變頻異步電機(jī)，能夠極大地降低運(yùn)行噪音，同時(shí)由于采用工作頻率可調(diào)的變頻異步電機(jī)，因此進(jìn)一步降低了自身噪音，并明顯提高了工作效率；
(5)本發(fā)明采用永磁同步電機(jī)和變頻異步電機(jī)，并實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及故障數(shù)據(jù)，對(duì)注水系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)保護(hù)，在其中一個(gè)電機(jī)或相應(yīng)的水泵出現(xiàn)故障時(shí)，立即無(wú)縫切換至另一電機(jī)，極大地提供了系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)油田注水站壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明油田注水自動(dòng)控制裝置一種【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是本發(fā)明油田注水自動(dòng)控制系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】的電氣連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
圖4是本發(fā)明油田注水自動(dòng)控制方法一種【具體實(shí)施方式】的程序流程圖；
圖中:1-油田注水自動(dòng)控制裝置，2-變頻器，3-電機(jī)，4-注水泵，5-壓力傳感器，6-溫度傳感器，7-輸出開(kāi)關(guān)柜一，8-輸出開(kāi)關(guān)柜二，9-輸出開(kāi)關(guān)柜三，10-控制單元，11-A/D轉(zhuǎn)換模塊，12-通信管理模塊，13-DI/D0模塊，14-電源，15-人機(jī)界面。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了引用和清楚起見(jiàn)，將下文中使用的技術(shù)名詞、簡(jiǎn)寫(xiě)或縮寫(xiě)記載如下:
PLC Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)稱(chēng)，它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程；
PID:Proport1n Integrat1n Differentiat1n,比例積分微分控制的簡(jiǎn)稱(chēng)； CPU:Central Processing Unit,中央處理器的簡(jiǎn)稱(chēng)；
A/D:Analog/Digital,模擬/數(shù)字的簡(jiǎn)稱(chēng)；
DI/DO:Digital Input/Digital Output,數(shù)字輸入 / 輸出的簡(jiǎn)稱(chēng)。
[0019]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]如附圖2至附圖4所示，給出了本發(fā)明油田注水自動(dòng)控制系統(tǒng)及其方法的具體實(shí)施例，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]如附圖2所示，一種油田注水自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體實(shí)施例，包括:油田注水自動(dòng)控制裝置1、變頻器2、電機(jī)3、注水泵4和壓力傳感器5。電機(jī)3包括一臺(tái)永磁同步電機(jī)和兩臺(tái)異步電機(jī)，永磁同步電機(jī)和異步電機(jī)分別與各自對(duì)應(yīng)的注水泵4相連。通過(guò)輸出開(kāi)關(guān)柜一 7控制永磁同步電機(jī)的投切，通過(guò)輸出開(kāi)關(guān)柜二 8和輸出開(kāi)關(guān)柜三9分別控制兩臺(tái)異步電機(jī)。油田注水自動(dòng)控制裝置1通過(guò)壓力傳感器5采集管道壓力信號(hào)，并對(duì)管道壓力信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，以控制永磁同步電機(jī)和異步電機(jī)的投切和調(diào)速操作，實(shí)現(xiàn)油田注水水壓的平穩(wěn)。本發(fā)明具體實(shí)施例將注水泵站中主控電機(jī)替換成永磁同步電機(jī)。同時(shí)，兩臺(tái)異步電機(jī)采用一用一備的方式。永磁同步電機(jī)效率比異步電機(jī)高，調(diào)速范圍寬且維護(hù)費(fèi)用低。本發(fā)明具體實(shí)施例采用基于PLC的永磁同步電機(jī)和異步電機(jī)控制于一體的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了注水系統(tǒng)的節(jié)能降耗。
[0022]作為本發(fā)明一種較佳的具體實(shí)施例，永磁同步電機(jī)作為油田注水自動(dòng)控制系統(tǒng)的主調(diào)速電機(jī)，異步電機(jī)進(jìn)一步作為備用電機(jī)。當(dāng)永磁同步電機(jī)無(wú)法滿(mǎn)足管道壓力要求時(shí)，通過(guò)自動(dòng)投入或切除異步電動(dòng)機(jī)使油田注水水壓穩(wěn)定在恒壓狀態(tài)，同時(shí)保證自動(dòng)控制系統(tǒng)處于最聞運(yùn)彳丁效率。
[0023]自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括溫度傳感器6,用于米集來(lái)自于電機(jī)3的溫度信號(hào)。油田注水自動(dòng)控制裝置1進(jìn)一步包括控制單元10、A/D轉(zhuǎn)換模塊11、通信管理模塊12、DI/D0模塊13和電源14。壓力傳感器5和溫度傳感器6采集到的信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊11進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后傳輸至控制單元10，控制單元10經(jīng)過(guò)計(jì)算后，通過(guò)通信管理模塊12控制變頻器2實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速?？刂茊卧?0同時(shí)通過(guò)DI/D0模塊13控制永磁同步電機(jī)和異步電機(jī)的投切。電源14為控制單元10提供工作電源。本發(fā)明具體實(shí)施例中描述的系統(tǒng)通過(guò)管道內(nèi)的壓力傳感器5、電機(jī)3內(nèi)的溫度傳感器6采集相關(guān)參數(shù)并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊11送入至基于PLC的控制單元10，控制單元10通過(guò)運(yùn)算對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，同時(shí)通過(guò)DI/D0模塊13控制相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電機(jī)3在切換過(guò)程中保證水壓的平穩(wěn)。
[0024]本發(fā)明具體實(shí)施例描述的油田注水自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了不同電機(jī)3工頻與變頻運(yùn)行狀態(tài)的切換，由于永磁同步電機(jī)出色的調(diào)速性能(寬頻工作范圍以及調(diào)速的高效率)，在本發(fā)明具體實(shí)施例中，將永磁同步電機(jī)作為專(zhuān)用調(diào)速電機(jī)使用，異步電動(dòng)機(jī)作為備用電機(jī)。當(dāng)永磁同步電機(jī)無(wú)法達(dá)到管網(wǎng)壓力要求時(shí)，通過(guò)自動(dòng)投入或切除一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)使得本發(fā)明能夠滿(mǎn)足注水系統(tǒng)始終工作在恒壓的狀態(tài)，同時(shí)保證了系統(tǒng)始終處于最高的運(yùn)行效率。
[0025]電機(jī)3包括以下四種運(yùn)行狀態(tài):
狀態(tài)1:在單臺(tái)注水泵4能夠滿(mǎn)足管道壓力要求時(shí)，永磁同步電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行；
狀態(tài)2:在兩臺(tái)注水泵4能夠滿(mǎn)足管道壓力要求時(shí)，一臺(tái)異步電機(jī)和一臺(tái)永磁同步電機(jī)同時(shí)運(yùn)行；
狀態(tài)3:在油田無(wú)水情況下，自動(dòng)控制系統(tǒng)停機(jī)，永磁同步電機(jī)和異步電機(jī)停止運(yùn)行；在油田有水情況下，自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)機(jī)運(yùn)行；
狀態(tài)4:在永磁同步電機(jī)出現(xiàn)故障情況下，兩臺(tái)異步電機(jī)同時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)，一臺(tái)異步電機(jī)通過(guò)變頻器2實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行，另一臺(tái)異步電機(jī)運(yùn)行于工頻狀態(tài)。
[0026]如附圖3所示，自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)PID調(diào)節(jié)，控制單元10中接入管道內(nèi)的壓力傳感器5反饋的管網(wǎng)數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶(hù)的設(shè)定值調(diào)節(jié)變頻器2的輸出頻率與備投注水泵4的投切，滿(mǎn)足系統(tǒng)的恒壓運(yùn)行。因?yàn)楣┧到y(tǒng)管徑大、管網(wǎng)充壓較慢的特性，控制單元10采用模糊控制方式與PID控制方式相結(jié)合的方法?？刂茊卧?0在永磁同步電機(jī)和異步電機(jī)投切或管道壓力信號(hào)波動(dòng)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，采用模糊控制方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。并在管道壓力信號(hào)波動(dòng)低于設(shè)定值時(shí)，采用PID控制方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速，保持油田注水水壓的靜態(tài)穩(wěn)定性。在附圖3中，輸出開(kāi)關(guān)柜中進(jìn)一步包括接觸器KM1、KM3、KM5、ΚΜ0、KM2和KM4。其中，輸出開(kāi)關(guān)柜一 7中包括接觸器KM1和接觸器ΚΜ0，用于切換永磁同步電機(jī)運(yùn)行于工頻模式或變頻調(diào)速模式；輸出開(kāi)關(guān)柜二 8中包括接觸器KM3和接觸器KM2，用于切換一臺(tái)異步電機(jī)運(yùn)行于工頻模式或變頻調(diào)速模式；輸出開(kāi)關(guān)柜一 7中包括接觸器KM5和接觸器KM4，用于切換另一臺(tái)異步電機(jī)運(yùn)行于工頻模式或變頻調(diào)速模式。
[0027]油田注水自動(dòng)控制裝置1采用基于PLC或DSP的控制系