[實用新型]智能水泵系統在線運行監視儀

有效

• 申請號: 201120482405.5
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN202431503U
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 曹琦;王軍
• 申請（專利權）人: 深圳市宏事達實業發展有限公司
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00;F04D15/00
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

技術領域

本實用新型涉及冶金、石化、造紙、電廠、機械、礦山、爐窯、建筑、城市給排水、供熱站、油田、大型農業灌溉、集中空調等領域的一種智能水泵系統在線運行監視儀。?

背景技術

水泵是應用面廣、量大的通用機械。水泵使用遍及國民經濟各個生產、生活部門，如冶金、石化、造紙、電廠、機械、礦山、爐窯、建筑、城市給排水、供熱站、油田、大型農業灌溉、輪船……。?

現在的水泵系統運行效率低下、耗能巨大、水平落后。據權威資料顯示，目前我國電機系統用電量約占全國用電量的60%，其中水泵、風機、壓縮機和空調制冷機的耗能分別占全國用電量的20.9%、10.4%、9.4%和6%，“三機一泵（風機、壓縮機、制冷機和水泵）”總耗能占全國用電總量的46.9%，近乎占國家總耗能的一半，而單只水泵就消耗總電量的20.9%。過去由于我國高等教育專業模塊劃分太細，對水泵的性能研究僅限于本專業的內容，對水泵容入系統后性能要發生根本變化的系統科學原理認識不清，水泵性能和管道系統特性及運行控制策略不匹配，加上設計部門設計計算方法落后，選擇的水泵容量至少是實際需要的1.7倍，水泵普遍在大流量、小溫差、大馬拉小車低效率、且多在系統匹配情況說不清、道不明的摸黑狀態下運行。據統計我國泵類系統的運行效率約30％，比國外約低20％；我國單位GDP能耗是美國的3倍，是日本的10幾倍，水泵低效運行“功”不可沒。因此從理論和實踐上解決水泵運行高耗能、低效率和落后水平的問題，應當是我國十二五規劃單位GDP降耗16%艱巨任務的內容之一。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，安裝、調試方便、節能效果顯著，操作工在監視儀觸摸屏上顯示的操作指導信息的指引下，可以控制系統水泵時時在最高效率點工作的智能水泵系統在線運行監視儀。?

為了克服現有技術的不足，本實用新型的技術方案是這樣解決的：該監視儀包括觸摸屏、可編程控制器構成的專家控制器；壓差變送器、流量變送器構成的水泵運行參數測量儀；功率變送器、頻率變送器、電量變送器、無線數據傳輸模塊構成的水泵電量遙測儀；手動調節閥和操作工擔當的執行機構；變頻器、水泵電機、水泵、管道系統構成被控對象等環節，監視儀是由上述幾個環節構成的開環專家控制系統。本實用新型的特殊之處在于所述在水泵附近安裝由觸摸屏TS和可編程控制器PLC構成的專家控制器；所述水泵P1的進出口管道上安裝有壓差變送器ΔP，在出口管道上安裝有流量變送器F構成水泵運行參數測量儀；所述在遠方水泵變頻電控柜上分別連接水泵功率變送器W、頻率變送器f、電量變送器TEQ、無線數據傳輸模塊GPRS構成的水泵電量遙測儀；在水泵出口管道上安裝有手動調節閥HV1和操作工一起擔當執行機構；所述變頻器VFD、水泵電機M、水泵P1和管道系統構成被控對象；所述水泵實時電量信號通過遙測儀輸送到觸摸屏TS和可編程控制器PLC中；所述壓差變送器ΔP、流量變送器F將水泵實時的揚程、流量信號通過A/D轉換器輸送到觸摸屏TS和可編程控制器PLC中；所述專家控制器由水泵系統知識庫、比較環節、數據處理器、信息處理器、推理機、規則集構成；所述專家控制器、執行機構、系統水泵和傳感器組四個環節構成了開環專家控制系統。?

當負荷發生變化或水泵運行臺數等干擾因素發生，水泵偏離最高效率點時，傳感器組將水泵實時運行參數送到專家控制器中，經專家控制系統和額定最佳值比較、得出偏差及其變化率，再經各個環節運算，在觸摸屏TS上顯示出水泵實時特性曲線、實時工況點、實時運行參數和實時操作指導信息。操作工在實時操作指導信息指引下，控制手動閥HV1，可以使水泵時時在最高效率點運行，從而達到對水泵運行工況清清楚楚和水泵節能的目的。因為專家控制器的輸出的控制信號，不能直接控制手動調節閥HV1?，而需要操作工參與控制的過程，所以監視儀實質是開環專家控制系統，其目的是為了節省價格昂貴的大口徑電動調節閥。?

與現有技術相比，本實用新型是根據“系統節能”理論整合水泵系統節能理論、計算機控制技術、計算機圖形技術、計算機網絡技術、計算機無線組網技術提出的，具有結構簡單、安裝調試方便、節能效果顯著特點，水泵在線實時運行信息形象清晰地在觸摸屏上顯示出來，在監視儀提供的水泵實時操作信息指引下，操作工可以控制水泵時時在最高效率點工作，克服了傳統水泵摸黑運行和不節能的缺點。在提供的算例里，水泵的效率提高7%以上，軸功率減小6kW以上，節能電能12.2%。?

綜上所述智能水泵系統在線運行監視儀有以下顯著特點：?