可改变电动机的同步转速。异步电动机的实际转速总是低于同步转速，而且随着同步转速而变化。电源频率增加
13、，同步转速也增加，实际转速也增加；电源频率下降，同步转速也下降，电机转速也降低，这种通过改变电源频率实现的速度调节过程称为变频调速。1.调速控制方式调速控制方式基本上有三种。1）电源频率低于工频范围调节电源的工频在我国为50Hz.电机定子绕组内的感应电动式为 =44.4式中 W定子绕组的匝数绕组系数电机每极磁通定子电压 与定子绕组感应电动势 的关系为 = + 式中 定子绕组每相阻抗定子绕组电流若忽略定子压降 ，则 =44.4， 把上式整理成 =K K=4.44W式中 K比例系数。则 =电动机电磁转矩M与成正比，若下调电源频率，同时也下调，使比值保持为恒定量，则磁通不变，因此，转矩也保持常量，此
14、时电动机拖动负载的能力不发生改变，这种控制方式称为恒磁通调压调频调速，也叫恒转矩调速。2）电源频率高于工频范围调节由于使电源频率增加，变小，而不能高于额定电压，在此控制方式中保持不变，由于频率变高，变小，电磁转矩M也变小，但电源频率增加导致电动机转速n增加，设电动机角速度=2n，电动机的功率P是电磁的转矩M与角速度的乘积 P= M调节过程中，使频率与转矩的变化成一定协调关系，从而保持电动机功率为恒定量，即功率不发生变化，这种升频定压调速为恒压调速。3）转差频率控制三相异步电动机中，定子与转矩之间的圆周空隙内有一定旋转磁场，其转速为，电机转子实际转速为,(-)是转子与旋转磁场之间的相对切割速度，
15、对频率、电压进行协调控制，使不变，此时磁通不变的条件下，电磁转矩M与成正比。对频率进行调节，既调节了(-)，因此，在实际转速调节时也实现了对转矩的调节。31.2 EV2000通用变频器1.2.1 EV2000简介EV2000采用独特的控制方式实现了高转矩、高精度、宽调速驱动，满足通用变频器高性能化的趋势；具有超出同类产品的防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘能力，极大提高产品可靠性。EV2000是世界首次将客户通用需求与客户个性化需求、行业性需求有机融合的革命性产品，实用的PI、简易PLC、灵活的输入输出端子、脉冲频率给定、停电和停机参数存储选择、频率给定通道与运行命令通道捆绑、零频回差控制、主辅给定控制、变频控制、定长控制等，为设备制造业客户提供高集成度的一体化解决方案，对降低系统成本，提高系统可靠性具有极大价值；EV2000通过优化PWM控制技术和电磁兼容性整体设计，满足用户对应用场所的低噪音、低电磁干扰的环保要求。1.2.2 EV2000型号说明图1 型号说明产品系列介绍55P及以下
