摘要介绍了延安炼油厂油品输送系统，提出使用变频器控制恒压供油，彻底解决了原供油系统油泵的频繁启动，以及不能自动供油的问题，并且节能效果明显。

关键词变频器；PID闭环调节；PLC；恒压供油

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0081-02

延安炼油厂是陕西延长石油（集团）旗下最大的炼油厂，承担了延长石油一半的原油加工及处理任务，为陕西及周边省份成品油市场的供应提供有力的保障。

延安炼油厂成品油输送是从延炼交口河生产厂区输送至惠家河调和销售罐区，在装置扩容改造以及生产负荷的调整等不同工况条件下，输送油品的4台汽油泵（工艺编号：6808、6809、9513、9514），2台柴油泵（工艺编号：6802、6803）存在的问题是：两台输油机泵，开一台压力不够，开两台压力过高，而且要频繁的开停机泵，这样以来运行压力不稳定，机泵的机械损伤严重，电机故障率较高，耗电量大，操作人员的劳动强度大。

基于以上原因，对上述6台输油泵进行变频器、PLC控制的恒压供油系统改造，实现了泵组、阀门的逻辑控制，达到实现泵组的自动启停、恒压供油。

1变频调速的技术原理及应用

对于变频恒压供油系统来说，其供油部分主要包括管道、阀门、油泵及电动机等；一般采用鼠笼式异步电动机，对油泵起到驱动作用，满足供油需求；利用变频器对异步电机转速进行调节，优化出油流量，实现恒压供油。由n=60f（1-S）/p可知，通过对定子供电频率的改变，就可以实现转速的优化调节，且变频调速技术具有高精度、高效率、平滑性、稳定性等优势。

在国外，随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺，变频调速技术越来越广泛地应用在冶金、机械、石化、纺织等各个行业的风机、水泵等节能场合，一些发达国家采用变频调速率己高达70%，并取得了显著的经济效益。反观国内，目前我国电动机采用变频调速率只有10%左右，电机驱动系统的能源利用率非常低，其中蕴藏着极大的节能潜力。

2变频供油系统结构及主要设备选型

为了节约成本，在本次改造中我们采用了一拖二变频器控制模式。整个恒压供油系统由：压力传感器、变频器控制柜、机泵组成，变频控制柜由断路器、变频器、接触器、中间继电器、PLC等组成。其主要元器件选材如下。

压力传感器：采用横河EJA430A压力传感器，压力范围为0~2 MPa，用以检测管网的实际压力，并将压力信号转换成4~20 mA电流信号直接输送至变频器。

变频器：采用ABB的ACS800变频器，它是整个恒压供油系统的核心部件，直接拖动电机运转，并根据测到的压力大小进行变频调节，控制电动机的运行速度。

PLC：采用西门子S7-200系列PLC，接收变频器的高频或低频信号来控制备用泵的投入和工频泵自动切换。

电气控制柜：安装变频器、PLC、一次开关、接触器、各种转换开关、状态信号以及控制回路。

3变频供油系统工作原理

1）电气原理图。如图所示B11是ACS800变频器，KM1、KM2分别是1#泵变频和工频回路的接触器；KM3、KM4分别是2#泵变频和工频回路的接触器。从图可以看出变频器同时带两台油泵电机，他们之间的切换依靠变频器输送给PLC的信号来切换变频和工频。本次改造我们根据平时运行的要求和以前使用变频器过程中出现的问题进行了合理的改进，增加了手动和自动的切换开关，1#主泵和2#主泵的切换开关，现场和DCS切换开关，为操作方便做准备。

2）变频器过程PID控制的设置。变频器传动单元有一个内置PID控制器，它可以用于控制压力、流量和液位等过程变量，在启动了过程PID控制之后，过程给定信号取代速度给定信号，一个实际值也会反馈给传动单元，过程PID控制会调节传动单元的速度使实际测量值等于给定值。内部的参数设置如下。

3）变频器工作原理。控制系统通过安装在输油管网上的压力传感器，采集输油管网的出口压力，并将压力信号转换成4~20 mA电流信号，直接送到变频器，将反馈信号和设定值进行比较，得出偏差，其偏差值通过变频器内部PID进行过程控制进行调节，使油泵进行变频调速，同时检测压力是否满足要求。先起1#泵为例，当变频器所带电机转速达到变频器设定的上限频率50 Hz，压力还未达到设定值，即一台泵变频运行无法满足流量要求时，则变频器给PLC发出低频信号，使PLC自动将1#泵转为工频运行，同时2#泵变频启动运行，直至达到设定压力。反之，当流量变大，压力还偏高时，变频器则给PLC发出高频信号，要求自动切除1#工频运行的油泵，只有2#变频油泵运行，直至达到设定压力值。整个系统采用：“先起先停，后起后停”的工作过程。

4恒压供油系统改造的效果

改造后油泵始终运行在0.7 MPa压力下，在变频运行状态下的电机和机泵的转速降低，机械损伤相对较小，运行电流小，运行安全性、可靠性得到大幅提高，节电效果也是十分明显，且操作人员的劳动强度也减小了。

通过本次恒压供油系统的改造，使我们对基于变频器、PLC闭环调节恒压供油系统的应用逐渐走向成熟，并且根据多年来的运行经验和使用习惯对变频器的控制和应用技术进行了不断的完善和改进，使操作、维护更加方便。在以后我们将在这方面进行更加深入的研究和推广，使工艺生产更优化，使节电效果最大化。

参考文献

[1]ACS800变频器硬件手册[M].

[2]王三秀.PLC变频调速恒压供油系统[J].台州学院学报，2007（03）.

[3]黄刚.变频技术的现状与发展[J].电气时代，2003（5）：34-35.

[4]徐海，施利春.变频器原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2010.

[5]王龙，李著信，苏毅，王鹏飞.单片机在变频调速恒压供油系统中的应用[J].机电一体化，2003（04）.

作者简介

韩志威（1985-），男，陕西清涧县人，工程师，本科，专业为电气工程及其自动化。

endprint

摘要介绍了延安炼油厂油品输送系统，提出使用变频器控制恒压供油，彻底解决了原供油系统油泵的频繁启动，以及不能自动供油的问题，并且节能效果明显。

关键词变频器；PID闭环调节；PLC；恒压供油

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0081-02

延安炼油厂是陕西延长石油（集团）旗下最大的炼油厂，承担了延长石油一半的原油加工及处理任务，为陕西及周边省份成品油市场的供应提供有力的保障。

延安炼油厂成品油输送是从延炼交口河生产厂区输送至惠家河调和销售罐区，在装置扩容改造以及生产负荷的调整等不同工况条件下，输送油品的4台汽油泵（工艺编号：6808、6809、9513、9514），2台柴油泵（工艺编号：6802、6803）存在的问题是：两台输油机泵，开一台压力不够，开两台压力过高，而且要频繁的开停机泵，这样以来运行压力不稳定，机泵的机械损伤严重，电机故障率较高，耗电量大，操作人员的劳动强度大。

基于以上原因，对上述6台输油泵进行变频器、PLC控制的恒压供油系统改造，实现了泵组、阀门的逻辑控制，达到实现泵组的自动启停、恒压供油。

1变频调速的技术原理及应用

对于变频恒压供油系统来说，其供油部分主要包括管道、阀门、油泵及电动机等；一般采用鼠笼式异步电动机，对油泵起到驱动作用，满足供油需求；利用变频器对异步电机转速进行调节，优化出油流量，实现恒压供油。由n=60f（1-S）/p可知，通过对定子供电频率的改变，就可以实现转速的优化调节，且变频调速技术具有高精度、高效率、平滑性、稳定性等优势。

在国外，随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺，变频调速技术越来越广泛地应用在冶金、机械、石化、纺织等各个行业的风机、水泵等节能场合，一些发达国家采用变频调速率己高达70%，并取得了显著的经济效益。反观国内，目前我国电动机采用变频调速率只有10%左右，电机驱动系统的能源利用率非常低，其中蕴藏着极大的节能潜力。

2变频供油系统结构及主要设备选型

为了节约成本，在本次改造中我们采用了一拖二变频器控制模式。整个恒压供油系统由：压力传感器、变频器控制柜、机泵组成，变频控制柜由断路器、变频器、接触器、中间继电器、PLC等组成。其主要元器件选材如下。

压力传感器：采用横河EJA430A压力传感器，压力范围为0~2 MPa，用以检测管网的实际压力，并将压力信号转换成4~20 mA电流信号直接输送至变频器。

变频器：采用ABB的ACS800变频器，它是整个恒压供油系统的核心部件，直接拖动电机运转，并根据测到的压力大小进行变频调节，控制电动机的运行速度。

PLC：采用西门子S7-200系列PLC，接收变频器的高频或低频信号来控制备用泵的投入和工频泵自动切换。

电气控制柜：安装变频器、PLC、一次开关、接触器、各种转换开关、状态信号以及控制回路。

3变频供油系统工作原理

1）电气原理图。如图所示B11是ACS800变频器，KM1、KM2分别是1#泵变频和工频回路的接触器；KM3、KM4分别是2#泵变频和工频回路的接触器。从图可以看出变频器同时带两台油泵电机，他们之间的切换依靠变频器输送给PLC的信号来切换变频和工频。本次改造我们根据平时运行的要求和以前使用变频器过程中出现的问题进行了合理的改进，增加了手动和自动的切换开关，1#主泵和2#主泵的切换开关，现场和DCS切换开关，为操作方便做准备。

2）变频器过程PID控制的设置。变频器传动单元有一个内置PID控制器，它可以用于控制压力、流量和液位等过程变量，在启动了过程PID控制之后，过程给定信号取代速度给定信号，一个实际值也会反馈给传动单元，过程PID控制会调节传动单元的速度使实际测量值等于给定值。内部的参数设置如下。

3）变频器工作原理。控制系统通过安装在输油管网上的压力传感器，采集输油管网的出口压力，并将压力信号转换成4~20 mA电流信号，直接送到变频器，将反馈信号和设定值进行比较，得出偏差，其偏差值通过变频器内部PID进行过程控制进行调节，使油泵进行变频调速，同时检测压力是否满足要求。先起1#泵为例，当变频器所带电机转速达到变频器设定的上限频率50 Hz，压力还未达到设定值，即一台泵变频运行无法满足流量要求时，则变频器给PLC发出低频信号，使PLC自动将1#泵转为工频运行，同时2#泵变频启动运行，直至达到设定压力。反之，当流量变大，压力还偏高时，变频器则给PLC发出高频信号，要求自动切除1#工频运行的油泵，只有2#变频油泵运行，直至达到设定压力值。整个系统采用：“先起先停，后起后停”的工作过程。

4恒压供油系统改造的效果

改造后油泵始终运行在0.7 MPa压力下，在变频运行状态下的电机和机泵的转速降低，机械损伤相对较小，运行电流小，运行安全性、可靠性得到大幅提高，节电效果也是十分明显，且操作人员的劳动强度也减小了。

通过本次恒压供油系统的改造，使我们对基于变频器、PLC闭环调节恒压供油系统的应用逐渐走向成熟，并且根据多年来的运行经验和使用习惯对变频器的控制和应用技术进行了不断的完善和改进，使操作、维护更加方便。在以后我们将在这方面进行更加深入的研究和推广，使工艺生产更优化，使节电效果最大化。

参考文献

[1]ACS800变频器硬件手册[M].

[2]王三秀.PLC变频调速恒压供油系统[J].台州学院学报，2007（03）.

[3]黄刚.变频技术的现状与发展[J].电气时代，2003（5）：34-35.

[4]徐海，施利春.变频器原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2010.

[5]王龙，李著信，苏毅，王鹏飞.单片机在变频调速恒压供油系统中的应用[J].机电一体化，2003（04）.

作者简介

韩志威（1985-），男，陕西清涧县人，工程师，本科，专业为电气工程及其自动化。

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摘要介绍了延安炼油厂油品输送系统，提出使用变频器控制恒压供油，彻底解决了原供油系统油泵的频繁启动，以及不能自动供油的问题，并且节能效果明显。

关键词变频器；PID闭环调节；PLC；恒压供油

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0081-02

延安炼油厂是陕西延长石油（集团）旗下最大的炼油厂，承担了延长石油一半的原油加工及处理任务，为陕西及周边省份成品油市场的供应提供有力的保障。

延安炼油厂成品油输送是从延炼交口河生产厂区输送至惠家河调和销售罐区，在装置扩容改造以及生产负荷的调整等不同工况条件下，输送油品的4台汽油泵（工艺编号：6808、6809、9513、9514），2台柴油泵（工艺编号：6802、6803）存在的问题是：两台输油机泵，开一台压力不够，开两台压力过高，而且要频繁的开停机泵，这样以来运行压力不稳定，机泵的机械损伤严重，电机故障率较高，耗电量大，操作人员的劳动强度大。

基于以上原因，对上述6台输油泵进行变频器、PLC控制的恒压供油系统改造，实现了泵组、阀门的逻辑控制，达到实现泵组的自动启停、恒压供油。

1变频调速的技术原理及应用

对于变频恒压供油系统来说，其供油部分主要包括管道、阀门、油泵及电动机等；一般采用鼠笼式异步电动机，对油泵起到驱动作用，满足供油需求；利用变频器对异步电机转速进行调节，优化出油流量，实现恒压供油。由n=60f（1-S）/p可知，通过对定子供电频率的改变，就可以实现转速的优化调节，且变频调速技术具有高精度、高效率、平滑性、稳定性等优势。

在国外，随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺，变频调速技术越来越广泛地应用在冶金、机械、石化、纺织等各个行业的风机、水泵等节能场合，一些发达国家采用变频调速率己高达70%，并取得了显著的经济效益。反观国内，目前我国电动机采用变频调速率只有10%左右，电机驱动系统的能源利用率非常低，其中蕴藏着极大的节能潜力。

2变频供油系统结构及主要设备选型

为了节约成本，在本次改造中我们采用了一拖二变频器控制模式。整个恒压供油系统由：压力传感器、变频器控制柜、机泵组成，变频控制柜由断路器、变频器、接触器、中间继电器、PLC等组成。其主要元器件选材如下。

压力传感器：采用横河EJA430A压力传感器，压力范围为0~2 MPa，用以检测管网的实际压力，并将压力信号转换成4~20 mA电流信号直接输送至变频器。

变频器：采用ABB的ACS800变频器，它是整个恒压供油系统的核心部件，直接拖动电机运转，并根据测到的压力大小进行变频调节，控制电动机的运行速度。

PLC：采用西门子S7-200系列PLC，接收变频器的高频或低频信号来控制备用泵的投入和工频泵自动切换。

电气控制柜：安装变频器、PLC、一次开关、接触器、各种转换开关、状态信号以及控制回路。

3变频供油系统工作原理

1）电气原理图。如图所示B11是ACS800变频器，KM1、KM2分别是1#泵变频和工频回路的接触器；KM3、KM4分别是2#泵变频和工频回路的接触器。从图可以看出变频器同时带两台油泵电机，他们之间的切换依靠变频器输送给PLC的信号来切换变频和工频。本次改造我们根据平时运行的要求和以前使用变频器过程中出现的问题进行了合理的改进，增加了手动和自动的切换开关，1#主泵和2#主泵的切换开关，现场和DCS切换开关，为操作方便做准备。

2）变频器过程PID控制的设置。变频器传动单元有一个内置PID控制器，它可以用于控制压力、流量和液位等过程变量，在启动了过程PID控制之后，过程给定信号取代速度给定信号，一个实际值也会反馈给传动单元，过程PID控制会调节传动单元的速度使实际测量值等于给定值。内部的参数设置如下。

3）变频器工作原理。控制系统通过安装在输油管网上的压力传感器，采集输油管网的出口压力，并将压力信号转换成4~20 mA电流信号，直接送到变频器，将反馈信号和设定值进行比较，得出偏差，其偏差值通过变频器内部PID进行过程控制进行调节，使油泵进行变频调速，同时检测压力是否满足要求。先起1#泵为例，当变频器所带电机转速达到变频器设定的上限频率50 Hz，压力还未达到设定值，即一台泵变频运行无法满足流量要求时，则变频器给PLC发出低频信号，使PLC自动将1#泵转为工频运行，同时2#泵变频启动运行，直至达到设定压力。反之，当流量变大，压力还偏高时，变频器则给PLC发出高频信号，要求自动切除1#工频运行的油泵，只有2#变频油泵运行，直至达到设定压力值。整个系统采用：“先起先停，后起后停”的工作过程。

4恒压供油系统改造的效果

改造后油泵始终运行在0.7 MPa压力下，在变频运行状态下的电机和机泵的转速降低，机械损伤相对较小，运行电流小，运行安全性、可靠性得到大幅提高，节电效果也是十分明显，且操作人员的劳动强度也减小了。

通过本次恒压供油系统的改造，使我们对基于变频器、PLC闭环调节恒压供油系统的应用逐渐走向成熟，并且根据多年来的运行经验和使用习惯对变频器的控制和应用技术进行了不断的完善和改进，使操作、维护更加方便。在以后我们将在这方面进行更加深入的研究和推广，使工艺生产更优化，使节电效果最大化。

参考文献

[1]ACS800变频器硬件手册[M].

[2]王三秀.PLC变频调速恒压供油系统[J].台州学院学报，2007（03）.

[3]黄刚.变频技术的现状与发展[J].电气时代，2003（5）：34-35.

[4]徐海，施利春.变频器原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2010.

[5]王龙，李著信，苏毅，王鹏飞.单片机在变频调速恒压供油系统中的应用[J].机电一体化，2003（04）.

作者简介

韩志威（1985-），男，陕西清涧县人，工程师，本科，专业为电气工程及其自动化。

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