包铝三期整流循环水变频系统改造方案
包铝三期整流循环水系统采用三台30KW循环泵进行循环水的循环运行。正常工作时采用两台工作，一台备用。由于循环冷却水的运行重要性，供电系统采用两路供电运行。现有系统是采用接触器工频运行，人工根据压力进行水泵的启动和停止工作（一般说来，两台运行的情况不会变）；当冷却塔水温超过30℃时，人工启动冷却塔风机。两个冷却塔的风机是11KW电机。由于循环水系统是工频运行，系统的压力无法控制，造成很大的能源损耗。同时，工频启动和停止循环泵，对水泵和水泵电机的机械冲击比较大，影响了水泵的运行寿命；手动工作的工作效率低，一旦泵系统有故障，需要操作工启动，有时会造成启动不及时，影响循环系统正常工作。 据此，提出以下改造方案：
1、 电气控制系统采用电机两台工作，一台备用的方式不变，
两路供电的方式不变，以保证系统运行的可靠性。其中两台采用软启动工作的方式（或者解除其直接启动），一台采用变频器控制。正常工作采用一台工频运行，一台变频运行。具体电机及泵的设备参数为：电机-Y200L-4 30KW，转速1470r/min，电压380VAC；泵型号-IS150-125-315，扬程32米/m；流量200 m/h。
2、 选用一台西门子S7-200系列PLC作为压力控制的核心，
CPU为CPU224，辅助模块为EM235(模拟量四入一出)，
EM232（温度专用模块）。在东、西两个主管道的压力表上，安装两台压力变送器，原有压力表拆除。压力变送器的量程为0-1MPa，输出信号为4-20mA。将两个压力信号总到EM235进行信号处理。选取一台PT100温度传感器作为蓄水池的水温信号检测，并将信号送至EM232进行信号处理；同时，取蓄水池水位信号（现场已安装）送至EM235输入进行信号处理。
3、 压力信号运算处理后通过EM235的输出端，送至变频器的
模拟量输入，作为变频器压力PID调节的反馈信号。变频器的给定信号可以通过操作工在变频器上设置。当给定压力设定好后，系统运行时，一台工频运行，一台变频运行。变频运行的系统，根据系统压力设定，可自动进行压力PID闭环调节，保证系统的出水口运行压力不变。下图为变频器基本PID框图。
给定量调整 （F5.08、F5.10） KP× 闭环给定量 ε + + 闭环 输出 + - ε 偏差极限 （F5.15） （F5.12） 闭环调节特性 （F5.16） Ki∑ ×ε （F5.13） 反馈量调整 （F5.09、F5.11） 闭环反馈量
4、 当变频系统或者工频系统发生故障时，系统将自动切换到
备用泵电机上，保证系统同时有两台电机的运行。当工频水泵发生故障，系统在切换备用泵后仍然工作状况不变；
当变频系统发生故障时，将会发生两台水泵工频运行的情况，系统压力无法保证恒定运行。系统设置声光报警以提醒操作工，及时通知相关维护人员进行变频检修。 5、 当系统水温度高于30℃时，可以根据一定要求（例如延时
或者等温度高于30℃，PLC发出指令启动水塔冷却风机，运行一段时间温度仍然降不下来，启动第二台冷却风机。当两台风机运行一段时间后水温仍然异常，系统将发出报警信号。蓄水池水位信号经过PLC处理后，可以在高水位和低水位发出报警。
6、 如需要更直观的显示温度和水位，可以则加西门子触摸屏
（TP170A或TP170B），在屏幕上显示温度和水位，这样增加的成本会比较高（增加2500-4500元左右）,如果需要降低成本，可以选用两台数显仪表，水池温度和水位，同时可以发出高低位报警，参与系统的控制。
7、 控制柜的尺寸：根据变频器及软启动的尺寸来定。变频器
尺寸为（宽*高*厚）285*460*220（毫米）；软启动尺寸为：154*265*165(毫米)。配套空气开关机接触器，预计尺寸：800*1800*600，柜体需要定做（非标）。 8、 基本设备清单
⑴空气开关 采用施奈德NSC100B 75A开关（三台） ⑵接触器 采用施奈德LC1-6511（两台）
⑶软启动-雷诺尔JJR5000系列30KW（两台，选配）
⑷变频器-汇川 MD280NT30GB（37KW水泵，容量增大一档） ⑸PT100铂电阻 一台，用于温度检测
⑹压力变送器 JYB系列,北京昆仑海岸 两台，用于压力检测 ⑺温度数显仪XMT8411或同类产品两台（选配）
⑻西门子PLC S7-200(214系列)一台，EM235模拟量模块一台，EM232温度处理模块一台（如果选用数显仪，该设备可以不用）,触摸屏TP170A(单色)或TP170B（全彩），触摸屏的选用由用户自己选择。 具体工艺图如下： 压力表主管道3M3M 循环泵1取水池压力表冷却塔1冷却塔2循环泵2循环泵3主阀门
3M循环泵电机3M循环泵电机3M循环泵电机主阀门循环水东出口循环水西出口预计改造效果：根据水泵的输入功率与电机的转速为三次方的关系，即功率P=K1*n3，而压力F=K2*n2。当供水压力由0.4MPa降到0.3MPa时，预计节约电费：(0.3/0.4)的平方根再三次方—
—大约为65%，即节约电能大约35%。具体的节能情况根据实际需要的运行压力可以进行计算，实践证明，变频器的节电率一般都可以达到20-45%左右（要视具体工矿而定）。
预计投入：基本投入估算在7万元左右。对于四期整流循环水，基本估算在8万元左右，设备选型基本不变，变频器的型号变为45KW，软启动也为45KW。
若使用软启动，基本预算估算增加1.2万元左右（两台），若增加触摸屏，预算则加2500-4500元左右。
