变频器的使用已经有半个多世纪的历史了，其主要是降低了用电量。随着工业4.0的发展，变频器的优势功能从纯功率处理器转变为自动化系统的智能元件。而通用变频器亦可作为智能传感器使用，使其成为状态监测的自然选择。本文将介绍如何将其应用于供水和污水处理。

1.变频器用于供水和污水处理的新功能

作为电力电气转换器的变换器已经使用了半个多世纪，如今，超过20%的电机是由变换器驱动的。使用变频器的主要原因是降低能耗。然而，在供水和污水处理应用中使用变频器还有其他原因，如过程控制（保持恒定的水压，从而避免高压引起的泄漏）、水锤或优化采井。自从引入微处理器控制变频器以来，在原有功率处理的基础上增加了其他功能。例如，变频器可以控制泵的运行在污水处理中的应用，可以进行多泵控制，并绕过一定的频率避免共振。在工业应用中，变频器通过将运动控制集成到变换器中，接管了越来越多的plc功能。

在这些额外功能的基础上，行业4.0的发展带来了新的飞跃。行业4.0拥有信息和连接性，因此我们开始使用变频器作为智能和网络传感器。2.电机和变频器系统工业

工业4.0是一个通用术语，是指第四次工业革命，其特点是一切事物之间的相互关联（即第一次工业革命机械化、第二次工业革命电气化和第三次工业革命自动化之后）。虽然这个术语有点模糊，但行业4.0可以被定义为使用整个价值链中所有数字可能性的人、设备和系统的智能互联。这种趋势对电机系统的影响是从所谓的自动金字塔向互联系统的迁移。这意味着系统的部件，例如电机、变频器、传感器和控制器，连接到云存储、处理、分析数据以及云上的决策。

3.用作传感器的变频器

在变频器的应用中，变频器内置微处理器和总线通信选项，结合电流和电压传感器，开辟了一些新的应用。此外，更多的传感器（如振动和压力传感器）几乎可以免费连接。因此，该传感器可用作状态监测的智能传感器（图2）。这些信息数据提供了多种应用，如系统优化、能效优化和基于案例的维护。下一节将讨论传感器集成和基于案例的维护的一些实例。

4.嵌入式状态监测

状态监测是一种用于监测运行设备的技术。因此，应选择关键参数作为过错指标。设备的状况通常会随着时间的推移而恶化。当设备无法提供所需的功能时，它表示功能性故障。基于工作条件的维修概念是在潜在故障发生之前发现它们。在这种情况下，维修措施可以在功能失效前进行规划，具有缩短停机时间、避免非预期停产、优化维修、减少备件库存等优点。

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