CN203348051U - 节能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种节能控制系统，包括现场控制单元，现场控制单元包括交流变频调速器和可编程单元；可编程单元与现场设备连接并与交流变频调速器双向数据通信连接；还包括远程控制单元，远程控制单元包括数据传输模块、服务器和终端。本实用新型的节能控制系统，根据实际需求改变电机转速，达到节能的效果，节电率一般可达20%～65%；采用可编程单元，完成系统的自动化控制；增加了远程控制单元，可以有效的帮助使用者即时获得当前设备的运行状况，对可能出现的问题进行预防。
Description
技术领域
本实用新型涉及节能控制技术领域，特别涉及一种用于带定量泵的设备的节能控制系统。
背景技术
在压铸生产行业，压铸机的工作过程包含了合模、高压锁模、一速射料、二速射料、保压、冷却、开模、清料等过程，各阶段所需的油泵压力和流量不同，即每个阶段对压力、流量的匹配各不一样，而油泵电机的功率是根据其运行过程中最大负荷配备。在压铸机的一个生产周期中，只有高压锁模与射料阶段负荷较大，其它工作阶段液压负荷需求较小，特别是冷却过程，其负荷几乎为零；对油泵液压系统来说，如果油泵仍然以全负荷转数运转，其供油量是恒定不变的，多余的液压油经溢流阀流回油箱，做无用功，白白浪费了电能。因此，压铸机的整个工作过程中油泵电机的电能损耗严重，电能利用率只有30％～50％。
注塑机是塑胶行业的主要生产设备，注塑机是一种专用的塑料成型机械。它利用塑料的热塑性，经加热融化后，加以高压力使其快速流入模腔，经一段时间的保压和冷却，成为各种形状的塑料制品。注塑机的工艺过程一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模、顶出等六个阶段并依次循环，各个阶段需要不同的压力和流量。对于油泵马达而言，注塑过程是处于变化的负载状态，在定量泵的液压系统中，油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，此过程称为高压节流。
注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分：①液压系统油泵的电能消耗；②料筒加热器的电能消耗；③循环冷却水泵的电能消耗（在注塑车间内，一般多台注塑机共用一台冷却水泵）。其中，液压油泵电机的用电量占整个注塑机用电量的80%以上，所以，注塑机节能的重点即是提高动力驱动系统本身的能耗效率及驱动系统输出功率与执行机构执行功率达到自适应调节匹配，两者之间的能量利用率越高，系统节能率就越高，达到节省能源的功效。据统计，根据现有注塑机设备的工艺要求，由高压节流造成的能量损失高达36%-68%，对电能浪费严重，故如何减少节流损失，提高能量效率，成为液压驱动系统的节能发展方向。
另外，其他带有定量泵的设备也同样会存在上述能耗高的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中，带有定量泵的设备能耗高的不足，本实用新型提供一种节能控制系统，适用性好，控制敏捷、准确，能达到良好的节能效果。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种节能控制系统，用于降低现场设备的能耗，所述现场设备具有定量泵和用于驱动定量泵的油泵电机，其特征在于：包括现场控制单元，所述现场控制单元包括
交流变频调速器：其输出端与油泵电机的控制输入端连接；和
可编程单元：
与所述现场设备连接，用于采集现场设备的系统信号，所述系统信号包括定量泵的压力信号和流量信号；并
与交流变频调速器双向数据通信连接，用于根据定量泵的压力信号和流量信号调整交流变频调速器的输出电压和频率。
交流变频调速器将实时输出频率反馈给可编程单元，所述可编程单元根据现场设备当前工作阶段的信号控制值调整交流变频调速器的输出频率。当可编程单元接收到现场设备反馈的信号值≤现场设备当前工作阶段的信号控制值时，向交流变频调速器发出调整信号，使得交流变频调速器发出的频率信号跟系统匹配，满足系统需求。
还包括远程控制单元，所述远程控制单元包括
至少一个数据传输模块：每个现场设备连接一个数据传输模块，所述现场设备的可编程单元和交流变频调速器均与相应的数据传输模块双向数据通信连接；所述数据传输模块可以被配置成通用型的数据传输模块，使不同的现场设备可以采用同一种数据传输模块；
服务器：与数据传输模块双向数据通信连接，用于采集所述可编程单元所采集的所述现场设备的系统信号；和
终端：与服务器双向数据通信连接。
所述现场控制单元还包括电能表，所述电能表的电能输出端与数据传输模块连接。
所述数据传输模块为GPRS传输模块、3G网络传输模块、WIFI传输模块或以太网传输模块。
所述可编程单元是可编程控制器PLC或嵌入式可编程模块。
本实用新型的工作原理：电机的有功功率P=M（转矩）×转速，满足转矩的前提下，改变电机的有功功率的唯一方式是改变转速。可编程单元依靠从现场设备中提取传感信号，计算出电机运行频率，通过控制交流变频调速器的输出电压和频率，来改变油泵电机的运行速度，以达到负载变动时电机转速改变的作用和节能的效果。
本实用新型的有益效果是，本实用新型的节能控制系统，根据实际需求改变电机转速，达到节能的效果，节电率一般可达20%～65%；将使启动电流从零开始，减轻了对电网的冲击和对供电的要求，延长了设备的使用寿命；采用可编程单元，完成系统的自动化控制；增加了远程控制单元，可以有效的帮助使用者即时获得当前设备的运行状况，对可能出现的问题进行预防。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的节能控制系统最优实施例的结构示意图。
图2是本实用新型的节能控制系统中远程控制单元最优实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示，本实用新型的节能控制系统最优实施例的结构示意图。用于降低现场设备的能耗，所述现场设备具有定量泵和用于驱动定量泵的油泵电机，本实用新型的节能控制系统包括现场控制单元和远程控制单元，所述现场控制单元包括
交流变频调速器：其输出端与油泵电机的控制输入端连接；和
可编程单元，所述可编程单元可以是可编程控制器PLC，也可以是嵌入式可编程模块：
与现场设备连接，用于采集现场设备的系统信号，所述系统信号包括定量泵的压力信号和流量信号；并
与交流变频调速器双向数据通信连接，用于根据定量泵的压力信号和流量信号调整交流变频调速器的输出电压和频率。
交流变频调速器将实时输出频率反馈给可编程控制器PLC，所述可编程控制器PLC根据现场设备当前工作阶段的信号控制值调整交流变频调速器的输出频率。当可编程控制器PLC接收到现场设备反馈的信号值≤现场设备当前工作阶段的信号控制值时，向交流变频调速器发出调整信号，使得交流变频调速器发出的频率信号跟系统匹配，满足系统需求。
所述远程控制单元包括
至少一个GPRS数据传输模块：每个现场设备连接一个GPRS数据传输模块，所述现场设备的可编程控制器PLC和交流变频调速器均与相应的数据传输模块双向数据通信连接；
服务器：与GPRS数据传输模块双向数据通信连接，用于采集所述可编程控制器PLC所采集的所述现场设备的系统信号并对所述系统信号进行解析、运算和存储，以及发出预警短信；和
终端：与服务器双向数据通信连接，用于查询和分析所述服务器发出的信号并发出远程控制信号，例如检测设备工作数据，分析客户工作效率，得出用电报告，并对客户设备和我控制系统远程调试和维护。
交流变频调速器与GPRS数据传输模块双向通信，可以实现通过终端来无线远程查询和修改变频器参数。
本实施例中的GPRS数据传输模块被配置成通用型的数据传输模块，即不同的现场设备采用同一种数据传输模块，只需在从不同的现场设备采集所得的数据包前增加不同的包头，传输到服务器后，服务器可以识别是哪个现场设备传过来的数据。
所述现场控制单元还包括三相接入式电能表，所述电能表的电能输出端与GPRS数据传输模块连接，设备节能数据由电表经过GPRS数据传输模块发送出去，GPRS数据传输模块自动形成设备节能报告。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种节能控制系统，用于降低现场设备的能耗，所述现场设备具有定量泵和用于驱动定量泵的油泵电机，其特征在于：包括现场控制单元，所述现场控制单元包括
交流变频调速器：其输出端与油泵电机的控制输入端连接；和
可编程单元：
与所述现场设备连接，用于采集现场设备的系统信号，所述系统信号包括定量泵的压力信号和流量信号；并
与交流变频调速器双向数据通信连接，用于根据定量泵的压力信号和流量信号调整交流变频调速器的输出电压和频率。
2.如权利要求1所述的节能控制系统，其特征在于：还包括远程控制单元，所述远程控制单元包括
至少一个数据传输模块：每个现场设备连接一个数据传输模块，所述现场设备的可编程单元和交流变频调速器均与相应的数据传输模块双向数据通信连接；服务器：与数据传输模块双向数据通信连接，用于采集所述可编程单元所采集的所述现场设备的系统信号；和
终端：与服务器双向数据通信连接。
3.如权利要求2所述的节能控制系统，其特征在于：所述现场控制单元还包括电能表，所述电能表的电能输出端与数据传输模块连接。
4.如权利要求2所述的节能控制系统，其特征在于：所述数据传输模块为GPRS传输模块、3G网络传输模块、WIFI传输模块或以太网传输模块。
5.如权利要求1或2所述的节能控制系统，其特征在于：所述可编程单元是可编程控制器PLC或嵌入式可编程模块。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106917742A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-07-04 | 广东省计量科学研究院（华南国家计量测试中心） | 一种空压机节能量监测系统及节能量远程审核方法 |
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Granted publication date: 20131218 |
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