變頻器的使用已經(jīng)有半個(gè)多世紀(jì)的歷史了，其主要是降低了用電量。隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，變頻器的優(yōu)勢功能從純功率處理器轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化系統(tǒng)的智能元件。而通用變頻器亦可作為智能傳感器使用，使其成為狀態(tài)監(jiān)測的自然選擇。本文將介紹如何將其應(yīng)用于供水和污水處理。
1.變頻器用于供水和污水處理的新功能
作為電力電氣轉(zhuǎn)換器的變換器已經(jīng)使用了半個(gè)多世紀(jì)，如今，超過20%的電機(jī)是由變換器驅(qū)動(dòng)的。使用變頻器的主要原因是降低能耗。然而，在供水和污水處理應(yīng)用中使用變頻器還有其他原因，如過程控制（保持恒定的水壓，從而避免高壓引起的泄漏）、水錘或優(yōu)化采井。自從引入微處理器控制變頻器以來，在原有功率處理的基礎(chǔ)上增加了其他功能。例如，變頻器可以控制泵的運(yùn)行在污水處理中的應(yīng)用，可以進(jìn)行多泵控制，并繞過一定的頻率避免共振。在工業(yè)應(yīng)用中，變頻器通過將運(yùn)動(dòng)控制集成到變換器中，接管了越來越多的plc功能。
在這些額外功能的基礎(chǔ)上，行業(yè)4.0的發(fā)展帶來了新的飛躍。行業(yè)4.0擁有信息和連接性，因此我們開始使用變頻器作為智能和網(wǎng)絡(luò)傳感器。2.電機(jī)和變頻器系統(tǒng)工業(yè)
工業(yè)4.0是一個(gè)通用術(shù)語，是指第四次工業(yè)革命，其特點(diǎn)是一切事物之間的相互關(guān)聯(lián)（即第一次工業(yè)革命機(jī)械化、第二次工業(yè)革命電氣化和第三次工業(yè)革命自動(dòng)化之后）。雖然這個(gè)術(shù)語有點(diǎn)模糊，但行業(yè)4.0可以被定義為使用整個(gè)價(jià)值鏈中所有數(shù)字可能性的人、設(shè)備和系統(tǒng)的智能互聯(lián)。這種趨勢對電機(jī)系統(tǒng)的影響是從所謂的自動(dòng)金字塔向互聯(lián)系統(tǒng)的遷移。這意味著系統(tǒng)的部件，例如電機(jī)、變頻器、傳感器和控制器，連接到云存儲(chǔ)、處理、分析數(shù)據(jù)以及云上的決策。
3.用作傳感器的變頻器
在變頻器的應(yīng)用中，變頻器內(nèi)置微處理器和總線通信選項(xiàng)，結(jié)合電流和電壓傳感器，開辟了一些新的應(yīng)用。此外，更多的傳感器（如振動(dòng)和壓力傳感器）幾乎可以免費(fèi)連接。因此，該傳感器可用作狀態(tài)監(jiān)測的智能傳感器（圖2）。這些信息數(shù)據(jù)提供了多種應(yīng)用，如系統(tǒng)優(yōu)化、能效優(yōu)化和基于案例的維護(hù)。下一節(jié)將討論傳感器集成和基于案例的維護(hù)的一些實(shí)例。
4.嵌入式狀態(tài)監(jiān)測
狀態(tài)監(jiān)測是一種用于監(jiān)測運(yùn)行設(shè)備的技術(shù)。因此，應(yīng)選擇關(guān)鍵參數(shù)作為過錯(cuò)指標(biāo)。設(shè)備的狀況通常會(huì)隨著時(shí)間的推移而惡化。當(dāng)設(shè)備無法提供所需的功能時(shí)，它表示功能性故障。基于工作條件的維修概念是在潛在故障發(fā)生之前發(fā)現(xiàn)它們。在這種情況下，維修措施可以在功能失效前進(jìn)行規(guī)劃，具有縮短停機(jī)時(shí)間、避免非預(yù)期停產(chǎn)、優(yōu)化維修、減少備件庫存等優(yōu)點(diǎn)。
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