變頻器工作原理及其結(jié)合PLC在換熱站的節(jié)能應(yīng)用

　　節(jié)能 大連大發(fā)供熱公司作為大連市第二大供熱企業(yè)，現(xiàn)有集中供熱面積1700萬m2，由2個熱源單位供熱，分別是發(fā)電公司、泰山熱電公司，另有四座事故備用鍋爐房，共有2個中繼泵站、270余個換熱站，承擔(dān)著大連市約15萬戶的供暖。集中供熱由二個熱源分別供給，二個熱源的主干管已聯(lián)成環(huán)狀，主干管之間設(shè)隔離門，運行方式目前為雙熱源獨立運行。該項目從2012年6月開始實施，現(xiàn)以對80余個換熱站進行改造，原有換熱站在循環(huán)泵及補水泵系統(tǒng)增加了變頻器，并增加流量、溫度、壓力傳感器，以西門子公司生產(chǎn)的PLC（可編程控制器）作為主控設(shè)備。

　　1、工作原理

　　1.1 變頻器工作原理

　　主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。

　　1.2 PLC工作原理

　　PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。

　　PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式：⑴每次掃描過程，集中采集輸入信號，集中對輸出信號進行刷新；⑵輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入；⑶一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新；⑷元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。⑸掃描周期的長短由三條決定：①CPU執(zhí)行指令的速度；②指本身占有的時間；③指令條數(shù)，現(xiàn)在的PLC掃描速度都是非?？斓?。⑹由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。

　　2、配置組成

　　2.1 系統(tǒng)組成

　　該系統(tǒng)由可編程控制器（PLC）、輸出繼電器以及觸摸屏監(jiān)控畫面組成。

　　2.2 硬件組成

　　以西門子公司生產(chǎn)的可編程控制器（PLC）為主控設(shè)備，本系統(tǒng)硬件型號如下：

　　電源模塊： 6ES7 307-1EA01-0AA0

　　CPU模塊： 6ES7 314-1AG14-0AB0

　　以太網(wǎng)通訊模塊： 6GK7 343-1CX10-0XE0

　　開關(guān)量輸入： 6ES7 321-1BH02-4AA1

　　開關(guān)量輸出： 6ES7 322-1BH01-4AA1

　　模擬量輸入： 6ES7 331-1KF02-4AB1（8通道）

　　模擬量輸出： 6ES7 332-5HF00-4AB1（8通道）

　　輸出繼電器： 歐姆龍 DC 24V

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