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伺服技術在地面工程的運用效果分析論文
依托強大的核心處理器，伺服控制系統可根據地面工程各個系統對控制參數的不同要求來編制閉環自動控制邏輯關系，以摻水系統閉環自動控制為例，如圖2所示，伺服控制系統以摻水出站壓力恒定為目標制定邏輯關系圖[2]。伺服控制柜由控制系統、驅動系統、編碼器和輸入/輸出模塊組成，其中控制系統是伺服控制柜的核心。以摻水系統伺服控制柜為例，如圖3所示，柜內DSP控制系統負責目標基準值的設定，并接收和處理采集設備提供的運行參數，繪制機泵的閉環自動化控制程序，在由驅動單元對電動機轉矩和轉速進行調節，從而實現摻水系統出站壓力恒定的控制目標。根據現場運行要求，在關鍵工藝管理位置安裝控制參數反饋設備，對于不同的地面工程系統需配套安裝不同的設備，例如：外輸系統根據控制液量的要求需安裝流量計；摻水系統根據出站壓力恒定的控制要求需安裝壓力變送器。在電動機風扇側的轉子上安裝編碼器，實時采集電動機轉速參數，安裝方式采用電動機后軸中心孔攻絲加裝延長軸方式，同時延長風扇罩，如圖4。
伺服控制技術有閉環自動控制、數據遠傳、遠程控制、穩定性好、安全性高、節能效果好等特點。依托功能完備的控制單元（DSP），實現了高速的運算能力，可根據現場運行需要，編制復雜的電動機運行流程，崗位員工只需設定目標基準值，剩余的調控操作由伺服控制系統根據編寫的程序流程自動完成。另外，DSP集成了大容量的程序存儲器、數字/模擬信號的處理和轉換器，可實時刷新、顯示、保存和備份大量的運行參數。伺服控制系統的通訊接口單元支持多種通訊接口，如USB、RS232、RS485、Ethernet/IP、CANO-PEN等，方便數據的備份、打印、傳輸，根據用戶要求，可輕松實現遠程監視和控制。1伺服控制器有完善的監控功能，可以實時的顯示電動機的電流、頻率和轉速；同時，還可根據現場需要顯示采集的系統參數，如壓力、流量等。伺服控制系統可承受3倍過載能力，可達到300%~350%之間的額定轉矩，能在10s以內完成電動機的啟動。1.3.5無諧波污染問題伺服控制系統自研發之初便內置了濾波單元，解決多次諧波產生的危害，此外伺服系統信號傳輸均采用差分方式，即減少諧波的產生又避免了外界的干擾，提高了系統運行的穩定性。
伺服控制技術試驗情況：
1試驗站點建設現狀
朝23#轉油站于1992年建成投產，安裝摻水機泵4套，運行模式為冬季運二備二、夏季運一備三，1#、2#、4#摻水泵型號JZSB60-50×5，3#摻水泵型號GI65-50×5，額定排量60m3/h，揚程250m，電動機型號YB2-280M-2，功率90kW，額定電流160/92.4A，摻水系統冬季排量55m3/h，夏季排量47m3/h，工頻模式下平均泵壓約為2.5MPa，管壓1.4MPa，電動機電流103A，冬季日耗電3420kWh（運行2臺），夏季日耗電1720kWh（運行1臺）。朝24#轉油站于1992年建成投產，安裝摻水機泵4套，運行模式為冬季運二備二、夏季運一備三，1#、2#、3#摻水泵型號JZSB60-50×5，4#摻水泵型號100ZSD-67×4，額定排量60m3/h，揚程250m，電動機型號YB2-280M-2，額定功率90kW，額定電流160.7/92.5A，摻水系統冬季排量60m3/h，夏季排量50m3/h，工頻模式下平均泵壓約為2.6MPa，管壓1.5MPa，電動機電流120A，冬季日耗電4650kWh（運行2臺），夏季日耗電2270kWh（運行1臺）。
2伺服控制柜運行情況
目前2座站安裝的伺服控制器和其驅動的摻水電動機運轉安全、穩定，伺服模式運行的摻水電動機為閉環自動化運行，實現了該站摻水系統出站壓力恒定的調控目標，朝23#、朝24#轉油站摻水系統出站壓力分別恒定在1.4MPa和1.5MPa。另外，伺服模式下運行的摻水泵出口閥門為全開狀態，從而消除了截流損失，降低了摻水系統運行能耗，提高了機泵運行效率。
3伺服控制技術應用效果
通過朝23#轉油站進行現場能耗測試，測試結果表明伺服模式驅動的2#、4#摻水電動機較試驗前的工頻模式節約了大量電能，2#摻水電動機日節約電量623.5kWh，4#摻水電動機日節約電量653.1kWh，節電率分別達到37.1%和37.8%，按照伺服控制器運行300d計算，年可減少耗電18.7×104kWh，節約電費11.11萬元，節能效果較好。電動機運行情況見表2，節能效果見表3。
4朝24#轉油站伺服控制技術應用效果
通過對2#、4#摻水電動機進行現場能耗情況測試，得出2臺摻水電動機節電率分別為39.7%和40.6%。測試結果顯示，伺服模式運行的2#、4#摻水電動機較試驗前的工頻模式日減少耗電分別為895.93kWh和918.05kWh，按照伺服控制器年運行300天計算，年可節約電量26.87×104kWh，節約電費15.97萬元。電動機運行情況見表4，節電效果見表5。
伺服控制器驅動的電動機，其出力調節快速、精確，可消除截流損失，提高集輸系統運行效率，節約大量電能。同時，該設備可記錄、保存大量機泵運行參數，并具有電動機軟啟動功能，電動機啟動電流和機械沖擊小，實現了機泵的全壽命運行。伺服控制器是一種集數字化、網絡化和自動化于一體的高端節能控制設備，可以滿足油田聯合站、轉油站各型電動機的閉環自動化控制要求。適合在聯合站進行合崗改造時，對外輸、摻水、供水等系統機泵的閉環自動控制，通過其功能強大的通訊接口單元，在中控崗即可實現機泵的遠程控制和監視。
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