壓縮機的軟硬件設計

　　1工藝介紹
　　在北良3期系統中，空壓站內裝備有4臺常規螺桿(Screw)式空壓機，型號(xíng hào)為ML110.原始（Original)設計為4臺空壓機分別獨立運行，工作方式為三用一備。昆山空壓機保養主要噪聲源是進(jìn)、排氣口，應選用適宜的進(jìn)排氣消聲器?？諌簷C進(jìn)氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進(jìn)氣消聲器應選用抗性結構或以個(gè)、抗性為主的阻抗復合式結構?？諌簷C的排氣氣壓大，氣流速度高，應在空壓機排氣口使用小孔消聲器昆山空壓機維修在啟動(dòng)前，首先啟動(dòng)油泵控制系統，油泵控制系統啟動(dòng)后保證空壓機各潤滑部件潤滑良好，同時(shí)油泵控制系統可通過(guò)內置的溫控閥來(lái)調節內部油壓和油溫，以滿(mǎn)足系統需要。生產(chǎn)工藝(Technology)為：經(jīng)空壓機壓縮后的空氣，通過(guò)(tōng guò)油氣分離器進(jìn)行分離，經(jīng)過(guò)空氣冷卻裝置進(jìn)行冷卻后存入儲氣罐，再經(jīng)過(guò)主管道分送到用氣設備(shèbèi)。無(wú)論生產(chǎn)現場(chǎng)用氣負荷(load)如何變化，3臺在線(xiàn)運行的空壓機均同時(shí)運行，現場(chǎng)設備的用氣負荷的調整(Adjustment)通過(guò)儲氣罐及管道擋板調節，備用機也僅限于某一在線(xiàn)空壓機故障時(shí)投切。
　　當前系統雖然控制方式簡(jiǎn)單，但在實(shí)際運行中，存在不少問(wèn)題：任一在線(xiàn)(Online)運行空壓機故障時(shí)，備用空壓機人為投切方式動(dòng)作慢，系統及時(shí)響應性差；3臺在線(xiàn)運行空壓機無(wú)法輪休，易造成疲勞運行，且備用機長(cháng)時(shí)間(time)待停，機械或油路等部位極易產(chǎn)生故障，整體系統運行安全系數低；經(jīng)測算，生產(chǎn)系統額定用氣量（氣壓）時(shí)，3臺機器的設計富裕量約為20%，隨著(zhù)生產(chǎn)用氣負荷的變化，富裕量幅度有所增加，這部分能量通過(guò)儲氣罐的調節閥或管路擋板損失掉，造成系統運行不經(jīng)濟(jīng jì)。昆山空壓機維修在啟動(dòng)前，首先啟動(dòng)油泵控制系統，油泵控制系統啟動(dòng)后保證空壓機各潤滑部件潤滑良好，同時(shí)油泵控制系統可通過(guò)內置的溫控閥來(lái)調節內部油壓和油溫，以滿(mǎn)足系統需要。
　　2安全經(jīng)濟(jīng jì)運行控制（control)系統的實(shí)現
　　2.1控制系統的組成
　　原有系統(system)的弊端，可以通過(guò)(tōng guò)采用PLC和變頻控制（control)技術(shù)(technology)的集控系統加以規避，并實(shí)現空壓機組的安全(security)經(jīng)濟(jīng jì)運行?？刂葡到y主要由1臺主控PLC和1臺變頻器組成。系統工作(gōng zuò)原理為：4臺空壓機組成空壓機組集中規劃由1個(gè)PLC控制器(Controller)進(jìn)行控制，保持3臺在線(xiàn)運行，其中1臺由PLC進(jìn)行調速控制，另1臺待機備用。PLC采集主供氣管道壓力信號，進(jìn)行計算，比較，控制調速空壓機，對其進(jìn)行壓力，加卸載控制，維持系統出力穩定（解釋:穩固安定；沒(méi)有變動(dòng))。同時(shí)，計算4臺空壓機的運行時(shí)間，自動(dòng)投切輪換，實(shí)現4臺空壓機周期(cycle)循環(huán)運行。
　　2.2硬件設計
　　2.2.1變頻器
　　選用DELTA塑膠/空壓機(compressor)專(zhuān)用型VFD-G變頻器（Variable-frequency Drive)，該變頻器具有獨特的過(guò)載能力（150%60S），內置PID反饋功能，能夠節能運轉及用電量(Electricity)記錄等功能。特別是該變頻器"轉矩增益補償"；"轉差增益補償"和較高的"加速中過(guò)電流失速防止"功能，滿(mǎn)足了項目調速空壓機負荷變化隨動(dòng)的要求?！　?　　2.2.2PLC可編程控制（control)器
　　根據機組集中控制功能并結合I/O的需求，選用DVP48EHOOR2經(jīng)濟(jīng jì)型PLC控制器(Controller)。該主機同時(shí)具有RS-485通訊口，可以連接臺達VFD變頻器。PLC通過(guò)通訊方式把頻率(frequency)寫(xiě)入變頻器；同時(shí)該PLC支持STL指令，即用來(lái)做順序功能圖（SFC，SequentialFunctionChart）設計語(yǔ)法的指令，方便規劃(設計大工程或作計劃)程序流程，使編程清楚易讀。
　　2.3軟件設計
　　程序(procedure)設計(design)方針是以流程控制程序作為主程序，PLC與變頻器之間的通訊，空壓機組輪換控制，報警(Call the police)事故處理作為子程序。我們把通訊，空壓機組輪換控制及報警事故處理做成標準程序模塊，以增強程序可讀性。
　　2.3.1空壓機組輪換控制子程序(procedure)
　?。?）DD系統(system)初始化（開(kāi)始）。分配4個(gè)Word內存（空壓機(compressor)編號）D11，D12，D13，D14，將4個(gè)Word內容初始化，對應為KM1，KM2，KM3，KM4的狀態(tài)(status)位。將D15定義為故障（fault）位，故障時(shí)，置1.設定D21為移位動(dòng)作標志位，D22為計時(shí)標志位。DD系統初始化（結束）。（2）DD每隔120h執行1次（開(kāi)始）。用循環(huán)移位指令對4個(gè)Word進(jìn)行移位（注意：每次必須移1個(gè)Word）。這樣第1次移位后，數據（data)應該對應于KM2，KM3，KM4，KM1的狀態(tài)，下1次應該是對應于KM3，KM4，KM1，KM2，依此類(lèi)推。DD每隔120h執行1次（結束）。（3）DD每次故障執行1次（開(kāi)始）。將空壓機切換程序執行1次。
　　2.3.2PLC與變頻器通訊子程序
　　通訊主要為實(shí)現控制（control)變頻器（Variable-frequency Drive)的起停和工作頻率的修改，工作頻率初始值已在PLC系統(system)內存儲器中預設。
　?。?）DD系統初始化（開(kāi)始）。昆山空壓機保養在空壓機的進(jìn)、排氣口安裝消聲器或設置消聲坑道以后，氣流噪聲可以降到80db(a)以下，但空壓機的機械噪聲和電機噪聲仍然很高，因此還應在空壓機的機組上安裝隔聲罩。4、懸掛空間吸聲體：在佛山凌格風(fēng)空壓機站，高大空曠的廠(chǎng)房混響很重。昆山空壓機保養主要噪聲源是進(jìn)、排氣口，應選用適宜的進(jìn)排氣消聲器?？諌簷C進(jìn)氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進(jìn)氣消聲器應選用抗性結構或以個(gè)、抗性為主的阻抗復合式結構?？諌簷C的排氣氣壓大，氣流速度高，應在空壓機排氣口使用小孔消聲器1.設定通訊格式MODBUSRTU，19200，8，N；變頻器（Variable-frequency Drive)RS485通訊口格式與PLC通訊格式設為一致。2.判斷(judgment)通訊標志M1127，通訊錯誤對應標志寄存器：M1129，M1140，M1141的on/off狀態(tài)(status)計數，建立通訊可靠聯(lián)接。DD系統初始化（結束）。
　?。?）DD通過(guò)比較c0數值執行通訊（開(kāi)始）。當M0=on時(shí)，MODRDK1H2102K2被執行，PLC讀取VFD-G變頻（frequency conversion)器的主頻率(frequency)及輸出(Output)頻率。頻率以ASCII碼形式存放在D1073~D1076中，并自動(dòng)轉換成16進(jìn)制數存在D1050.，D1051中。當M2=on時(shí)，MODWRK1H2001D2被執行，變頻器主頻隨著(zhù)D2值的給定變化而變化。1次通訊（結束）DD PLC反復對變頻器進(jìn)行數值讀寫(xiě)。
　　3結束語(yǔ)
　　這種主要由PLC，變頻器（Variable-frequency Drive)組成的4臺空壓機組控制系統在實(shí)際應用中具有控制響應實(shí)時(shí)性好，安全性及經(jīng)濟節能性高的優(yōu)點(diǎn)，有效解決了機組單機獨立運行的不可靠，能耗高的問(wèn)題。并且系統構成簡(jiǎn)單，實(shí)施成本低，使得系統維護方便容易，是一種值得在行業(yè)中推廣的技術(shù)方法。