關鍵詞： 變頻器 平方負載
1 引言
熱網供暖方式具有供暖效果好，無污染等特點，熱力站作為熱網的主要部分，熱力站的自控水平直接影響用戶用暖情況、熱力站的節能也是熱網節能的主要部分，所以熱力站能源節約，安全運行，意義重大。
2 工程概述
哈爾濱機場開發區集中供熱工程共120個熱力站，供熱面積達570萬mm2左右，總負荷為10000J/H，一次網供水溫度設計130℃~70℃，供熱方式為熱水供熱方式，熱力站功能主要為居民和工廠供熱，熱力站要為一次網和二次網換熱及二次加壓，二次加壓和循環泵采用變頻器控制，該工程熱力站采用ABB ACS510系列變頻器作為循環泵和補水泵的傳動部分提高熱力站的自控水平，實現了能源節約。
3 工藝簡介
熱力站的組成[1>:主要由換熱器、自控屏、循環泵、補水泵、通訊專線，如附圖所示。
附圖 熱力站自控和熱工工藝圖
自控部分[2>主要是由一個施耐德PLC組成，它將現場的各種參數和狀態采集到PLC中，PLC將采集到的數據通過ADSL方式傳送到調度中心。調度中心將用戶傳回的室內溫度信號由調度中心回傳到熱力站的PLC中。實現依據最終用戶室內溫度控制二次供水溫度和供水流量的方法實現熱力站的自動運行。用戶的室內溫度是否達標依據本城市供熱辦發布的溫度曲線和室外溫度。
4 熱力站的功能
將一次網的熱量通過換熱器交換后，將二次網熱水送到各個用戶，熱力站的運行優與劣主要是以該站最終用戶的室內溫度是否達到該城市的供熱標準和熱力站的運行成本，能源節約程度為標準，基于以上情況熱力站的供熱方式就采用質調和量調相結合的辦法實現供熱達標和能源節約。質調(1)就是通過調節一次網的供水流量調節閥來控制二次網的供水溫度。質調方式控制簡單，但能源節約程度較差。量調(1)就是在循環泵上加變頻控制的方式(3)，通過調節二次供水流量保證最終用戶室溫達標，這種方式能源節約效果非常好。我們控制的方式就是以量調為主質調為輔的優化控制模式，這種控制模式每年能節約電能30%，通過循環泵變頻和補水泵變頻改善失調(3)每年可節約用水20%~30%。保證熱網最終用戶室內溫度達標和最大程度的節約電能，經濟效益非常可觀。
5 循環泵控制方式
循環泵采用ABB ACS-510變頻器它是一種平方負載的應用，ACS-510成本較低并且自身具有MODBUS通訊功能，我們利用MODBUS總線來控制變頻器，包括變頻的啟動、停止、轉速AI給定等，變頻器的運行參數通過MODBUS總線傳給PLC，再由PLC回傳到調度中心，這種方式控制柜組裝方便，因為接線少、輔助元件少故障率低，這種通過總線控制速度達到AIsubstation of district heat supply network給定，其精度高、實效性好。
站內設置兩臺37kW循環泵，兩臺泵一主一備。變頻器采用一拖二。
(1) 變頻調試
變頻器的J2設置為“off”。循環泵變頻器沒有設為最后一個地址。
通過控制盤設99組參數
9901設為0 9902設為“5”“HAND/AUTO”
9903設為380 9906設為“1”
9907設為“50” 9908設為“2900”
9909設為“37”
設定通訊功能 53組號數設置
5302設為“2” 5303設為9.6kbits/s
5304設為”1”
53組參數設定應與PLC中的通訊協議設置相同
這里設為”8”,”1””R”，地址設為“1”。
98組參數設定 JZ設置為“off”
9802設為“1”啟動標準mod
變頻器與PLC通訊寄存器的對應方法
變頻器寄存器地址 PLC給定地址 對應置 備注
1102 外控1/外控2選擇 4001 8
1103 外控1給定AI 4002 -32676~32676 參考1108設置
0102 速度 40102
0103輸出頻率 40103
0104電流 40104
0301總線狀態字 位0 40301 位0
變頻器的啟動方法
由PLC向變頻器4001發送數據:
Move 5 to 4001;
Delay 100;
Move 7 to 4001;
Move 15 to 4001;
Move 47 to 4001;
Move 101 to 4001;
這時變頻器啟動，通過總線向變頻器的AI 4001送轉速信號。變頻器的轉速信號由PLC依據熱力站的二次網供回水壓差即二次供水流量信號控制，控制供回水壓差實現流量時實控制。
6 補水泵控制
補水變頻采用ABB ACS-510 3kW風機泵類負載的變頻器，補水變頻器的參數設置與循環泵非常相似，但它的地址設為“3”，變頻器的J2設置為“on”，補水變頻器是Modbus總線的最后一個設備。
補水變頻器的速度控制信號由PLC送到變頻器的“4003”，保證二次網中恒壓供熱水。
7 結束語
通過熱力站循環泵加變頻器實現熱網的量調表明ACS-510變頻器節能(3)效果非常明顯，利用ACS-510變頻器控制補水變頻器減少熱網的失調節約了水源。利用ACS-510的自身有modbus總線控制變頻器的運行，節約了熱力站的設備投資，利用總線控制減少了許多外部元件