泵是水和廢水處理廠里最耗能的設(shè)備。如果要控制能源成本，那么泵的有效管理顯得至關(guān)重要。許多超聲波技術(shù)是首選工具，在本文中，西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)的產(chǎn)品經(jīng)理David Hewitt說明了先進(jìn)的超聲波控制器如何賦予用戶控制泵的能力，從而提高利潤(rùn)。　　　　 　　　 　　在水和廢水處理廠，最大的耗能用戶是泵；在一家典型的處理廠內(nèi)，泵所消耗的能源可能占據(jù)總能源費(fèi)用的50%。不難看出，能源管理的關(guān)鍵在于泵的有效控制。一直以來，水和廢水處理行業(yè)大多采用超聲波技術(shù)進(jìn)行液位測(cè)量，因?yàn)樗S護(hù)少、易安裝、可靠且成本低?，F(xiàn)在，超聲波系統(tǒng)的最新技術(shù)發(fā)展能夠提供具有潛力的解決方案，使能源管理智能化，因?yàn)樗鼈兡転橛脩籼峁┧栊畔?，來有效監(jiān)測(cè)和控制泵，這就使它們成為工廠操作人員的有力工具。這些更加完善的系統(tǒng)可以使用戶的工廠有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而無需高成本的PLC（可編程控制器）。而且，工廠現(xiàn)在可以通過實(shí)施三項(xiàng)泵控策略來減少能源成本：經(jīng)濟(jì)泵送以避開峰值費(fèi)用時(shí)段；監(jiān)視流量趨勢(shì)以便有效管理；還有監(jiān)視泵的性能以便排除低效率的泵。 　　在比較超聲波控制器時(shí)，易用性應(yīng)是你的選擇原則之一。該壁掛式SITRANS LUCS500控制器可以用一個(gè)手持袖珍鍵盤來編程?！　〗?jīng)濟(jì)泵送　　當(dāng)能源成本在一天的不同時(shí)間內(nèi)有所變化時(shí)，經(jīng)濟(jì)泵送是一項(xiàng)寶貴策略。超聲波系統(tǒng)允許用戶按照區(qū)域或時(shí)間段來配置獨(dú)立的泵工作點(diǎn)，這樣就能在高成本時(shí)段剛好來臨之前，將水井工作水位抽至最低。水井則可以在峰值成本時(shí)段充水至較高水位。如果在高成本時(shí)段達(dá)到了該水位，則泵將開始泵送直至達(dá)到高于最低工作水位的點(diǎn)，這樣就跳過了采集過程，減少了用于啟動(dòng)泵的能源。在很多情況下，可以使用網(wǎng)絡(luò)流量來避免完全在高成本時(shí)段進(jìn)行泵送。經(jīng)濟(jì)泵送還可以應(yīng)用于水分布控制系統(tǒng)中的蓄水池。用戶通過編程使泵在晚間工作，系統(tǒng)不但滿足了要求，而且使用的是較低成本的能源?！　‘?dāng)然很重要的一點(diǎn)是，如果需要泵，系統(tǒng)則予以響應(yīng)。關(guān)鍵在于要遵守規(guī)則并準(zhǔn)備好失效保護(hù)系統(tǒng)。用戶應(yīng)確保系統(tǒng)能檢測(cè)到季節(jié)性水流或暴風(fēng)雨，并在這種情況下自動(dòng)切換回常規(guī)泵送程序。有些系統(tǒng)還能監(jiān)視溢流的排放，記錄日期、時(shí)間、持續(xù)時(shí)間和體積，這些數(shù)據(jù)對(duì)定期報(bào)告很有價(jià)值?！　「鶕?jù)區(qū)域能源費(fèi)用估計(jì)，投資一臺(tái)具有經(jīng)濟(jì)泵送功能并可以執(zhí)行這些功能的先進(jìn)控制器可以很快收回成本。好處是非常真實(shí)的，就像英國(guó)的一家水供應(yīng)商South West Water所證實(shí)的那樣。South West Water的部分動(dòng)機(jī)是為了減少總運(yùn)行成本，于是在七個(gè)泵站安裝了西門子的超聲波控制器。借助經(jīng)濟(jì)泵送策略，該公司在某些泵站的能源成本減少了10%，并成功避開了高費(fèi)率收費(fèi)。原先，每個(gè)泵站都需要一個(gè)水位測(cè)量系統(tǒng)、可編程控制器和遠(yuǎn)程終端設(shè)備用于遙測(cè)。先進(jìn)的超聲波控制器則無需多重系統(tǒng)，因?yàn)橥ㄟ^網(wǎng)絡(luò)它可以提供泵控、數(shù)據(jù)采集和通信所需的全部功能。因此，South West Water的投資很快得到了回報(bào)?！　〗?jīng)濟(jì)泵送的好處不僅僅表現(xiàn)在高費(fèi)率時(shí)段，因?yàn)楦鶕?jù)時(shí)間來修改泵控功能還有助于平衡整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。這一功能可以用在由于高負(fù)載導(dǎo)致能源供應(yīng)出現(xiàn)故障的場(chǎng)合，例如，在峰值需求時(shí)間，使網(wǎng)絡(luò)中的泵錯(cuò)開時(shí)間工作。 　　　　 　　監(jiān)測(cè)流量趨勢(shì)　　監(jiān)測(cè)流量趨勢(shì)還可以成為有效管理的基礎(chǔ)，先進(jìn)的系統(tǒng)無需原始設(shè)備就能準(zhǔn)確測(cè)定并統(tǒng)計(jì)泵送體積。用戶必須記錄數(shù)據(jù)或者通過遙測(cè)技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送到中央SCADA系統(tǒng)，以便在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上獲得低成本的流量趨勢(shì)數(shù)據(jù)。這使我們能夠研究非典型的流動(dòng)，從而查明目前的和將來的問題所在。　　滲透監(jiān)測(cè)是其中的一種。在封閉的下水道系統(tǒng)中，泵送那些經(jīng)老化管道進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)中的雨水效率是很低的。如果流量在暴雨期間增加，則表明修理老化的管道需要修理以保護(hù)系統(tǒng)的完整性，從而減少泵送、節(jié)約能源。流量趨勢(shì)還幫助用戶檢測(cè)到人口增長(zhǎng)和其它跡象，這樣用戶就能長(zhǎng)期有效地管理它們。今后的最大挑戰(zhàn)一個(gè)是如何正確規(guī)劃來滿足未來的人口需求，泵達(dá)不到或超過規(guī)定指標(biāo)的情況并不罕見。滲透監(jiān)測(cè)使用戶能夠存儲(chǔ)并預(yù)測(cè)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的流量，這樣一來，需求增長(zhǎng)明顯了，就可以確定今后的計(jì)劃和工程了。 在舒適的控制室內(nèi)，操作人員可以利用整合在SCADA或者其它控制系統(tǒng)中的超聲波液位控制器遠(yuǎn)程管理泵和工廠的其它設(shè)備

監(jiān)測(cè)泵的性能　　低于額定流量運(yùn)轉(zhuǎn)的泵會(huì)浪費(fèi)能源和金錢。隨著泵的磨損或被物料堵塞，它們的性能會(huì)變差。先進(jìn)的超聲波系統(tǒng)使用戶能夠監(jiān)測(cè)每臺(tái)泵的性能，包括泵的狀態(tài)、效率和總泵送體積。它將記錄泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和泵的啟動(dòng)次數(shù)，并將泵和其它部件整合以便進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和控制。它還能夠自動(dòng)去除性能較差的泵，并啟動(dòng)工作效率更高的泵，用戶將收到異常報(bào)告或者警報(bào)，提醒他或她需要維修或更換有故障的泵或者低性能泵?！　∈贡没謴?fù)原來的高性能狀態(tài)也有利于能源效率的提高；但是泵性能監(jiān)測(cè)還能夠顯示泵在何時(shí)工作狀態(tài)良好，減少了現(xiàn)場(chǎng)檢查或者不必要的維修。如果泵站中包括不同流量的泵，用戶可以對(duì)控制器編程以便根據(jù)流量來啟動(dòng)或停止合適的泵。這樣用戶就可以在需要時(shí)才開動(dòng)高流量、高能耗的泵。先進(jìn)的控制器提供多種泵控程序和子程序，例如固定任務(wù)輔助和固定任務(wù)備份、可替換任務(wù)輔助和可替換任務(wù)備份、服務(wù)率任務(wù)輔助和服務(wù)率任務(wù)備份、以及先開、先關(guān)任務(wù)輔助。這些程序能有效地管理泵并節(jié)約能源。　　擁有這些信息，用戶有機(jī)會(huì)利用泵控來優(yōu)化其工作，通過液位變化速率、服務(wù)率來平衡泵的運(yùn)行次數(shù)，通過泵的啟動(dòng)延遲來減少功率脈動(dòng)，或者通過沖洗閥門來清除沉積物。浮渣線降低的特性允許用戶在規(guī)定范圍內(nèi)自動(dòng)改變泵的啟動(dòng)水位，這樣就降低了浮渣線，并減少了定期清潔和維護(hù)水槽的需要。控制器監(jiān)測(cè)每臺(tái)泵的兩類故障（高溫和密封故障），并將出現(xiàn)故障的泵從系統(tǒng)中去除。它還監(jiān)測(cè)泵的電源，若電力中斷，它就不會(huì)去嘗試啟動(dòng)泵?？刂破魇褂肕odbus RTU協(xié)議通過調(diào)制解調(diào)器將數(shù)據(jù)傳送給控制室中的遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng)。如果出現(xiàn)異常，比如泵故障時(shí)，它就會(huì)向外撥號(hào)警告操作人員。

選擇系統(tǒng)　　目前市場(chǎng)上有很多系統(tǒng)，它們的好處都顯而易見。在為工廠評(píng)估泵控制器時(shí)，用戶應(yīng)該首先理出所有泵的詳細(xì)清單，它們的位置和功能，然后比較工廠的需要和不同產(chǎn)品的規(guī)格，以便為用戶拿出最好的配套方案。 　　

易用性很重要，用戶應(yīng)該尋找具有功能廣泛、但帶有控制算法和預(yù)先編好的子程序的控制器，以便能順利安裝和配置設(shè)備，而不需復(fù)雜的編程。用戶應(yīng)該能夠在現(xiàn)場(chǎng)快速、簡(jiǎn)單地做出改變?！　窬畟鞲衅鳌　o論控制器多么高級(jí)，系統(tǒng)的測(cè)量精度很大程度上依賴于傳感器的性能，因此選擇最好的傳感器很重要，并要確保供應(yīng)商有各種適合不同距離（范圍）和需要的傳感器。用戶還應(yīng)該尋找高輸出效率、高性能、適合工作環(huán)境并具有安全認(rèn)證的產(chǎn)品，并檢查產(chǎn)品在工作條件下的精度。如果是有粉塵、潮濕、腐蝕、振動(dòng)、水淹或者極端溫度的惡劣環(huán)境，務(wù)必確保用戶選擇的傳感器能應(yīng)對(duì)這些情況，還應(yīng)該檢查傳感器的技術(shù)規(guī)格以確保其適合于用戶的應(yīng)用需求且與將要使用的收發(fā)器兼容。根據(jù)工廠的裝置，用戶需要支架、面板或者墻壁安裝形式?？刂破鲬?yīng)該易于同現(xiàn)有的SCADA、DCS或者PLC系統(tǒng)集成，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)所有過程變量、儀器診斷程序、狀態(tài)和編程參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。唾手可得的更多數(shù)據(jù)意味著更好。