變頻器工作原理及其結合PLC在換熱站的應用

大連大發(fā)供熱公司作為大連市第二大供熱企業(yè)，現有集中供熱面積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成環(huán)狀，主干管之間設隔離門，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，以西門子公司生產的PLC（可編程控制器）作為主控設備。

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壓調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”。

1.2PLC工作原理

PLC即可編程控制器（ProgrammablelogicController）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(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，當輸入端口關閉時，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，現在的PLC掃描速度都是非常快的。⑹由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現象，即輸入/輸出響應延遲。

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。