1 引言 煙臺500供熱公司依托煙臺發(fā)電廠，負責(zé)煙臺500供熱工程的建設(shè)、經(jīng)營和管理。500供熱工程是山東省重點環(huán)保工程，也是利用世界銀行貸款的集中供熱工程，承擔(dān)著市區(qū)近九萬居民和800家公建單位的供熱工作，實現(xiàn)集中供熱面積達860萬平方米。 500供熱公司共有30多個二級換熱站，這些換熱站的分布靠近居民小區(qū)或公建單位，擔(dān)負著一級管網(wǎng)和二級管網(wǎng)的熱交換任務(wù)，換熱站的運行狀況直接影響到供暖質(zhì)量，影響著人們的工作和生活。在二級換熱站換熱系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)的設(shè)計中，采用愛默生TD系列變頻器來控制循環(huán)泵和補水泵的運行，改善了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)和節(jié)能效果，實現(xiàn)了換熱系統(tǒng)的自動控制。 2 系統(tǒng)控制目標(biāo) 每個換熱站主要由兩臺換熱器組成的換熱系統(tǒng)、兩臺循環(huán)水泵組成的循環(huán)水系統(tǒng)和兩臺補水泵組成的補水系統(tǒng)來構(gòu)成。每臺循環(huán)泵采用一臺愛默生TD2000變頻器控制，每臺補水泵采用一臺愛默生TD900變頻器控制�？删幊炭刂破鳎⊿iemens S7-300）采集變頻器的狀態(tài)數(shù)據(jù)并給出控制信號，構(gòu)成現(xiàn)地測控系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及流程圖如圖1。 2.1 循環(huán)泵控制要求 （1）控制回路在自動狀態(tài)下，變頻循環(huán)泵能夠使二次側(cè)進出口壓差處于恒定，操作員可在觸摸屏上設(shè)定恒定值； （2若二次側(cè)回水壓力低于預(yù)設(shè)的回水壓力下限值，循環(huán)泵自動停止運行；若二次側(cè)回水壓力高于預(yù)設(shè)的回水壓力上限值，循環(huán)泵將自動啟動； （3）控制回路在手動狀態(tài)下，操作員可以通過控制柜上的按鈕進行啟/停、加/減速控制。 2.2 補水泵控制要求 （1）控制系統(tǒng)在自動狀態(tài)下，變頻補水泵要使二次側(cè)回水壓力處于恒定； （2）當(dāng)二次側(cè)回水壓力低于回水壓力下限值時，補水泵自動啟動，當(dāng)二次側(cè)回水壓力高于回水壓力上限值時，補水泵停止（補水箱水位條件要滿足）； （3）控制回路在手動狀態(tài)下，操作員可以通過控制柜上的按鈕進行啟/停、加/減速控制。 3 控制系統(tǒng)設(shè)計 3.1 循環(huán)泵控制方案 愛默生TD2000變頻器用于循環(huán)泵的控制，TD2000系列通用變頻器是艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司自主開發(fā)生產(chǎn)的高品質(zhì)、多功能、低噪音的通用型變頻器，采用的先進控制算法如下： l 優(yōu)化空間電壓矢量PWM調(diào)制 l V/F控制方式，線性和平方和V/F曲線 l 高精度、高分辨率頻率設(shè)定 l 自動轉(zhuǎn)矩補償，手動轉(zhuǎn)矩提升 l 內(nèi)置PLC編程多速運行；外接端子控制多速運行 l 內(nèi)置PI閉環(huán)控制 l 停電再啟動 l 根據(jù)負載情況，自動改變V/F曲線，實現(xiàn)節(jié)能運行 l 自動電壓調(diào)整（AVR），能自動適當(dāng)?shù)馗淖兓绢l率，保證電機的負載能力 l 運轉(zhuǎn)命令給定方式3種，頻率設(shè)定方式4種 l 四位數(shù)碼，中英文液晶顯示 循環(huán)泵控制變頻器端子接線如表1所示（以一臺TD2000為例）： CN10跳線設(shè)置在“V”上，X3、X4對應(yīng)功能號分別設(shè)置為12、13； CN16、CN17跳線均設(shè)置在“I”上，CCI對應(yīng)功能號設(shè)置為3； Y1開集電極輸出對應(yīng)功能號設(shè)置為0。 變頻器循環(huán)泵系統(tǒng)進行恒壓差控制，以二次側(cè)進出口壓差作為控制目標(biāo)。手動狀態(tài)下，可以由控制柜面板上的加速/減速按鈕直接對變頻器進行加速/減速輸入；在自動狀態(tài)下，由壓力傳感器測得二次側(cè)進出口壓力值，計算進出口壓差作為反饋值，和進出口壓差設(shè)定值比較，由Step 7的PID運算功能塊計算得變頻器的頻率控制信號，實現(xiàn)系統(tǒng)在進出口壓差恒定狀態(tài)下運行。 3.2補水泵控制變頻器端子接線如表2所示（以一臺TD900為例）： CN10跳線應(yīng)該在“V”上，X3、X4對應(yīng)功能號分別設(shè)置為12、13； X1多功能端子對應(yīng)功能號設(shè)置為9，作為正轉(zhuǎn)/停止控制信號輸入； Y1開集電極輸出對應(yīng)功能號設(shè)置為0。 變頻器補水泵系統(tǒng)進行恒壓控制，以二次側(cè)回水壓力為控制目標(biāo)。當(dāng)回水壓力低于壓力下限時即自動啟動補水，以防止循環(huán)泵長時間過載運行燒壞，或者管道內(nèi)壓力太小造成管道破裂；在換熱系統(tǒng)啟動前，亦可以手動啟動補水泵變頻器，使管道內(nèi)水壓力滿足系統(tǒng)啟動條件。PLC程序中PID功能塊參數(shù)如圖2. 經(jīng)實際試驗，將回水壓力預(yù)設(shè)值設(shè)為0.4Mpa，PLC程序PID功能塊中TD設(shè)為2s，TI設(shè)為2s，補水泵變頻器在一段補水時間內(nèi)將以幾乎恒定的頻率運行，直至補水至壓力達到設(shè)定值，達到了較好的控制效果。 控制系統(tǒng)投入運行后，從整個系統(tǒng)的運行狀況來看： l 循環(huán)泵、補水泵按要求運行，節(jié)能效果明顯； l 實現(xiàn)了換熱站的無人值守，提高了系統(tǒng)自動化程度； l 和流量調(diào)節(jié)閥PID控制配合，實現(xiàn)了出水溫度的自動控制。 4 結(jié)束語 將變頻器應(yīng)用到供暖二級換熱站的控制系統(tǒng)，取得了良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)和節(jié)能效果。變頻器和PLC程序配合，最終完成對整個機組的順序、調(diào)節(jié)控制及聯(lián)鎖保護等控制，實現(xiàn)了出水溫度的自動控制，保證了供暖質(zhì)量。