变频器结合plc在换热站应用

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1、变频器结合PLC在换热站应用　　【摘要】随着城市集中供热的发展，供热已经不仅仅满足于简单的热水供到用户模式。对节能减排及利润的要求，供热应趋于科学、合理、有效的利用能源。伴随着计算机技术的发展，以前人力的频繁操作已经可以被取代。本文以大连大发供热公司对变频器结合PLC在换热站的实际应用，对变频器原理、PLC控制过程及使用效果、循环系统及补水系统进行了论述。【关键词】集中供热；换热站；变频器；PLC；节能引言大连大发供热公司作为大连市第二大供热企业，现有集中供热面积1700万m2，由2个热源单位供热，

2、分别是发电公司、泰山热电公司，另有四座事故备用锅炉房，共有2个中继泵站、270余个换热站，承担着大连市约15万户的供暖。集中供热由二个热源分别供给，二个热源的主干管已联成环状，主干管之间设隔离门，运行方式目前为双热源独立运行。该项目从2012年6月开始实施，现以对80余个换热站进行改造，原有换热站在循环泵及补水泵系统增加了变频器，并增加流量、温度、压力传感器，以西门子公司生产的PLC（可编程控制器）作为主控设备。1、工作原理61.1变频器工作原理主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变

3、频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。【1】1.2PLC工作原理PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其

4、内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。【2】PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式：6⑴每次扫描过程，集中采集输入信号，集中对输出信号进行刷新；⑵输入刷新过程，当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入；⑶一个扫描周期分为输入采样，程序执行，

5、输出刷新；⑷元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。⑸扫描周期的长短由三条决定：①CPU执行指令的速度；②指本身占有的时间；③指令条数，现在的PLC扫描速度都是非常快的。⑹由于采用集中采样，集中输出的方式，存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。2、配置组成2.1系统组成该系统由可编程控制器（PLC）、输出继电器以及触摸屏监控画面组成。2.2硬件组成以西门子公司生产的可编程控制器（PLC）为主控设备，本系统硬件型号如下：电源模块：6ES7307-1EA01-0AA0CPU模块：6E

6、S7314-1AG14-0AB0以太网通讯模块：6GK7343-1CX10-0XE0开关量输入：6ES7321-1BH02-4AA1开关量输出：6ES7322-1BH01-4AA1模拟量输入：6ES7331-1KF02-4AB1（8通道）模拟量输出：6ES7332-5HF00-4AB1（8通道）输出继电器：欧姆龙DC24V2.3软件组成6系统的软件是由编程软件STEP7，组态软件wincccomfort。本系统触摸屏画面是用西门子公司的wincccomfort画成，系统主要由以下画面组成：主画面、一

7、次网参数总览、二次网参数总览、循环泵补水泵操作、调节阀控制、系统画面、清零操作、巡检记录、内部参数。3、功能介绍3.1变频器功能传统的换热站内二次网循环泵都是以孔板或者阀门调节来控制泵出口流量及压力，对设备损耗、电能的浪费以及人力要求很高。对外部流量的调节造成很大的困扰。变频器的使用可以选择根据外部要求进行简易调节，通过设置频率达到控制循环泵的转速，进而达到控制泵出口流量及频率或者通过压差控制方式控制泵的出力，达到节能（节电）的效果。传统的换热站内二次网补水泵的控制方式都是以压力指针判断泵的启停，频

8、繁的操作造成设备的损耗及人力的浪费。变频器对补水泵的使用是以恒压控制方式控制，当补水压力即循环泵入口压力低时进行补水，恢复需要压力时停泵。以大连大发供热公司一年的采暖期为比较，使用变频前与使用后作为比较，节约电能20%—40%。3.2PLC功能6PLC系统主要针对换热站相关设备进行设备控制，数据采集控制，及监视等。换热站系统控制设备一般有：循环泵、补水泵，以及调节流量的调节阀等。显示温度、压力、流量等各种参数。远程控制循环泵以及补水泵的启停、手动控制调节阀的开度、自动