CN201874794U - 多参数海水泵控制系统 - Google Patents

Abstract

一种多参数海水泵控制系统，海水泵（1）进水口通过水管与海水连通，该海水泵（1）出水口与冷却器（8）的进水口通过管路连通，该冷却器（8）的出水口与外界相通；第一温度传感器（2）、第二温度传感器（3）和第一压力传感器（4）分别与PLC控制器（5）的三个传感器信号输入端连接，PLC控制器（5）通过变频器（6）控制海水泵（1）的转速。具有以下显著效果：省去调控阀，系统自动准确调节海水泵（1）的转速，实现冷却海水的流量调节，且避免了由于通过调压阀进行进水流量节流，增大了管路的阻力，从而导致增加额外的能源消耗，这更加节约能源，减小了劳动强度，由于没有安装调控阀，减小了管路的故障率，减小了维护成本。

Description

多参数海水泵控制系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，尤其是一种多参数海水泵控制系统。

背景技术

目前用水冷却设备已经广泛应用在工业冷却领域，目前大多数的冷却、加热用设备使用淡水作为工业冷却、加热水，这对淡水资源是极大的浪费，为此出现了海水循环冷却、加热技术，利用海水代替淡水作为工业用水，特别是作为工业冷却水，对于缓解沿海城市和地区淡水资源的紧缺局面意义深远。现有的海水泵控制系统，通常是在海水输出管路上安装调控阀，由作业人员根据实际情况控制调控阀开度，从而控制海水的流量。

现有技术的缺点在于：现有的调控完全由人进行，这在一定程度上取决于人的责任心，如果需要调控而没有调控，有时是难以从外部察觉；人员根据实际情况，需要频繁地进行调控，工作量大，劳动强度也大；人的主观判断的不足以真实的反应实际的需要，存在较大的差异；不能准确、及时地让设备工作在最佳状态；根据流体力学原理，电机一直工频运行，调压阀的节流，必然会额外的消耗大量的机械功；调压阀的存在，必然会增加系统的故障率及成本，增加安装及维修的难度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题在于提供一种不需要安装调控阀，系统自动控制、调节冷却海水流量的多参数海水泵控制系统。

为达到上述目的，本实用新型提供一种多参数海水泵控制系统,包括海水泵（1），该海水泵（1）进水口通过水管与海水连通，该海水泵（1）出水口与冷却器（8）的进水口通过管路连通，该冷却器（8）的出水口与外界相通，其关键在于，还包括第一温度传感器（2）、第二温度传感器（3）、第一压力传感器（4）和PLC控制器（5），所述第一温度传感器（2）、第二温度传感器（3）和第一压力传感器（4）分别与所述PLC控制器（5）的三个传感器信号输入端连接，所述PLC控制器（5）的信号输出端连接有变频器（6）的控制输入端，该变频器（6）由外接电源供电，所述变频器（6）的控制输出端连接与所述海水泵（1）设置的电动机（M）连接；

所述第一温度传感器（2）位于海水中，检测入口海水的温度；所述第二温度传感器（3）安装在冷却器（8）的出水口，检测冷却器（8）的出水口排出的海水的温度，所述第一压力传感器（4）位于海水中，检测海水的压力。

所述PLC控制器（5）内部设置有：

用于读取进水口海水温度的装置；第一温度传感器（2）检测海水的温度并且传送该温度数值到PLC控制器（5）。

用于读取出水口海水温度的装置；第二温度传感器（3）检测系统排出的海水的温度并且传送该温度数值到PLC控制器（5）。

用于比较当前海水温度与出水口海水温度的装置；PLC控制器（5）对输入的温度数值进行比较。

用于判断进水口海水温度与出水口海水温度的温差是否低于或等于a℃的装置；a为系统设定的一个临界数值，实际中a的数值一般是控制在小于5的范围内，这能够防止排出的海水温度与大海本身海水的温差过大造成对生态系统的明显破坏。a的数值一般是控制在小于5的范围内，也能够使得海水泵（1）消耗电能控制在较低的水平，达到更高的综合经济效益。

如果温差低于或等于a℃，则进入用于保持控制输出数值不变的装置；温差在规定的a℃温差范围内，PLC控制器（5）保持输出的控制信号不变。

如果温差大于a℃，则进入用于输出变频控制信号的装置。由于发热设备的功率比是变动的，发热量也是变动的，冷却后输出的海水肯定温度数值也是变动的，如果温差超出规定的a℃温差范围，PLC控制器（5）进行逻辑运算后控制改变输出信号，控制变频器（6）改变输出电压的频率，调节海水泵（1）的转速，增大冷却海水流量，迅速把温度降到临界温度a℃及其以下，该系统通过闭环控制提高了控制精度。

该海水泵控制系统中没有安装调控阀，通过调节海水泵（1）的转速来调节冷却海水的流量，避免了由于通过调压阀进行节流，增大了管路的阻力，从而导致增加额外的能源消耗，这更加节约能源。同时由于没有安装调控阀，减小了管路的故障率，简小了管路维护成本，也减小了劳动强度。

所述PLC控制器（5）内部还设置有：

用于读取海水压力值P1的装置；PLC控制器（5）读取第一压力传感器（4）检测到的压力数值。

用于判断P1是否大于预置压力值P0的装置；预置压力值P0为通常状态下，第一压力传感器（4）检测到的海水的压力数值。

如果P1小于等于P0，则进入所述用于保持控制输出数值不变的装置；通常状态下P1和P0的大小是基本相同的。

如果P1大于P0，则进入所述用于输出变频控制信号的装置。在潮汐的时候，海水压力增大，此时检测到的P1数值大于P0数值，此时系统的进水压力增大，PLC控制器（5）对检测到的进行逻辑运算后控制变频器（6）减小输出电压的频率，减小海水泵（1）的转速，海水泵（1）输出动力提供的海水压力虽然减小，但是由于外部海水压力增大，同样可以维持出水流量大小合适，因此这利于节约电能。

与所述海水泵（1）出水口连接的水管中安装有第二压力传感器（9），该第二压力传感器（9）与所述PLC控制器（5）的管道压力检测端连接，检测所述海水泵（1）出水压力。

第二压力传感器（9）检测海水泵（1）出水压力，并将该压力信号传输到PLC控制器（5），这便于PLC控制器（5）控制海水泵（1）转速，防止出现爆管。

还包括触控器（7），该触控器（7）的控制信号输出端与所述PLC控制器（5）的控制信号输入端连接。

通过触控器（7）能够向PLC控制器（5）输入参数，这便于根据实际的需求，灵活设置系统运行参数，扩大系统应用范围，提高系统通用性。

本实用新型的显著效果是：省去调控阀，不需要人工控制，系统自动准确调节海水泵（1）的转速，实现冷却海水的流量调节，且避免了由于通过调压阀进行进水流量节流，增大了管路的阻力，从而导致增加额外的能源消耗，这更加节约能源。系统通过闭环控制也提高了控制精度。由于没有安装调控阀，减小了管路的故障率，简小了管路维护成本，也减小了劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理示意图；

图2为根据温差调节海水流量的流程图；

图3为有无调控阀的系统特性曲线图；

图4为根据海水压力调节海水泵转速的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图3所示，一种多参数海水泵控制系统,包括海水泵（1），该海水泵（1）进水口通过水管与海水连通，该海水泵（1）出水口与冷却器（8）的进水口通过管路连通，该冷却器（8）的出水口与外界相通，还包括PLC控制器（5），第一温度传感器（2）、所述第一温度传感器（2）位于海水中，检测当前周围海水的温度；第二温度传感器（3），该第二温度传感器（3）安装在冷却器（8）的出水口，检测冷却器（8）的出水口排出的海水的温度，第一压力传感器（4），该第一压力传感器（4）位于海水中，检测海水的压力，所述第一温度传感器（2）、第二温度传感器（3）和第一压力传感器（4）分别与所述PLC控制器（5）的三个传感器信号输入端连接，所述PLC控制器（5）的信号输出端连接有变频器（6）的控制输入端，该变频器（6）由外接电源供电，所述变频器（6）的控制输出端连接与所述海水泵（1）设置的电动机（M）连接；

所述PLC控制器（5）内部设置有：

用于读取进水口海水温度的装置；

用于读取出水口海水温度的装置；

用于比较当前海水温度与出水口海水温度的装置；

用于判断进水口海水温度与出水口海水温度的温差是否低于或等于a℃（a≤5）的装置；

如果温差低于或等于a℃，则进入用于保持控制输出数值不变的装置；

如果温差大于a℃，则进入用于输出变频控制信号的装置。

本系统没有安装调控阀，使得管网特性曲线发生变化，如图3所示，当所需流量从Q1减小到Q2时，如果采用调节阀门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点B点运行，所需轴功率P2与面积H2×Q2成正比；如果采用调速控制方式，海水泵（1）转速由n1下降到n2，其管网特性并不发生改变，但风机、水泵的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A点移至C点。此时所需轴功率P3与面积HB×Q2成正比。分析，所节约的功率Delt(P)与（H2-HB）×（B-C）的面积成正比。

本实用新型中，所述PLC控制器（5）通过逻辑运算调节海水泵（1）转速，其根据就是图3所示出的无调控阀状态下的特性曲线图，根据系统冷却所需海水流量，找到最佳转速平衡点，即实现精确控制，又达到节约能源的目的。

考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，海水泵通过调速控制可节能20％～50％。

如图4所示，所述PLC控制器（5）内部还设置有：

用于读取海水压力值P1的装置；

用于判断P1是否大于预置压力值P0的装置；

如果P1小于等于P0，则进入所述用于保持控制输出数值不变的装置；

如果P1大于P0，则进入所述用于输出变频控制信号的装置。

海水潮汐时候，很显然，海水水面推升高，根据图3所示，海水由于涨潮带来的海水压力差为P1-P0，使得扬程H减小，因此维持固定的流量的时侯，需要海水泵提供的压力减小，因此PLC控制器（5）合理计算，通过变频器控制海水泵减小转速，进一步达到节约能源的目的，具有良好的的经济效益和巨大的实用价值。

与海水泵（1）出水口连接的水管中安装有第二压力传感器（9），该第二压力传感器（9）与所述PLC控制器（5）的管道压力检测端连接，检测海水泵（1）出水压力，并将该压力信号传输到PLC控制器（5），这便于PLC控制器（5）控制海水泵（1）转速，防止出现爆管。

触控器（7）的控制信号输出端与所述PLC控制器（5）的控制信号输入端连接，通过触控器（7）能够向PLC控制器（5）输入参数，根据实际的需求，灵活设置系统运行参数，扩大了系统应用范围，提高了系统通用性。

本实用新型的上述实施例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (4)

1.一种多参数海水泵控制系统,包括海水泵（1），该海水泵（1）进水口通过水管与海水连通，该海水泵（1）出水口与冷却器（8）的进水口通过管路连通，该冷却器（8）的出水口与外界相通，其特征在于，还包括第一温度传感器（2）、第二温度传感器（3）、第一压力传感器（4）和PLC控制器（5），所述第一温度传感器（2）、第二温度传感器（3）和第一压力传感器（4）分别与所述PLC控制器（5）的三个传感器信号输入端连接，所述PLC控制器（5）的信号输出端连接有变频器（6）的控制输入端，该变频器（6）由外接电源供电，所述变频器（6）的控制输出端连接与所述海水泵（1）设置的电动机（M）连接；

所述第一温度传感器（2）位于海水中，检测入口海水的温度；所述第二温度传感器（3）安装在冷却器（8）的出水口，检测冷却器（8）的出水口排出的海水的温度，所述第一压力传感器（4）位于海水中，检测海水的压力；

所述PLC控制器（5）内部设置有：

用于读取进水口海水温度的装置；

用于读取出水口海水温度的装置；

用于比较当前海水温度与出水口海水温度的装置；

用于判断进水口海水温度与出水口海水温度的温差是否低于或等于a℃（设定温度）的装置；

如果温差低于或等于a℃，则进入用于保持控制输出数值不变的装置；

如果温差大于a℃，则进入用于输出变频控制信号的装置。

2.根据权利要求1所述多参数海水泵控制系统，其特征在于，所述PLC控制器（5）内部还设置有：

用于读取海水压力值P1的装置；

用于判断P1是否大于预置压力值P0的装置；

如果P1小于等于P0，则进入所述用于保持控制输出数值不变的装置；

如果P1大于P0，则进入所述用于输出变频控制信号的装置。

3.根据权利要求1所述多参数海水泵控制系统，其特征在于，与所述海水泵（1）出水口连接的水管中安装有第二压力传感器（9），该第二压力传感器（9）与所述PLC控制器（5）的管道压力检测端连接，检测所述海水泵（1）出水压力。

4.根据权利要求1所述多参数海水泵控制系统，其特征在于，还包括触控器（7），该触控器（7）的控制信号输出端与所述PLC控制器（5）的控制信号输入端连接。

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