变频调速技术在长输管道中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com过程控制实施技术石油化工自动化，2010，3：74AUToMAT1ONINPETRO—CHEMICALINDUSTRY变频调速技术在长输管道中的应用郑永涛，潘毅，李志猛(中石化管道储运公司潍坊输油处，山东潍坊261021)摘要：阐述了长输管道输油泵站中高压变频器改造项目的规划、实施过程，以及在输油泵站中数据采集与控制(SCADA)系统中整合变频调速控制的实现方法，并分别从软件和硬件两个方面，从需求分析、过程设计、实施及维护三个步骤详细阐述了变频调速技术的实现与应用。对SLC500系列PLC的变频

2、控制系统的开发作了详细的描述，包括模块的配置、PLC程序的组态和编程以及工作站软件的编程等。对构建高压变频控制系统有着非常好的借鉴和指导作用，并且为类似系统的研究提供了理论和实践的基础。关键词：变频器；数据采集与监控系统；可编程控制器；Modbus协议中图分类号：TP273文献标志码：B文章编号：1007—7324(2010)03—0074—030引言设备比如PLC，工控机等连接。随着电力电子技术、信息技术和现代控制理惠民站安装2台高压变频器，分别带动3台输论在调速系统中的应用，变频调速已逐渐取代过油泵机组运行。其组合方式：去传统

3、的调速方式，在工业生产中获得广泛的应a)1号变频器，采用一拖一方式，如图1所示，用。对于长输管道来说，变频调速技术的应用可即1号变频器带动1号输油泵机组。泵机组在变以大幅度地节约电能，减少启停操作对于设备的频状态下工作时，由变频器改变电源频冲击以及提供更加平稳和可靠的调节输油泵排率加载到1号电机，同时也可在工频状态下工作，量的方式。保证了泵机组在变频器故障时能正常运行。1现状调查b)2号变频器，采用一拖二方式，如图2所示，东营到临邑的东临输油管线，共有东营、滨此方式可实现2号变频器带动2号、3号泵机组中州、惠民、商河和临邑五个泵站

4、组成，输油能力为任一台变频运行，另一台泵机组在工频状态下运10Mt／a，目前负责东营至临邑间的进口原油输行；也可2号、3号泵机组同时工作在工频状态。送任务。东营至滨州为密闭输油，惠民和商河为母线母线旁接油罐输送方式，其中惠民、商河两站各安装了3台KD~750一¨0-5型输油泵，其配套电动机的额定功率为1600kW。在旁接油罐方式输油的惠民站和商河站，对于输油泵排量的调节还是采用传统上的泵出口阀控制的方式，截流现象非常严重，造成大量的电能浪费。为了节能降耗和QS3保护设备，决定在东临线对输油泵进行变频调速改造。根据输送工艺的要求和更

5、高的性价比，先期决定在惠民站安装2台高压变频器，实现变频器对东临线中间输量的调节和大型输油泵机组的软启动保护。图1一拖一方式图2一拖二方式惠民站采用空冷型完美无谐波系列高压变频注：M1，M2，M3一一电机；QSm～隔离开关；QF——高压断路器器，具有对电网谐波干扰小、输出波形好、输入功率因数高等特点。该变频器提供一个用户I／O系统收稿日期：2010～01—05。来实现与外部程序的数据交换，提供变频器相关数作者简介：郑永涛(1977一)，男，现为中石化管道储运公司潍字量输入／输出和模拟量输入／输出，同时提供支持坊输油处抢维修中心自动

6、化仪表主管，主要负责东l临、东黄输油管Modbus协议的RS一485接口，以便更好地同外围道自动化仪表维修及相关工程项目的设计及实施工作。学兔兔www.xuetutu.com第3期郑永涛等．变频调速技术在长输管道中的应用2需求分析SLC505，并相应地增加了部分模块。由PLC完成惠民站已有一套完整的数据采集与控制工艺数据的采集、处理、PID计算、输出控制及数据(SCADA)系统在运行，对变频器的控制可以整合上传等任务。上位机主要由工业控制计算机及显到原scADA系统中。变频器的控制分3级，1级示器等组成，原上位机配置已经不能满足需

7、要，更是在现场变频器操作面板上，可以直接给定变频器换为1台DELLG755商用计算机。上位机与的转速，相当于就地控制；2级是由站控控制，通过PLC系统通过以太网相连且交换数据，主要完成站控上位机和PLC控制变频器的转速，即站控远变频器数据的显示与报警、对变频器的控制操作及控；3级是由潍坊调度中心控制，即中心远控。其他人机交互操作等任务。SCADA系统变频器对变频启泵要求，转速在给定时间30S内由控制部分的硬件配置如图3所示。零平滑上升到给定转速(对应工艺要求压力)，正常停泵时，要缓慢地降低变频器的输出频率，避免了。眦变频启停时电流

8、对泵机组以及降低管线水击对工工作站II115雄坊中心工站I功L、上作占l艺管网的冲击。主要功能有：0’以太网，a)输油泵的变频／工频启动和停机。IP：l0．90．19．114b)实现对变频器输出频率的自动调节，继而【7461747l746l746l