泵是水和廢水處理廠(chǎng)里最耗能的設備。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(mén)子自動(dòng)化與驅動(dòng)集團的產(chǎn)品經(jīng)理David Hewitt說(shuō)明了先進(jìn)的超聲波控制器如何賦予用戶(hù)控制泵的能力，從而提高利潤?！　　　?　　　 　　在水和廢水處理廠(chǎng)，最大的耗能用戶(hù)是泵；在一家典型的處理廠(chǎng)內，泵所消耗的能源可能占據總能源費用的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(lái)，水和廢水處理行業(yè)大多采用超聲波技術(shù)進(jìn)行液位測量，因為它維護少、易安裝、可靠且成本低?，F在，超聲波系統的最新技術(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，因為它們能為用戶(hù)提供所需信息，來(lái)有效監測和控制泵，這就使它們成為工廠(chǎng)操作人員的有力工具。這些更加完善的系統可以使用戶(hù)的工廠(chǎng)有效實(shí)現自動(dòng)化，而無(wú)需高成本的PLC（可編程控制器）。而且，工廠(chǎng)現在可以通過(guò)實(shí)施三項泵控策略來(lái)減少能源成本：經(jīng)濟泵送以避開(kāi)峰值費用時(shí)段；監視流量趨勢以便有效管理；還有監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(pán)來(lái)編程?！　〗?jīng)濟泵送　　當能源成本在一天的不同時(shí)間內有所變化時(shí)，經(jīng)濟泵送是一項寶貴策略。超聲波系統允許用戶(hù)按照區域或時(shí)間段來(lái)配置獨立的泵工作點(diǎn)，這樣就能在高成本時(shí)段剛好來(lái)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)段達到了該水位，則泵將開(kāi)始泵送直至達到高于最低工作水位的點(diǎn)，這樣就跳過(guò)了采集過(guò)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(lái)避免完全在高成本時(shí)段進(jìn)行泵送。經(jīng)濟泵送還可以應用于水分布控制系統中的蓄水池。用戶(hù)通過(guò)編程使泵在晚間工作，系統不但滿(mǎn)足了要求，而且使用的是較低成本的能源?！　‘斎缓苤匾囊稽c(diǎn)是，如果需要泵，系統則予以響應。關(guān)鍵在于要遵守規則并準備好失效保護系統。用戶(hù)應確保系統能檢測到季節性水流或暴風(fēng)雨，并在這種情況下自動(dòng)切換回常規泵送程序。有些系統還能監視溢流的排放，記錄日期、時(shí)間、持續時(shí)間和體積，這些數據對定期報告很有價(jià)值?！　「鶕^域能源費用估計，投資一臺具有經(jīng)濟泵送功能并可以執行這些功能的先進(jìn)控制器可以很快收回成本。好處是非常真實(shí)的，就像英國的一家水供應商South West Water所證實(shí)的那樣。South West Water的部分動(dòng)機是為了減少總運行成本，于是在七個(gè)泵站安裝了西門(mén)子的超聲波控制器。借助經(jīng)濟泵送策略，該公司在某些泵站的能源成本減少了10%，并成功避開(kāi)了高費率收費。原先，每個(gè)泵站都需要一個(gè)水位測量系統、可編程控制器和遠程終端設備用于遙測。先進(jìn)的超聲波控制器則無(wú)需多重系統，因為通過(guò)網(wǎng)絡(luò )它可以提供泵控、數據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?！　〗?jīng)濟泵送的好處不僅僅表現在高費率時(shí)段，因為根據時(shí)間來(lái)修改泵控功能還有助于平衡整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的負載。這一功能可以用在由于高負載導致能源供應出現故障的場(chǎng)合，例如，在峰值需求時(shí)間，使網(wǎng)絡(luò )中的泵錯開(kāi)時(shí)間工作。 　　　　 　　監測流量趨勢　　監測流量趨勢還可以成為有效管理的基礎，先進(jìn)的系統無(wú)需原始設備就能準確測定并統計泵送體積。用戶(hù)必須記錄數據或者通過(guò)遙測技術(shù)將數據傳送到中央SCADA系統，以便在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )上獲得低成本的流量趨勢數據。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(lái)的問(wèn)題所在?！　B透監測是其中的一種。在封閉的下水道系統中，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系統的完整性，從而減少泵送、節約能源。流量趨勢還幫助用戶(hù)檢測到人口增長(cháng)和其它跡象，這樣用戶(hù)就能長(cháng)期有效地管理它們。今后的最大挑戰一個(gè)是如何正確規劃來(lái)滿(mǎn)足未來(lái)的人口需求，泵達不到或超過(guò)規定指標的情況并不罕見(jiàn)。滲透監測使用戶(hù)能夠存儲并預測整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的流量，這樣一來(lái)，需求增長(cháng)明顯了，就可以確定今后的計劃和工程了。 在舒適的控制室內，操作人員可以利用整合在SCADA或者其它控制系統中的超聲波液位控制器遠程管理泵和工廠(chǎng)的其它設備

監測泵的性能　　低于額定流量運轉的泵會(huì )浪費能源和金錢(qián)。隨著(zhù)泵的磨損或被物料堵塞，它們的性能會(huì )變差。先進(jìn)的超聲波系統使用戶(hù)能夠監測每臺泵的性能，包括泵的狀態(tài)、效率和總泵送體積。它將記錄泵的運轉時(shí)間和泵的啟動(dòng)次數，并將泵和其它部件整合以便進(jìn)行有效的監測和控制。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(hù)將收到異常報告或者警報，提醒他或她需要維修或更換有故障的泵或者低性能泵?！　∈贡没謴驮瓉?lái)的高性能狀態(tài)也有利于能源效率的提高；但是泵性能監測還能夠顯示泵在何時(shí)工作狀態(tài)良好，減少了現場(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(hù)可以對控制器編程以便根據流量來(lái)啟動(dòng)或停止合適的泵。這樣用戶(hù)就可以在需要時(shí)才開(kāi)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(kāi)、先關(guān)任務(wù)輔助。這些程序能有效地管理泵并節約能源?！　碛羞@些信息，用戶(hù)有機會(huì )利用泵控來(lái)優(yōu)化其工作，通過(guò)液位變化速率、服務(wù)率來(lái)平衡泵的運行次數，通過(guò)泵的啟動(dòng)延遲來(lái)減少功率脈動(dòng)，或者通過(guò)沖洗閥門(mén)來(lái)清除沉積物。浮渣線(xiàn)降低的特性允許用戶(hù)在規定范圍內自動(dòng)改變泵的啟動(dòng)水位，這樣就降低了浮渣線(xiàn)，并減少了定期清潔和維護水槽的需要?？刂破鞅O測每臺泵的兩類(lèi)故障（高溫和密封故障），并將出現故障的泵從系統中去除。它還監測泵的電源，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(guò)調制解調器將數據傳送給控制室中的遠程SCADA系統。如果出現異常，比如泵故障時(shí)，它就會(huì )向外撥號警告操作人員。

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

易用性很重要，用戶(hù)應該尋找具有功能廣泛、但帶有控制算法和預先編好的子程序的控制器，以便能順利安裝和配置設備，而不需復雜的編程。用戶(hù)應該能夠在現場(chǎng)快速、簡(jiǎn)單地做出改變?！　窬畟鞲衅鳌　o(wú)論控制器多么高級，系統的測量精度很大程度上依賴(lài)于傳感器的性能，因此選擇最好的傳感器很重要，并要確保供應商有各種適合不同距離（范圍）和需要的傳感器。用戶(hù)還應該尋找高輸出效率、高性能、適合工作環(huán)境并具有安全認證的產(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(hù)選擇的傳感器能應對這些情況，還應該檢查傳感器的技術(shù)規格以確保其適合于用戶(hù)的應用需求且與將要使用的收發(fā)器兼容。根據工廠(chǎng)的裝置，用戶(hù)需要支架、面板或者墻壁安裝形式?？刂破鲬撘子谕F有的SCADA、DCS或者PLC系統集成，以便實(shí)現對所有過(guò)程變量、儀器診斷程序、狀態(tài)和編程參數的遠程監控。唾手可得的更多數據意味著(zhù)更好。