近年來(lái)，我國(guó)GDP平均以10%左右的速度增長(zhǎng)，能源消耗急驟增加，環(huán)境、生態(tài)不斷惡化。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)成為*二大能源消費(fèi)國(guó)，能源消費(fèi)量占世界的11%。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，我國(guó)單位GDP能源消耗量比美國(guó)的高2.5倍，比歐盟的高4.5倍，比日本的高8.7倍，比世界平均水平的高2.2倍。其中的主要原因是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn) “三高”（高能耗、高消耗、高污染）現(xiàn)象十分嚴(yán)重。我國(guó)每千克標(biāo)準(zhǔn)煤創(chuàng)造的GDP僅為0.36美元，世界平均值為1.68美元，而日本為5.58美元，約是我國(guó)的15倍。這些數(shù)字不但反映出我國(guó)的能源消費(fèi)過(guò)程中存在的巨大浪費(fèi)，也表明我國(guó)隱含著巨大的節(jié)能潛力。節(jié)能工作不但與我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切關(guān)系，還與我們每個(gè)人的切身利益息息相關(guān)。

　　相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，目前國(guó)內(nèi)已探明的煤儲(chǔ)量達(dá)4538.96億噸。2007年，中國(guó)原煤產(chǎn)量25.23億噸。預(yù)計(jì)每年增長(zhǎng)速度為8.2%，從簡(jiǎn)單計(jì)算可知，一百年時(shí)間中國(guó)將沒(méi)有煤。而石油儲(chǔ)量約為60億噸，僅夠開采20年左右。無(wú)論是單位國(guó)土面積的石油豐度值，還是石油可開采年數(shù)，人均儲(chǔ)油量，中國(guó)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平，仍然是一個(gè)能源特別短缺的國(guó)家。設(shè)想我們不節(jié)能減排，二十年后、三十年、百年以后我們的子孫后代拿什么來(lái)生存？

　　因此，面對(duì)如此嚴(yán)酷的現(xiàn)實(shí)，我們能夠無(wú)動(dòng)于衷嗎？只有全國(guó)人民、各行各業(yè)都動(dòng)員起來(lái)，認(rèn)真檢查各自的領(lǐng)域，到底哪些地方在浪費(fèi)能源？能不能，有沒(méi)有辦法減少這些浪費(fèi)？如果我們能做到單位GDP能耗達(dá)到世界平均水平的話，我們的日子就會(huì)好過(guò)多了，也許不再需要進(jìn)口能源，也不會(huì)發(fā)生那么多礦難了。

　　我們搞自動(dòng)化的，“動(dòng)”是一個(gè)消耗能源的重要方面，因此節(jié)能我們責(zé)無(wú)旁貸，認(rèn)真看一下我們的領(lǐng)域，能源浪費(fèi)比比皆是，而且十分嚴(yán)重，我們的工作確實(shí)沒(méi)有做好。

　　以下我們?cè)敢鈱⒃谶@幾年的節(jié)能工作中看到的如何用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，碰到了哪些問(wèn)題，走了哪些彎路，有哪些成功的經(jīng)驗(yàn)，寫出來(lái)和大家交流，并希望得到大家的幫助和指正。

　　一、目前節(jié)能行業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的情況

　　機(jī)電設(shè)備要實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行，往往要對(duì)某些物理量，如：溫度、溫差、壓力、流量、速度……進(jìn)行控制，使其按某值或某種規(guī)律運(yùn)行，如果運(yùn)行中偏離了這個(gè)設(shè)定值，就會(huì)達(dá)不到預(yù)定的節(jié)能效果，甚至還有其它惡果，這就要用到一項(xiàng)重要的自動(dòng)化技術(shù)——反饋控制，一個(gè)反饋控制系統(tǒng)的核心是調(diào)節(jié)器。長(zhǎng)期以來(lái)，大家都習(xí)慣用PID（比例、積分、微分）調(diào)節(jié)器，采用經(jīng)典控制理論設(shè)計(jì)和計(jì)算出比較合適的P（比例）、I（積分）、D（微分）參數(shù)，使控制系統(tǒng)不論在啟、制動(dòng)和受到擾動(dòng)的過(guò)程中，具有較快的動(dòng)態(tài)反應(yīng)和較小的超調(diào)量，理論上系統(tǒng)可達(dá)到穩(wěn)態(tài)無(wú)差。然而我們看到的實(shí)際情況卻相距甚遠(yuǎn)，一些機(jī)械設(shè)備，如采用變頻調(diào)速的恒壓供水或供氣系統(tǒng)，PID參數(shù)調(diào)整好了，系統(tǒng)整天都處于調(diào)整過(guò)程中。偏差的正負(fù)、大小都在變，調(diào)整過(guò)于頻繁，幾乎沒(méi)有真正穩(wěn)定的時(shí)候，更有甚者，我們看到，有的*空調(diào)要維持蒸發(fā)器進(jìn)出口水溫差恒定的變頻調(diào)速PID控制供水系統(tǒng)，水泵電機(jī)只有在上限高速值（50HZ）和下限低速值（35HZ）兩種狀態(tài)下各“穩(wěn)定”運(yùn)行一陣子，其它速度只是過(guò)渡，還有的只能在很小的速度范圍內(nèi)（如38HZ-39HZ）運(yùn)行，其它速度沒(méi)有，不仔細(xì)看會(huì)覺(jué)得是穩(wěn)定的，實(shí)際上都是不穩(wěn)定的，是用上、下限速度的方法進(jìn)行蒙騙，這樣不僅節(jié)能談不上，還給設(shè)備安全帶來(lái)隱患。

    為什么會(huì)出現(xiàn)這些現(xiàn)象？我們認(rèn)為有以下幾種原因：

    1、要理解、掌握PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)有一定難度，有些人不知道PID的原理、性能和參數(shù)設(shè)定方法買來(lái)就用，系統(tǒng)性能當(dāng)然是一塌糊涂。

　　2 、PID參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法必須知道系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)（如水泵、閥門、管道、變頻器、電機(jī)、傳感器……）的傳遞函數(shù)（數(shù)學(xué)模型），然而一些環(huán)節(jié)明顯的非線性和時(shí)變性沒(méi)有考慮（要考慮很麻煩），因而各傳遞函數(shù)不準(zhǔn)確，所得PID參數(shù)、系統(tǒng)性能難以達(dá)到*狀態(tài)。

　　3、因?yàn)镻ID調(diào)節(jié)器具有對(duì)誤差的積分調(diào)節(jié)，因此系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度*，理論上無(wú)差，而由此又帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題——超調(diào)。超調(diào)是這種系統(tǒng)的本性，一些系統(tǒng)擾動(dòng)（如用水、用氣的變化）是經(jīng)常發(fā)生的，過(guò)于靈敏的帶有超調(diào)的調(diào)節(jié)必然會(huì)出現(xiàn)那些現(xiàn)象。

　　為解決上述問(wèn)題，我們認(rèn)為對(duì)于一般精度和快速性要求不很高的機(jī)電設(shè)備，采用模糊控制方法，可得到較好的效果。模糊控制不需要知道各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，更不用擔(dān)心環(huán)節(jié)的非線性與時(shí)變，它完夠自適應(yīng)，系統(tǒng)可以避免振蕩和超調(diào)，調(diào)整次數(shù)可降到很低，又能保證足夠的精度與快速性。
其中:E :水壓的誤差
    CE:水壓誤差的變化率
    CU:輸出變量

　　當(dāng)然，這個(gè)圖和表是可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修訂和增減，設(shè)置適合的參數(shù)，這個(gè)邏輯可用簡(jiǎn)單的可編程控制器（PLC）和傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，成本低。這個(gè)成果已被國(guó)家部門鑒定為“國(guó)內(nèi)*”，這項(xiàng)技術(shù)已被成功用到本公司的產(chǎn)品中，取得好的效果。

　　在一個(gè)節(jié)能系統(tǒng)中采用的自動(dòng)化技術(shù)還有許多，如智能控制、遙測(cè)與遙控、傳感、變頻器、PLC、電氣傳動(dòng)……技術(shù)，在此不再聱述。在一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)中往往還存在多種耗能的地方，這需要我們認(rèn)真觀察現(xiàn)場(chǎng)，采取對(duì)策加以解決，如果不了解實(shí)際情況，找出存在問(wèn)題，把某種方法生搬硬套上去，不是達(dá)不到預(yù)期效果，就是以失敗而告終。

　　二、實(shí)際應(yīng)用中的成效

　　在節(jié)能節(jié)電中正確而靈活的運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，是提高節(jié)能節(jié)電效果的根本，但如何應(yīng)用才能做到錦上添花，更是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的重中之重。下面通過(guò)幾個(gè)實(shí)際案例進(jìn)行分析。

　　1、*空調(diào)節(jié)電

　　隨著生活水平的不斷提高，*空調(diào)成為人們生活中*的設(shè)備，在南方制冷更是普及，特別是的深圳這樣的大都市已是*。在炎熱的季節(jié)，其耗電量占總電量的四成，是名符其實(shí)讓人頭痛的“電老虎”。

　　針對(duì)這一情況，我們把*空調(diào)節(jié)電作為重點(diǎn)，在充分利用自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)*空調(diào)進(jìn)行了節(jié)能改造，效果很好，輔助部分節(jié)電率zui低都在40%以上。

　　下面以我們?cè)谏钲谧龅膬蓚€(gè)項(xiàng)目為例進(jìn)行分析，改造前后兩個(gè)月交的電費(fèi)差算出節(jié)電率分別為56%和48%。

　　其所以能獲得如此高的節(jié)電率，是采取了以下措施：

　?、僭?空調(diào)水泵揚(yáng)程（含功率）選得太大，為水泵的調(diào)速（降速）留下了很大空間，采用模糊控制方式正確設(shè)定了各控制參數(shù)，使冷凍水進(jìn)出口溫差維持在10%的偏差以內(nèi)，水泵節(jié)能都在60%以上，并使主機(jī)也得到10%左右節(jié)電率，系統(tǒng)無(wú)超調(diào)、調(diào)節(jié)次數(shù)少，十分穩(wěn)定，節(jié)電有保證。

　　②原系統(tǒng)中除了泵選大了以外，供水管道系統(tǒng)中也存在一些耗能的地方，如一些閥門沒(méi)有*打開，一些并聯(lián)泵的逆止閥已損壞，關(guān)不嚴(yán)。冷卻水的溫度嚴(yán)重升高等。在和甲方一起處理了這些問(wèn)題后，不僅水泵節(jié)能了，并使主機(jī)進(jìn)一步節(jié)能。

　?、矍謇硪?guī)范了盤管風(fēng)道系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)，使系統(tǒng)效率提高，根據(jù)國(guó)家規(guī)定重新設(shè)定了控制溫度。

　　2、空壓機(jī)節(jié)電

　　有一家公司接受了一臺(tái)空壓機(jī)的節(jié)電工程，用PID調(diào)節(jié)器控制變頻器，頻率、電機(jī)、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)壓力恒定節(jié)能。安裝好以后，調(diào)整半年也調(diào)不穩(wěn)定，是我們接手后，采用模糊控制技術(shù)才實(shí)現(xiàn)運(yùn)行穩(wěn)定。無(wú)超調(diào)、無(wú)振蕩的。此后我們?cè)谌珖?guó)各地又對(duì)一些空壓機(jī)用這一技術(shù)進(jìn)行了節(jié)能改造，均獲成功，節(jié)電率都在30%以上。

　　另外，我們?cè)跒閺V鋼集團(tuán)做空壓機(jī)節(jié)能改造中，節(jié)電率達(dá)到了74%，而且設(shè)備運(yùn)行非常穩(wěn)定，得到了廣鋼集團(tuán)*及工程技術(shù)人員的高度贊揚(yáng)，并在廣鋼系統(tǒng)技術(shù)交流評(píng)比中獲得金獎(jiǎng)。

　　這個(gè)節(jié)電率也曾出乎我們預(yù)料，研究分析后，認(rèn)為是因?yàn)椴扇〉拇胧┑卯?dāng)所致：

　?、侔演敵鰤毫刂圃谛枨蟮暮侠矸秶鷥?nèi)（這往往是原加載壓力、甚至更低，當(dāng)然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于卸載壓力）

　?、谠谟脷饬亢苄〉臅r(shí)候用停機(jī)取代卸載。

　　③正確妥善處理并機(jī)，電機(jī)發(fā)熱，潤(rùn)滑等問(wèn)題。

　　3、風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)電

　　風(fēng)機(jī)、水泵系統(tǒng)采用自動(dòng)化技術(shù)、變頻恒壓方式，搞得zui早，技術(shù)是zui沒(méi)有爭(zhēng)議的，其實(shí)不然，有些是搞錯(cuò)了，不僅不節(jié)能，反而更費(fèi)電了。大家知道，風(fēng)機(jī)、水泵如果選型正確，變頻實(shí)現(xiàn)恒壓化，是補(bǔ)償管道水頭（氣壓）損失而已，因此，一個(gè)多層（房子不高），小區(qū)（管網(wǎng)長(zhǎng)而復(fù)雜，用量變化大）用這種方法比水泵直供具有較高的節(jié)電率，是可取的，我們采用上述模糊控制技術(shù)均取得20%以上的節(jié)電率。而我們看到，在深圳有些超高層樓房，取消高位水箱，采用變頻恒壓供水這就不一定合適了。因?yàn)楣艿浪^損失在水泵揚(yáng)程中所占比例很小，調(diào)速的范圍就小，節(jié)電率當(dāng)然就會(huì)不高，算一算也能得出結(jié)論：得不償失！

　　當(dāng)然也不能一概而論，如我們看到一個(gè)供水系統(tǒng)，恒速泵向高位水池供水，開、停工作方式，一般看來(lái)這是一種很節(jié)能的系統(tǒng)，沒(méi)有必要變頻恒壓，但仔細(xì)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，水池高三十多米，而水泵額定揚(yáng)程七十多米，這個(gè)系統(tǒng)要么管道（含泵）損耗大，要么出口水沖力很大，系統(tǒng)效率很低，耗電嚴(yán)重。換低揚(yáng)程泵或用變頻（降速降壓）恒壓方式都將獲得可觀的節(jié)電率，高層建筑也相同。

　　4、電梯及扶梯

　　深圳電梯早已超過(guò)五萬(wàn)臺(tái)，民用設(shè)備用電量十分大，僅次于空調(diào)，節(jié)電潛力很大。在哪里呢？現(xiàn)在客梯都已采用變頻調(diào)速技術(shù)，和老式雙速電機(jī)電梯相比，起、制動(dòng)平穩(wěn)，平層準(zhǔn)確，性能大為提高，然而從能耗方面考慮，卻是倒退了。因?yàn)楝F(xiàn)在的“電梯變頻器”都是不能四相限運(yùn)行、向電網(wǎng)回饋能量的，而只能用“制動(dòng)電阻”將再生電能白白消耗掉，十分可惜。我們采用的能量回饋器，對(duì)許多電梯進(jìn)行節(jié)能改造，都取得了30%以上的節(jié)電率。

　　扶梯也存在幾乎相同的問(wèn)題，恒速扶梯能量回饋通道順暢。為了節(jié)能，沒(méi)人時(shí)轉(zhuǎn)為低速，用變頻器，同樣帶來(lái)能量回饋問(wèn)題，要么投資加大，要么效率低，節(jié)電少。我們改造了一批扶梯，采用變頻低速，定時(shí)后停車，取得了50%以上的節(jié)電率。同時(shí)成本還很低，沒(méi)用昂貴的能量回饋器。扶梯節(jié)能改造后也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要增加智能化功能，我們改造過(guò)的扶梯，分別增加了以下一些功能：在停止?fàn)顟B(tài)下可根據(jù)來(lái)人情況自動(dòng)響應(yīng)上或下的功能；人離開后，自動(dòng)延時(shí)進(jìn)入低速（或停止）功能；雙機(jī)或四機(jī)同步控制功能等，不僅節(jié)能了，還實(shí)現(xiàn)了人性化。

　　5、路燈照明節(jié)能

　　路燈照明節(jié)電潛力很大，因未加節(jié)能改造的路燈亮度與需要的正好相反，到后半夜需要亮度降低，它反而更亮（電網(wǎng)電壓高了）造成很大浪費(fèi)，也使燈泡壽命縮短。我們已做了許多城市路燈節(jié)能工程，采用模糊控制技術(shù)，適時(shí)調(diào)節(jié)亮度，節(jié)電率均達(dá)28%以上。我們也看到有的公司的路燈節(jié)電器，廣告上也能適時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)際根本不能調(diào)，因?yàn)椴惶€(wěn)定，燒接觸器，只好取消這一功能，變?yōu)橐淮谓档碗妷?0%，亮度普遍降低了近30%。

　　三、加強(qiáng)聯(lián)合，將實(shí)用技術(shù)做得更

　　自動(dòng)化技術(shù)在節(jié)能行業(yè)的運(yùn)用已相當(dāng)普遍，但基本是各自為戰(zhàn)，各自保密，沒(méi)有形成一個(gè)開放型性整體。運(yùn)用的自動(dòng)化技術(shù)水平不高，發(fā)展和推廣的速度較慢，跟不上社會(huì)需求。由于技術(shù)能力不強(qiáng)，造成節(jié)能不*，又造成人力物力及資金浪費(fèi)的情況比比皆是。我們?cè)谀沉蜩F礦看到的情況就是這樣，變頻公司裝了二百多臺(tái)變頻器，但都沒(méi)有閉環(huán)，工人操作仍然是手工進(jìn)行，說(shuō)是節(jié)能了，但沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有效果，浪費(fèi)仍然存在。有些操作人員圖省事，干脆不去人工調(diào)節(jié)，不僅沒(méi)節(jié)電，而且變頻器自耗反而費(fèi)了電。

　　因此，加強(qiáng)聯(lián)合勢(shì)在必行，政府部門要加強(qiáng)管理，職能部門（例如自動(dòng)化學(xué)會(huì)）更要加強(qiáng)指導(dǎo)和引導(dǎo)，積極推廣好的產(chǎn)品和技術(shù)。同時(shí)企業(yè)與企業(yè)之間也要加強(qiáng)技術(shù)交流，不能總是固步自封，只有廣泛提高技術(shù)水平才能完成更多更好的項(xiàng)目，才能讓節(jié)能行業(yè)健康、快速的成長(zhǎng)。

　　以上是我們?cè)诙嗄甑墓ぷ鲗?shí)踐中摸索出的一條技術(shù)創(chuàng)新的成功之路，在這條路上，我們嘗到了甜頭，得到了實(shí)惠，也受到客戶們的認(rèn)可和尊敬。這些寶貴經(jīng)驗(yàn)我們整理出來(lái)與同仁共享，攜手共同為國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排出一份力。