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   【摘要】本文主要介紹臺達CP2000系列變頻器透過其優異的高效算法PID配合多泵的定時循環和定量循環以及休眠與喚醒特色功能實現在供熱站的二次供暖的供水和補水環節的整合應用。 

【關鍵詞】CP2000；變頻器;供熱系統

   供熱節能技術的應用與發展不僅是一個地區或企業經濟效益的決定因素，更是國家加強環保建設，堅持科學發展觀，走可持續發展道路的重要體現。隨著節能技術的推廣，各地不斷深化供熱體制改革，加強集中供熱新技術的應用與普及，變頻控制、混水循環的應用，有效地降低了供熱系統的電力消耗。

   熱交換站的二次供暖水循環系統都是通過電機直接帶動定量泵直接運行，為保證安全系數，設計人員通常會適當地放大一定的安全系數，所以在電機的選型時往往選擇功率會比水泵輸入功率大的電機。

  熱交換站的二次供暖系統根據流量的不同情況分為定流量和變流量系統，但這兩種模式下都是電機直接的工頻運行。由于速度固定，無法根據外部負載的實際需求變化而進行調整，當外部的溫度和流量需求變化后只能通過人工的方式調節閥門達到需求調整，浪費大量能源。而且由于電機的直連啟動電流大，造成大的機械沖擊，直接加大了設備的損耗。

  采用CP2000系列變頻器很好的解決了這些難題，在滿足供熱的需求下人性化的可調整電機的運行速度和隨意的設置需求壓力，通過外部壓力傳感器的反饋組合為整體的自控系統，透過休眠與喚醒大大降低了能耗。通過多泵的循環及時響應外部的需求，達到無人值守、高效節能的目的。

  1 控制系統的組成

  控制系統：VFD007C43A*1+VFD055C43A*1。

  2 供暖系統的構成

  供暖系統的整個生產系統包含燃煤輸送系統、燃燒系統、除塵系統、軟化水循環系統等。燃煤輸送系統由振動給煤機、傳送機、振動篩、碎煤機、煤閘板、爐排機等組成，煤經過粉碎之后輸送到爐排之上進行燃燒；燃燒系統由鼓風機、引風機通過循環泵送回到鍋爐，系統循環過程中損失的水由補水泵補充軟化水，到換熱器再進行熱交換。如果循環水在循環過程中發生泄露，補水系統會時時通過傳感器的回饋監控及時補充，自動跟蹤二次回水管的水壓變化而調整，維持系統的平衡。

  供暖換熱系統的工作過程是一個不斷的進行熱交換的能量傳遞過程。水循環的控制則是整個系統的核心控制。

  3 工作節能原理  

  變頻器與軟啟動相比，都是可以達到緩啟動和緩停止的功能，從而降低對負載側的沖擊，但軟啟動無法調節頻率只能按照工頻運行，因而浪費了大量的無效功。

  變頻調速屬于無轉差損耗的高效調速方法，功率因數能達到90%以上。變頻器不僅可以直接控制電機轉速，而且在變頻的同時，輸出的動力電源電壓也相應調節，利用變頻器調節轉速來實現對水泵流量、壓力的調節，使供熱系統運行更加穩定，操作更為方便，從而達到節能效果。變頻控制減少了對設備的沖擊，延長了設備使用年限。

  通過采用CP2000系列變頻器接受水循環通道上采集回饋的壓力值變化，及時地調整輸出頻率達到調整水量的供應和水壓的提升或減小，達到設定值的平衡。因為整個系統為構建的閉環處理架構，所以在外部負載變化時可以及時的進行水壓控制的調整。

  變頻器控制的循環水泵是一種離心式負載類型，負載消耗的能量與流量的立方成正比，能量消耗與轉速的關系式為：Q（流量）＝Kn；H（壓力）＝K2n2； P（軸功率）＝Q×H＝K3n3。其中，K1、K2、K3為常數，n為電機的轉速。
三相交流異步感應電機n =60 f（1-s）/p，式中f為供電頻率，s為滑差率，p為電機極對數。電機指標確認后，s和p是固定常數，則n可表示為：n＝K0f，即與供電頻率成線性正比例關系。從理論上計算，當電機轉速降低18％，就可以節電40％以上。

  4 C2000的特色及相關的調試注意細節參數

  臺達CP2000系列變頻器擁有內部高效PID（有睡眠功能）、多泵循環、定時、定量循環控制、BACnet通訊協議(BACnetMS/TP ) 、面板參數多組備份、PWM智能風扇調速、高分辨率（數字指令0.01HZ，模擬量指令最大輸出頻率之0.03/60HZ，+-11bit）功能以及內置10000steps的可由客戶編程控制之PLC功能，可以通過變頻器將外部復雜邏輯輕松集于一體控制。
 
       

   5 相關的接線和現場圖示
 
                
                               圖6 接線圖
  
              
                              圖7 現場圖

  6 結束語

  隨著節能技術的不斷推廣與應用，變頻器已經從簡單的電機控制逐步演變為小型的控制系統，在恒壓供水行業得到了快速的拓展。臺達綜合產品解決方案以其獨特的高精控制特色和穩定的控制性能在眾多的控制需求領域凸顯成果，為企業的產品和實施的項目提升了更高的競爭力。

  作者簡介：

  李得寧，出生于1984年，畢業于現代學院自動化專業，天津科技大學電氣工程及自動化專業。現任中達電通股份有限公司天津機電業務處應用工程師，主要從事臺達TOP系列觸摸屏，DVP系列PLC，ASD系列伺服，VFD系列變頻器，GMC系列數控系統，臺達溫控器等全系列工業控制自動化產品的市場拓展技術解決方案支持，制定與實施綜合自動化解決方案，有著豐富的行業經驗，積淀了不同行業間的特色功能拓展技巧與行業工藝。