论文afs公司冷却热井泵变频器节能改造

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1、AFS 公司冷却热井泵变频器节能改造 李斌 第 1 页 共 12 页AFSAFS 公司冷却热井泵变频器节能改造公司冷却热井泵变频器节能改造李 斌摘摘 要：要：根据 AFS 公司水循环系统的特点，为了减少设备部员工的工作量。不要为了保持冷却冷井池和冷却热井池的液位而经常去调节阀门开度,调节水流量或频繁的启停冷却冷井泵和冷却热井泵。可以减少紊流对水系统中的管道弯头，阀门和相关用水设备的冲击，减少启动电流对各泵电机的冲击，延长电机使用寿命，节约用电。并对该相关设备改造后的操作方式进行介绍，以便于现场操作员对设备进行操作。关键词：关键词：冷却热井泵 变频柜1 1 引言引言旭硝子特种玻璃（苏州）有限公司

2、生产线采用大量的冷却水泵冷却末端设备和玻璃制品。因供应冷却水的区域和功能不同，分为 4 台45KW/台的冷却（热）井泵分系统和4 台110KW/台的加压（冷）井泵分系统。一般情况下冷却（热）井泵分系统全年运行水泵三用一备，加压（冷）井泵分系统全年运行水泵两用两备。上述的冷却（热）井泵及加压（冷）井泵开机情况可以由运行人员根据季节、天气及末端设备的运行情况调节阀门开度调节水流量，阀门开度调节存在着较大的节流损失。近年来各类水泵采用日本原装变频器进行节能改造工程，用变频调速代替阀门开度调节流量取得了很好的社会效益和经济效益。2 冷却系统工作的原理（简述冷却系统工作的原理AFS 公司冷却热井泵变频器

3、节能改造 李斌 第 2 页 共 12 页图一：AFS公司水系统原理其基本工作原理如下：1、变频器具有闭环无级全自动的频率控制特性，可以根据负荷的需求情况来控制电机的运转速度，减少有无功功率和无功损耗，从而达到节能的效果。2、变频器软启动代替传统的启动方式，可以大幅度的降低启动电流，减少喘振、冲击、振动、降低噪音，延长电机的使用寿命。以上这两项的合理调节，可以使其节能幅度达到30%-60%。2 2 改造方案改造方案旭硝子特种玻璃（苏州）有限公司生产用冷却（热）井泵系统节能改造工程根据其配置及实际运行情况，可以选择日本原装 3 台 CIMR-E7B4045 型安川变频器应用于冷却（热）井泵分系统。

4、安装上冷却（热）井泵分系统内 1#4#四台泵共用选定的三台变频器实现三拖四控制，可以通过外部设计转接切换控制电路实现自动/手动/工频/变频/主用/备用之转接，一个冷却水泵分系统节能改造使用之两至三台安川变频器分别各自组合成一组，及其外围辅助设备分别安装在专门设计的两个转接切换、计量及闭环恒压力（恒水位）控制配电柜内，为了与原 BAS 系统（远程控制系统）相连接，新增节能控制系统以保持了手动和自动（远程）控制功能。在手动方式下，可以通过面板设计手动按钮选择和指示变频器拖动的冷却（热）井泵以及完成选择变频器拖动其中一台冷却（热）井泵，或变频器旁路后其余各台冷却（热）井泵均可以在商用电源工频供电方式

5、下工作等控制功能。AFS 公司冷却热井泵变频器节能改造 李斌 第 3 页 共 12 页在自动（远程）方式下，该节能系统则可以接受原 BAS 的自动（远程）信号对单台冷却（热）井泵进行节能运行的选择和启动。该配电柜面板上还各设计安装有电流表和电压表可以观察各变频器的输入电流和输入电压。考虑设计当变频器故障时可以自动恢复当前泵工频运转方式，以确保系统运行连续性和安全性。由于设备现场配电室内没有安装空调系统，夏季配电房室内温度较高，变频器运行时也会发热，仅仅依靠在配电柜顶端安装散热风扇还不能完全解决变频柜散热的问题，严重时会危害到变频器及其他电气元件的使用寿命。根据实际工作的经验，可以在每一台变频柜

6、上增加安装一个壁挂式配电柜专用空调，和配电柜顶端的散热风扇配合使用，可以有效地降低变频柜内温度，从而有效延长变频器及其他电气元件的使用寿命。根据各冷却（热）井泵的工作原理，当末端设备不需要冷却时，流过末端设备的冷却水阀会自动（或可改造为自动）关闭，当末端设备冷却水阀关闭时冷却水用量减少，随末端设备冷却需求减少水流量，回到各热井池的水流量也有减少的趋势，因而同样可以在冷却（热）井泵上安装变频器进行节能改造，冷却（热）井泵安装变频器节能改造采用热井池恒水位控制原理。旭硝子特种玻璃（苏州）有限公司冷却（热）井泵节能技术改造工程。冷却（热）井泵采用热井池恒水位控制其输出频率调节方式，在热井池中投入ZF

7、CY3801-YW型液位变送器、江元JY-XMA系列PID调节构成闭环全自动恒液位控制系统，通过控制冷却（热）井泵的转速调节供水泵来维持热井池水位恒定。恒液位控制原理，其控制系统构成如下图二所示。仪仪仪仪仪仪仪仪仪仪仪仪仪仪仪仪仪仪SPID FUZZYMPID仪仪仪4-20mA仪仪仪仪仪 仪 仪 仪 仪AFS 公司冷却热井泵变频器节能改造 李斌 第 4 页 共 12 页图二：变频器恒液压控制系统构成原理液位传感器测量得到的实际液位与液位设定值比较，经 PID 或 FUZZY 运算输出一4-20mA 电流信号。用以控制变频器输出频率调整供水量以维持加压泵出口压力热井池水位恒定。各线冷却（热）井泵

8、分系统内三台变频器共用同一个恒液位控制信号，按同一转速运行和同一趋势变化，有利于设备负载及使用寿命的均衡性。为了在实际的工程中验证改造方案的合理性，工程分步进行，前期工程先对1，2#冷却（热）井泵进行变频改造。具体方案如下所述。3 3 变频柜操作说明变频柜操作说明3 31 1 变频运行方式变频运行方式1）确定本地使用泵变频运行时,先将变频柜上的转换开关旋至“2” （即变频本地）位，此时工频柜上相应的操作按钮失效。2）按下变频柜上对应泵的启动按钮，该泵将变频运行，变频器会根据用户设定的液位值进行自动调节（即恒液位控制） ，当液位低至所设定的低液位时（1.00米）,液位仪表将输出报警,让变频器自动

9、减速停止(注意:此时变频器停止运行,但是接触器不断开,方便液位恢复时自动启动),当液位恢复到高液位时（1.50米）,液位仪表将撤消报警输出,让变频器自动加速启动。3）需要停止时，按下变频停止按钮即可，变频器将自动减速停车（此时变频器要完全停车时接触器才断开） 。3 2 工频运行方式工频运行方式确定需要工频运行时，只要将变频控制柜上转换开关旋至“1” （即工频）位时，即可恢复原工频的操作方式，此时变频柜操作按钮无效。AFS 公司冷却热井泵变频器节能改造 李斌 第 5 页 共 12 页热水泵1#工频M1 45KWPA热水泵1/2#变频热水泵2#工频热水泵变频器内部接线A1A67A65X1X5inp

10、ut4-20mARSTUVWL23L22L21JJR2045XKWM2 45KWRSTUVWL23L22L21JJR2045XKW至变频柜 控制电源至隔离变 压器仪表 电源备注：彩色部分为修改过的线路，黑色部分为原来线路。Q5Q6图三：热井泵（1，2#）工变频主线路及变频器内部接线图3 3 PID调节仪设置调节仪设置PID（比例-积分-微分）控制器能有效的实施过程控制，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。首先，虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样 PID 就可控制了.其次，PID 参数较易整定。也就是，

11、PID 参数 Kp，Ki 和 Kd 可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID 参数就可以重新整定。第三，PID 控制器在实践中也不断的得到改进。PID调节仪的操作说明：1）按键说明SET键： 自动或手动工作状态下，按SET键进入参数设定状态。参数设定状态下，按SET键确认参数设定操作。键和键: 自动工作状态下，按键和键可修改给定值（SP） ，在附显示窗显示。手动工作状态下，按键和键可修改控制输出值（MV） 。参数设定时，键和键用于参数设定菜单选择和参数值设定。AFS 公司冷却热井泵变频器节能改造 李斌 第 6 页 共 12 页A/

12、M键： 手动工作状态和自动工作状态的切换。2）给定值设置（1） 单设定点（本机设定点）的SP设定操作。a) 在自动工作状态下，按、键可修改SP设定值，在附显示屏显示。b) 上电复位后将调出停电前的SP值作为上电后的初始SP值。（2） 时间程序给定t.SP。在时间程序给定工作状态下SP将按预先设定好的程序运行，、键操作无效。上电复位时，具有SP跟踪PV功能，即从时间程序曲线中最接近当前PV值的点开始程序运行。时间程序控制程序的启动：在本机定值给定状态下，同时按SET和键，将切换到时间程序、控制运行，并保持切换前后SP值和MV值不变。时间程序控制程序的停止：在时间程序给定控制状态下，同时按SET和

13、键，将切换到本机单值给定运行，并保持切换前后SP值和MV值不变。即时间程序给定和单值给定控制的切换是双向无扰的。（3） 手动输出操作。不论本机单值给定工作态，还是时间程序给定工作态，按A/M键均进入手动工作状态，可通过、键直接修改MV值，在附屏显示。在手动工作状态下，按A/M键将回到原先的自动工作状态。手动/自动状态的切换是控制输出MV双向无扰的。t.SP给定时，手动转自动具有SP自动跟踪PV功能，即从时间程序曲线中最接近PV的点开始运行。（4）PID自整定程序的启动。按操作说明“D”操作，可启动PID自整定程序。启动后，若误差（SP-PV）/FS小于5%则继续维持常规PID运行，还不进PID

14、参数自整定。若偏差大于5%，则作两个周期全开全关位式控制，算出系统合适的PID参数，按此参数进行常规的PID控制。自整定期间，附屏交替显示“AdPt”和MV值。AFS 公司冷却热井泵变频器节能改造 李斌 第 7 页 共 12 页隔离变 压器接液位 传感器液位PID仪表（IN）（OUT）ALR1ALR2低液位 报警输 出（IN）（OUT）电流信号隔离器24VDC电源接到变频器 频率信号Q1Q2A1Q3Q4Q3Q4240240PEQ5Q6K1out4-20mA图四：仪表控制线路图3 4 变频器参数设置变频器参数设置1） 数字式操作器的显示部数字式操作器( 操作器) 各键的名称与功能如下图所示。2）

15、 数字式操作器的操作部在数字式操作器RUN、STOP 键的左上方有指示灯。 RUN、STOP 指示灯根据运行状态AFS 公司冷却热井泵变频器节能改造 李斌 第 8 页 共 12 页会点亮、闪烁或熄灭。DB( 初始励磁) 时RUN 键闪烁，STOP 键点亮。数字式操作器各部的名称与功能3）主要参数设置 选择频率指令的输入设定参数b1-01，选择频率指令的输入方法。 用数字式操作器输入频率指令将b1-01 设定为0，则可从数字式操作器输入频率指令。 用电压输入频率指令( 模拟量设定)将b1-01 设定为1 时，可从控制回路端子A1( 电压输入) 或控制回路端子A2( 电压或电流输入) 输入频率指令

16、。 选择运行指令的输入方法设定参数b1-02，选择运行指令的输入方法。 用数字式操作器进行运行操作将b1-02 设定为0，通过数字式操作器的键(RUN、STOP 和FWD/REV) 可以进行变频器的运行操作。 用控制回路端子进行运行操作将b1-02 设定为1 时，用控制回路端子进行变频器的运行操作。 选择输入停止指令时的停止方法输入停止指令时变频器的停止方法有4 种:减速停止自由运行停止直流制动停止带定时功能的自由运行停止AFS 公司冷却热井泵变频器节能改造 李斌 第 9 页 共 12 页设定参数b1-03，选择变频器的停止方法。 减速停止将b1-03 设定为0 时，在输入停止指令( 运行指令OFF) 的同时，电机按设定的减速时间， 减速停止。 自由运行停止将b1-03设定为1时，若输入停止指令(运行指令OFF)，变频器输出电压将被切断。电机自由运行停止。 全域直流制动停止将b1