一、 項目設(shè)計背景
因地制宜、審時度勢地應(yīng)用引入、試行推廣“四新”技術(shù)，是現(xiàn)代企業(yè)科技進步和兩個效益不斷提高及穩(wěn)步發(fā)展的一項重要途徑和手段。該項目的增壓泵站是為設(shè)計能力日產(chǎn)16萬噸自來水廠輸送原水的配套新建工程，泵站距上游水庫取水口1.2公里，距下游自來水生產(chǎn)廠22公里，選用DN1200MM壓力輸送管。根據(jù)輸水工程項目設(shè)計方案，利用地形自然高差和庫容常水位，自流輸送能力為10萬噸/d，當(dāng)輸送量超過10萬噸/d時，需通過增壓泵輸送。該增壓泵站設(shè)計選用10KV/355KW機組，提升揚程為13米，額定流量為7200噸/h，啟動方式為液阻降壓啟動，配機組兩套，一備一用。
泵站自2002年6月投入試運行。但由于實際需求輸水總量為10-12萬噸/d，所以只能依靠調(diào)節(jié)出口閥門開度來調(diào)節(jié)流量，以保證生產(chǎn)廠的處理平衡的需求。這不但操作麻煩、難以控制，而且能源浪費大。同時，根據(jù)預(yù)測，在近二、三年內(nèi)還尚未能達到16萬噸/d的需求量。鑒此，為了資源的合理利用和能源的節(jié)約，保證輸水管網(wǎng)的安全可靠運行，擬考慮安裝變頻調(diào)速裝置，并經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)評估，認(rèn)為是可行的，于2002年9月籌劃建設(shè)該技改項目。通過社會調(diào)查和篩選，決定選用北京利德華福HARSVERT－A10/30變頻調(diào)速裝置。
二、 系統(tǒng)方案
1、 一次結(jié)線方案為一控二手動預(yù)置及變頻/液阻啟動運行方式手動預(yù)選模式；
2、 系統(tǒng)監(jiān)控和操作為本機（現(xiàn)場）操作和上位計算機集控室操作兩種模式；
3、 運行控制方式是近期為開環(huán)控制，當(dāng)達到設(shè)計生產(chǎn)能要求時，實行閉環(huán)控制。
三、 系統(tǒng)功能及說明
通過變頻器主界面可以進行變頻器的功能設(shè)定、參數(shù)設(shè)定、實時波形顯示、運行記錄打印、故障查詢。
通過主界面可對變頻器直接進行啟動、設(shè)定運行頻率、停機、急停和復(fù)位等操作。
2、 參數(shù)設(shè)置功能設(shè)定：設(shè)置允許和設(shè)置禁止
設(shè)置允許——是用于停機狀態(tài)下對變頻器和電機參數(shù)的設(shè)定、修改和保存；
設(shè)置禁止——是用于不管變頻器當(dāng)前處于運行或停機狀態(tài)下進行設(shè)定參數(shù)查看，但所作修改和新設(shè)定均無效，系統(tǒng)不予保存。
3、 運行方式設(shè)定
用于選擇變頻器開環(huán)或閉環(huán)運轉(zhuǎn)方式和遠(yuǎn)控或本控方式的設(shè)定。
4、 頻率設(shè)定選擇
由計算機設(shè)定和模擬設(shè)定兩種方式，即可通過主界面或上位機和接受外部0-10V或4-20MA模擬設(shè)定信號。
5、 上位機參數(shù)修改
通過遠(yuǎn)控/本控開關(guān)和配合使用“參數(shù)設(shè)置功能設(shè)定”，實現(xiàn)在上位機上進行設(shè)定和修改參數(shù)有效與否。
6、 上位機控制
通過遠(yuǎn)控/本控開關(guān)和配合使用“參數(shù)設(shè)置功能設(shè)定”，實現(xiàn)在上位機上進行啟動、停車、急停、復(fù)位、設(shè)定運行頻率等功能的有效與否。
7、 遠(yuǎn)程撥號監(jiān)控
共他計算機通過電話網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程對變頻器進行控制及運行情況監(jiān)視。如果該功能“禁止”，則遠(yuǎn)程撥號失去對變頻器的控制權(quán)，僅有對變頻器運行情況進行監(jiān)視的功能。
8、 模擬輸出
變頻器具備兩個模擬輸入通道，每個通道都可以選擇為電流源輸出和電壓輸出。輸出物理量可分別設(shè)置成頻率、電流、電壓、功率、功率因素、流量、壓力等量。
9、 PID調(diào)節(jié)器
用于輸入調(diào)節(jié)器的各項參數(shù)。PID調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)、積分時間常數(shù)、微分時間常數(shù)在變頻器運行時都可以實時修改，同時按下“應(yīng)用”按鈕后，新參數(shù)立即有效。
10、 模擬輸入信號范圍設(shè)定
具有四個模擬輸入通道。先從模擬輸入設(shè)置對話框選定模擬輸入，然后在界面上對該通道的參數(shù)進行設(shè)定；先設(shè)定通道輸入信號的信號源的性質(zhì)，然后設(shè)定傳感器輸出的最大和最小輸出信號值及其對應(yīng)的測量范圍。變頻器可以接收0-20MA或0-10V范圍內(nèi)的任何電流或電壓值模擬信號。
11、 參數(shù)設(shè)定
參數(shù)設(shè)定窗口用于設(shè)定變頻器參數(shù)、電機參數(shù)以及管理參數(shù)，由主界面的參數(shù)設(shè)定按鈕進入。在運行過程中，除了管理參數(shù)修改有效外，其余參數(shù)僅在停機時才能修改。
在參數(shù)設(shè)定窗口中，變頻器參數(shù)、電機參數(shù)可按各參數(shù)對應(yīng)的按鈕，由彈出的軟件鍵盤進行設(shè)定。參數(shù)修改后，按“取消”鍵，則所作修改無效；按“設(shè)定”鍵，則保存修改后的參數(shù)值，系統(tǒng)將按新設(shè)定的參數(shù)運行。
12、 恢復(fù)出廠設(shè)定
系統(tǒng)將出廠設(shè)定參數(shù)文件拷貝到當(dāng)前參數(shù)文件。“確定”后，系統(tǒng)將按出廠設(shè)定運行；“取消”則恢復(fù)原參數(shù)設(shè)置。
13、 參數(shù)設(shè)定備份
將當(dāng)前所設(shè)定的參數(shù)作為數(shù)據(jù)文件保存在硬盤中，以備需要時方便調(diào)用。系統(tǒng)總共可保存從save0到save16共17個備份。
14、 故障信息查詢
變頻器具有精確的故障定位及查詢功能。任何情況下都可以通過故障查詢窗口及時獲知系統(tǒng)的當(dāng)前狀況及發(fā)生過的歷次故障信息，包括故障發(fā)生時間、原因及位置。
15、 故障查詢窗口
故障查詢窗口在系統(tǒng)出現(xiàn)重故障時自動彈出，當(dāng)前的故障處于閃爍狀態(tài)。故障信息包括功率單元、整流變壓器、電機、控制器、功率柜冷卻風(fēng)機及現(xiàn)場等各個部分的狀態(tài)。當(dāng)柜門、UPS、電機、變壓器、風(fēng)機等出現(xiàn)不影響運行的輕度故障時，將在主界面上實時顯示，故障消除時，顯示也隨之消失。輕度故障不彈出本窗口。
16、 故障信息處理
故障查詢窗口對故障種類及發(fā)生位置作出精確定位后，可以返回后通過主界面的幫助菜單尋求解決方案。
17、 運行波形顯示
變頻器利用波形顯示窗口可以實時顯示輸入或輸出的電流、電壓波形，同時提供輸入輸出的功率和功率因數(shù)計算值顯示，并具有通道選擇，波形縮放、波形實時顯示及保持功能。
18、 運行數(shù)據(jù)記錄
變頻器具有自動記錄運行參數(shù)的功能。變頻器發(fā)生的每一次操作以及對應(yīng)時刻也相應(yīng)記錄在案。
19、 運行記錄設(shè)定
變頻器運行時自動記錄的參數(shù)包括給定頻率、輸出頻率、輸入電流、輸出電流、輸入電壓、輸出電壓、輸入功率、輸出功率、輸入功率因數(shù)、輸出功率因數(shù)、實際壓力、累計運行時間等。以上所有運行參數(shù)連同記錄的時刻一起同時被記錄，而與參數(shù)前的選項無關(guān)。所有記錄的運行參數(shù)按文本文件格式存放于工控機硬盤之中，每天作為一個文件，以日期作為文件名。
20、 記錄查看和報表打印
可根據(jù)需要選擇顯示參數(shù)，沒有選擇的參數(shù)，系統(tǒng)將不予顯示和打印。本窗口提供打印的時間段選擇，顯示該時間段內(nèi)所記錄的運行參數(shù)以便打印輸出，并可將記錄參數(shù)復(fù)制到軟盤上。
21、 遠(yuǎn)程/本機控制方式
變頻器具有本機和遠(yuǎn)程控制兩種方式。當(dāng)選擇“遠(yuǎn)控”時，可通過DCS系統(tǒng)對變頻器進行控制，也可在現(xiàn)場或集中控制室的遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機對變頻器進行控制。變頻器主界面相應(yīng)的軟件控制按鈕失效；當(dāng)選擇“本控”時，變頻器主界面的軟件控制按鈕生效，而遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機的控制功能同時失效。
22、 運行模式
變頻器具有開環(huán)運行、閉環(huán)運行、軟啟動、正常停機、急停等多種運行模式。
23、 報警和復(fù)位
當(dāng)系統(tǒng)在發(fā)生故障時，提供音響報警?？捎?ldquo;報警解除”按鈕消除報警的音響。變頻器運行時，“系統(tǒng)復(fù)位”按鈕無效。其他情況下，“系統(tǒng)復(fù)位”按鈕可對工控機和控制器發(fā)出復(fù)位命令。
24、 上位機監(jiān)控界面
在“遠(yuǎn)控/本控”開關(guān)處于“遠(yuǎn)控”位置時，變頻器不僅可通過遠(yuǎn)程操作開關(guān)按鈕進行控制，還可通過上位計算機進行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。上位機可直接對其實現(xiàn)起停控制、頻率設(shè)定、功能設(shè)定、電機參數(shù)設(shè)定、變頻器參數(shù)設(shè)定、故障查詢、DA設(shè)定等各種監(jiān)控功能。上位計算機的遠(yuǎn)程監(jiān)控界面如下：
四、 安裝和試運行
該技改項目于2002年10月上旬開始安裝調(diào)試，于10月下旬投入試運行。至今運行時間并不長，僅僅5個月左右。自投入試運行至今，運行平穩(wěn)，整個系統(tǒng)安全、可靠、監(jiān)控系統(tǒng)清晰、全面，操作便捷，控制自序靈活。
五、 效益評估
作為一個高科技的產(chǎn)品或設(shè)備，都應(yīng)具有一定的節(jié)能降耗這一項重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和必備的要素。而對某一項技改項目的效益要進行總結(jié)和評價，應(yīng)該說是一個十分嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)問題，按貫例應(yīng)申報項目，由政府專職權(quán)威部門經(jīng)過實地科學(xué)測試和各種試驗、計算、復(fù)核、審查、確認(rèn)等環(huán)節(jié)。所以我們在此談效益，講成果，只是對企業(yè)自身的切身利益而言的效益和評價。就此而言，該系統(tǒng)在未安裝變頻調(diào)速裝置前，輸水量在10-13萬噸/d，按供電部門計費計量表計為準(zhǔn)，其運行平均電耗為500kw·h/萬噸，而安裝試運了變頻調(diào)速裝置后，輸送水量也為10-13萬噸/d，其運行平均電耗為300-320kw·h/萬噸。根據(jù)輸水需求預(yù)測，近兩年內(nèi)，年、日平均輸水量為13萬噸和15萬噸。按上述對比值和預(yù)測量，經(jīng)推算，按每萬噸180kw·h和120 kw·h計算，兩年可節(jié)電量149萬kw·h；若按0.6元/kw·h計算為89.4萬元。也就是說兩年內(nèi)能全部收回投入資金，可見其經(jīng)濟效益十分明顯。同時，由于該系統(tǒng)的投運，提高了供水的可靠性和安全的保證性。安全、正常、不間斷的恒壓供水是社會民眾對供水行業(yè)服務(wù)質(zhì)量最基本的要求。所以說，該系統(tǒng)的投運對企業(yè)兩個效益不斷提高可謂是錦上添花。