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台达CP2000高效节能稳战供热前线

中达电通股份有限公司
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    供热节能技术的应用与发展不仅是一个地区或企业经济效益的决定因素,更是国家加强环保建设,坚持科学发展观,走可持续发展道路的重要体现。随着节能技术的推广,各地不断深化供热体制改革,加强集中供热新技术的应用与普及,变频控制、混水循环的应用,有效地降低了供热系统的电力消耗。
    热交换站的二次供暖水循环系统都是通过电机直接带动定量泵直接运行,为保证安全系数,设计人员通常会适当地放大一定的安全系数,所以在电机的选型时往往选择功率会比水泵输入功率大的电机。
    热交换站的二次供暖系统根据流量的不同情况分为定流量和变流量系统,但这两种模式下都是电机直接的工频运行。由于速度固定,无法根据外部负载的实际需求变化而进行调整,当外部的温度和流量需求变化后只能通过人工的方式调节阀门达到需求调整,浪费大量能源。而且由于电机的直连启动电流大,造成大的机械冲击,直接加大了设备的损耗。
  采用CP2000系列变频器很好的解决了这些难题,在满足供热的需求下人性化的可调整电机的运行速度和随意的设置需求压力,通过外部压力传感器的反馈组合为整体的自控系统,透过休眠与唤醒大大降低了能耗。通过多泵的循环及时响应外部的需求,达到无人值守、高效节能的目的。
 
 
控制系统的组成
  控制系统:VFD007C43A*1+VFD055C43A*1。
 
供暖系统的构成
    供暖系统的整个生产系统包含燃煤输送系统、燃烧系统、除尘系统、软化水循环系统等。燃煤输送系统由振动给煤机、传送机、振动筛、碎煤机、煤闸板、炉排机等组成,煤经过粉碎之后输送到炉排之上进行燃烧;燃烧系统由鼓风机、引风机通过循环泵送回到锅炉,系统循环过程中损失的水由补水泵补充软化水,到换热器再进行热交换。如果循环水在循环过程中发生泄露,补水系统会时时通过传感器的回馈监控及时补充,自动跟踪二次回水管的水压变化而调整,维持系统的平衡。
    供暖换热系统的工作过程是一个不断的进行热交换的能量传递过程。水循环的控制则是整个系统的核心控制。
  
工作节能原理 
    变频器与软启动相比,都是可以达到缓启动和缓停止的功能,从而降低对负载侧的冲击,但软启动无法调节频率只能按照工频运行,因而浪费了大量的无效功。
变频调速属于无转差损耗的高效调速方法,功率因数能达到90%以上。变频器不仅可以直接控制电机转速,而且在变频的同时,输出的动力电源电压也相应调节,利用变频器调节转速来实现对水泵流量、压力的调节,使供热系统运行更加稳定,操作更为方便,从而达到节能效果。变频控制减少了对设备的冲击,延长了设备使用年限。
通过采用CP2000系列变频器接受水循环通道上采集回馈的压力值变化,及时地调整输出频率达到调整水量的供应和水压的提升或减小,达到设定值的平衡。因为整个系统为构建的闭环处理架构,所以在外部负载变化时可以及时的进行水压控制的调整。
变频器控制的循环水泵是一种离心式负载类型,负载消耗的能量与流量的立方成正比,能量消耗与转速的关系式为:Q(流量)=Kn;H(压力)=K2n2; P(轴功率)=Q×H=K3n3。其中,K1、K2、K3为常数,n为电机的转速。
三相交流异步感应电机n =60 f(1-s)/p,式中f为供电频率,s为滑差率,p为电机极对数。电机指标确认后,s和p是固定常数,则n可表示为:n=K0f,即与供电频率成线性正比例关系。从理论上计算,当电机转速降低18%,就可以节电40%以上。
 
4  C2000的特色及相关的调试注意细节参数
台达CP2000系列变频器拥有内部高效PID(有睡眠功能)、多泵循环、定时、定量循环控制、BACnet通讯协议(BACnetMS/TP ) 、面板参数多组备份、PWM智能风扇调速、高分辨率(数字指令0.01HZ,模拟量指令最大输出频率之0.03/60HZ,+-11bit)功能以及内置10000steps的可由客户编程控制之PLC功能,可以通过变频器将外部复杂逻辑轻松集于一体控制。
 
4.1 设置相关的模拟量采集类型  
 
图1 相关模拟量采集类型
4.2 设置控制命令源
 
图2 控制命令源
4.3 设置PID参数数据
 
 
图3 PID参数
4.4 设置循环类型——定量循环
 
图4 定量循环设置
4.5 设置循环类型——定时循环
 
图5 定时循环设置
5   相关的接线和现场图示
               
图6 接线图
图7 现场图
 
 
6 结束语
    随着节能技术的不断推广与应用,变频器已经从简单的电机控制逐步演变为小型的控制系统,在恒压供水行业得到了快速的拓展。台达综合产品解决方案以其独特的高精控制特色和稳定的控制性能在众多的控制需求领域凸显成果,为企业的产品和实施的项目提升了更高的竞争力。
 
作者简介:
李得宁,出生于1984年,毕业于现代学院自动化专业,天津科技大学电气工程及自动化专业。现任中达电通股份有限公司天津机电业务处应用工程师,主要从事台达TOP系列触摸屏,DVP系列PLC,ASD系列伺服,VFD系列变频器,GMC系列数控系统,台达温控器等全系列工业控制自动化产品的市场拓展技术解决方案支持,制定与实施综合自动化解决方案,有着丰富的行业经验,积淀了不同行业间的特色功能拓展技巧与行业工艺。

 
 
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