變頻器的使用已經經歷了半個多世紀，其主要優點是降低了電能的消耗。隨著工業4.0的發展，它搖身成為這場工業革命中的“黑科技”。其作用從純功率處理器件轉變為了自動化系統的智能元件，并且能夠用作智能傳感器，成為實施工況監測時的一種自然選擇。

變頻器是如何搖身一變成為工業應用中的“黑科技”呢？接下來小丹為大家介紹其作為智能元件在水行業應用中的出色表現。

強大的控制功能，不斷優化水行業應用

作為功率電氣轉換的變頻器已經使用了半個多世紀。在今天，超過20%的電機都采用變頻器進行驅動，這是因為一方面能夠降低能源的消耗；另一方面，其在水行業應用中的工藝控制（保持恒定的水壓，從而避免高壓引起的泄漏）、避免水錘和優化水井開采等領域都有著優越的表現。

變頻器在被引入微處理器進行控制以來，它在原有的功率處理功能外還增添了其他功能。例如，水行業應用中能夠控制泵的運行，還可以進行多泵控制，以及繞過某些頻率以避免共振。在工業應用中，變頻器還集成了運動控制，正在接管越來越多的PLC功能。

具有信息和互聯功能的工業4.0讓變頻器在這些附加功能的基礎上又有了新的飛躍。所以我們開始將其用作智能和網絡傳感器。

電機和變頻器系統中的工業4.0

工業4.0是一個通用術語，也可以理解為是第四次工業革命，它的特征是萬物互聯，繼前三次工業革命（第一次工業革命 – 機械化，第二次工業革命 – 電氣化，第三次工業革命 – 自動化）

我們可以將其定義為：“利用整個價值鏈中所有的數字化可能性，實現人、設備和系統的智能互聯”。

這種趨勢為電機系統帶來從所謂的“自動化金字塔”向互聯系統遷移的影響，（參見圖1左）意味著系統的各個部分相互連接，如電機、變頻器、傳感器和控制器等，并且它們和云端相連，在云端中進行存儲、處理、分析數據和制定決策。



“自動化金字塔”向互聯系統遷移的這個過程也讓變頻器擁有成為“傳感器”的強大能力。除此之外，變頻器要發揮傳感器的強大功能還需要收集更多的信息數據。

變頻器成為工況監測的智能傳感器

在變頻器應用中，內置微處理器和總線通訊選項，除了可以結合電流和電壓傳感器外，還可以連接更多傳感器（如振動和壓力傳感器）。這也為其開辟了新的應用機會。因此，變頻器可以用作工況監測智能傳感器（圖2）。這些信息數據能夠為使用者提供各種應用，例如系統優化、能效優化和基于工況的維護。

在工業4.0互聯互通的特點下變頻器進行了“智能升級”，增加了集成運動控制、傳感器等強大功能。這些新功能也讓其成為工況監測的智能傳感器，為水行業應用中的工況監測和系統維護帶來新的解決策略。