1 引言
熱網(wǎng)供暖方式具有供暖效果好，無污染等特點(diǎn)，熱力站作為熱網(wǎng)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(jié)能也是熱網(wǎng)節(jié)能的主要部分，所以熱力站能源節(jié)約，安全運(yùn)行，意義重大。
2 工程概述
哈爾濱機(jī)場開發(fā)區(qū)集中供熱工程共120個(gè)熱力站，供熱面積達(dá)570萬mm2左右，總負(fù)荷為10000J/H，一次網(wǎng)供水溫度設(shè)計(jì)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(wǎng)和二次網(wǎng)換熱及二次加壓，二次加壓和循環(huán)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(huán)泵和補(bǔ)水泵的傳動(dòng)部分提高熱力站的自控水平，實(shí)現(xiàn)了能源節(jié)約。
3 工藝簡介
熱力站的組成[1>:主要由換熱器、自控屏、循環(huán)泵、補(bǔ)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(gè)施耐德PLC組成，它將現(xiàn)場的各種參數(shù)和狀態(tài)采集到PLC中，PLC將采集到的數(shù)據(jù)通過ADSL方式傳送到調(diào)度中心。調(diào)度中心將用戶傳回的室內(nèi)溫度信號(hào)由調(diào)度中心回傳到熱力站的PLC中。實(shí)現(xiàn)依據(jù)最終用戶室內(nèi)溫度控制二次供水溫度和供水流量的方法實(shí)現(xiàn)熱力站的自動(dòng)運(yùn)行。用戶的室內(nèi)溫度是否達(dá)標(biāo)依據(jù)本城市供熱辦發(fā)布的溫度曲線和室外溫度。
4 熱力站的功能
將一次網(wǎng)的熱量通過換熱器交換后，將二次網(wǎng)熱水送到各個(gè)用戶，熱力站的運(yùn)行優(yōu)與劣主要是以該站最終用戶的室內(nèi)溫度是否達(dá)到該城市的供熱標(biāo)準(zhǔn)和熱力站的運(yùn)行成本，能源節(jié)約程度為標(biāo)準(zhǔn)，基于以上情況熱力站的供熱方式就采用質(zhì)調(diào)和量調(diào)相結(jié)合的辦法實(shí)現(xiàn)供熱達(dá)標(biāo)和能源節(jié)約。質(zhì)調(diào)(1)就是通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的供水流量調(diào)節(jié)閥來控制二次網(wǎng)的供水溫度。質(zhì)調(diào)方式控制簡單，但能源節(jié)約程度較差。量調(diào)(1)就是在循環(huán)泵上加變頻控制的方式(3)，通過調(diào)節(jié)二次供水流量保證最終用戶室溫達(dá)標(biāo)，這種方式能源節(jié)約效果非常好。我們控制的方式就是以量調(diào)為主質(zhì)調(diào)為輔的優(yōu)化控制模式，這種控制模式每年能節(jié)約電能30%，通過循環(huán)泵變頻和補(bǔ)水泵變頻改善失調(diào)(3)每年可節(jié)約用水20%~30%。保證熱網(wǎng)最終用戶室內(nèi)溫度達(dá)標(biāo)和最大程度的節(jié)約電能，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。
5 循環(huán)泵控制方式
循環(huán)泵采用ABB ACS-510變頻器它是一種平方負(fù)載的應(yīng)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(dòng)、停止、轉(zhuǎn)速AI給定等，變頻器的運(yùn)行參數(shù)通過MODBUS總線傳給PLC，再由PLC回傳到調(diào)度中心，這種方式控制柜組裝方便，因?yàn)榻泳�少、輔助元件少故障率低，這種通過總線控制速度達(dá)到AIsubstation of district heat supply network給定，其精度高、實(shí)效性好。
站內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)37kW循環(huán)泵，兩臺(tái)泵一主一備。變頻器采用一拖二。
(1) 變頻調(diào)試
變頻器的J2設(shè)置為“off”。循環(huán)泵變頻器沒有設(shè)為最后一個(gè)地址。
通過控制盤設(shè)99組參數(shù)
9901設(shè)為0 9902設(shè)為“5”“HAND/AUTO”
9903設(shè)為380 9906設(shè)為“1”
9907設(shè)為“50” 9908設(shè)為“2900”
9909設(shè)為“37”
設(shè)定通訊功能 53組號(hào)數(shù)設(shè)置
5302設(shè)為“2” 5303設(shè)為9.6kbits/s
5304設(shè)為”1”
53組參數(shù)設(shè)定應(yīng)與PLC中的通訊協(xié)議設(shè)置相同
這里設(shè)為”8”,”1””R”，地址設(shè)為“1”。
98組參數(shù)設(shè)定 JZ設(shè)置為“off”
9802設(shè)為“1”啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)mod
變頻器與PLC通訊寄存器的對應(yīng)方法
變頻器寄存器地址 PLC給定地址 對應(yīng)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(shè)置
0102 速度 40102
0103輸出頻率 40103
0104電流 40104
0301總線狀態(tài)字 位0 40301 位0
變頻器的啟動(dòng)方法
由PLC向變頻器4001發(fā)送數(shù)據(jù):
Move 5 to 4001;
Delay 100;
Move 7 to 4001;
Move 15 to 4001;
Move 47 to 4001;
Move 101 to 4001;
這時(shí)變頻器啟動(dòng)，通過總線向變頻器的AI 4001送轉(zhuǎn)速信號(hào)。變頻器的轉(zhuǎn)速信號(hào)由PLC依據(jù)熱力站的二次網(wǎng)供回水壓差即二次供水流量信號(hào)控制，控制供回水壓差實(shí)現(xiàn)流量時(shí)實(shí)控制。
6 補(bǔ)水泵控制
補(bǔ)水變頻采用ABB ACS-510 3kW風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載的變頻器，補(bǔ)水變頻器的參數(shù)設(shè)置與循環(huán)泵非常相似，但它的地址設(shè)為“3”，變頻器的J2設(shè)置為“on”，補(bǔ)水變頻器是Modbus總線的最后一個(gè)設(shè)備。
補(bǔ)水變頻器的速度控制信號(hào)由PLC送到變頻器的“4003”，保證二次網(wǎng)中恒壓供熱水。
7 結(jié)束語
通過熱力站循環(huán)泵加變頻器實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)的量調(diào)表明ACS-510變頻器節(jié)能(3)效果非常明顯，利用ACS-510變頻器控制補(bǔ)水變頻器減少熱網(wǎng)的失調(diào)節(jié)約了水源。利用ACS-510的自身有modbus總線控制變頻器的運(yùn)行，節(jié)約了熱力站的設(shè)備投資，利用總線控制減少了許多外部元件