壓縮機的軟硬件設(shè)計

　　1工藝介紹
　　在北良3期系統(tǒng)中，空壓站內(nèi)裝備有4臺常規(guī)螺桿(Screw)式空壓機，型號(xíng hào)為ML110.原始（Original)設(shè)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(yǎng)主要噪聲源是進、排氣口，應(yīng)選用適宜的進排氣消聲器?？諌簷C進氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)?？諌簷C的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機排氣口使用小孔消聲器昆山空壓機維修在啟動前，首先啟動油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動后保證空壓機各潤滑部件潤滑良好，同時油泵控制系統(tǒng)可通過內(nèi)置的溫控閥來調(diào)節(jié)內(nèi)部油壓和油溫，以滿足系統(tǒng)需要。生產(chǎn)工藝(Technology)為：經(jīng)空壓機壓縮后的空氣，通過(tōng guò)油氣分離器進行分離，經(jīng)過空氣冷卻裝置進行冷卻后存入儲氣罐，再經(jīng)過主管道分送到用氣設(shè)備(shèbèi)。無論生產(chǎn)現(xiàn)場用氣負(fù)荷(load)如何變化，3臺在線運行的空壓機均同時運行，現(xiàn)場設(shè)備的用氣負(fù)荷的調(diào)整(Adjustment)通過儲氣罐及管道擋板調(diào)節(jié)，備用機也僅限于某一在線空壓機故障時投切。
　　當(dāng)前系統(tǒng)雖然控制方式簡單，但在實際運行中，存在不少問題：任一在線(Online)運行空壓機故障時，備用空壓機人為投切方式動作慢，系統(tǒng)及時響應(yīng)性差；3臺在線運行空壓機無法輪休，易造成疲勞運行，且備用機長時間(time)待停，機械或油路等部位極易產(chǎn)生故障，整體系統(tǒng)運行安全系數(shù)低；經(jīng)測算，生產(chǎn)系統(tǒng)額定用氣量（氣壓）時，3臺機器的設(shè)計富裕量約為20%，隨著生產(chǎn)用氣負(fù)荷的變化，富裕量幅度有所增加，這部分能量通過儲氣罐的調(diào)節(jié)閥或管路擋板損失掉，造成系統(tǒng)運行不經(jīng)濟(jīng jì)。昆山空壓機維修在啟動前，首先啟動油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動后保證空壓機各潤滑部件潤滑良好，同時油泵控制系統(tǒng)可通過內(nèi)置的溫控閥來調(diào)節(jié)內(nèi)部油壓和油溫，以滿足系統(tǒng)需要。
　　2安全經(jīng)濟(jīng jì)運行控制（control)系統(tǒng)的實現(xiàn)
　　2.1控制系統(tǒng)的組成
　　原有系統(tǒng)(system)的弊端，可以通過(tōng guò)采用PLC和變頻控制（control)技術(shù)(technology)的集控系統(tǒng)加以規(guī)避，并實現(xiàn)空壓機組的安全(security)經(jīng)濟(jīng jì)運行。控制系統(tǒng)主要由1臺主控PLC和1臺變頻器組成。系統(tǒng)工作(gōng zuò)原理為：4臺空壓機組成空壓機組集中規(guī)劃由1個PLC控制器(Controller)進行控制，保持3臺在線運行，其中1臺由PLC進行調(diào)速控制，另1臺待機備用。PLC采集主供氣管道壓力信號，進行計算，比較，控制調(diào)速空壓機，對其進行壓力，加卸載控制，維持系統(tǒng)出力穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)。同時，計算4臺空壓機的運行時間，自動投切輪換，實現(xiàn)4臺空壓機周期(cycle)循環(huán)運行。
　　2.2硬件設(shè)計
　　2.2.1變頻器
　　選用DELTA塑膠/空壓機(compressor)專用型VFD-G變頻器（Variable-frequency Drive)，該變頻器具有獨特的過載能力（150%60S），內(nèi)置PID反饋功能，能夠節(jié)能運轉(zhuǎn)及用電量(Electricity)記錄等功能。特別是該變頻器"轉(zhuǎn)矩增益補償"；"轉(zhuǎn)差增益補償"和較高的"加速中過電流失速防止"功能，滿足了項目調(diào)速空壓機負(fù)荷變化隨動的要求?！　?　　2.2.2PLC可編程控制（control)器
　　根據(jù)機組集中控制功能并結(jié)合I/O的需求，選用DVP48EHOOR2經(jīng)濟(jīng jì)型PLC控制器(Controller)。該主機同時具有RS-485通訊口，可以連接臺達(dá)VFD變頻器。PLC通過通訊方式把頻率(frequency)寫入變頻器；同時該PLC支持STL指令，即用來做順序功能圖（SFC，SequentialFunctionChart）設(shè)計語法的指令，方便規(guī)劃(設(shè)計大工程或作計劃)程序流程，使編程清楚易讀。
　　2.3軟件設(shè)計
　　程序(procedure)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)(system)初始化（開始）。分配4個Word內(nèi)存（空壓機(compressor)編號）D11，D12，D13，D14，將4個Word內(nèi)容初始化，對應(yīng)為KM1，KM2，KM3，KM4的狀態(tài)(status)位。將D15定義為故障（fault）位，故障時，置1.設(shè)定D21為移位動作標(biāo)志位，D22為計時標(biāo)志位。DD系統(tǒng)初始化（結(jié)束）。（2）DD每隔120h執(zhí)行1次（開始）。用循環(huán)移位指令對4個Word進行移位（注意：每次必須移1個Word）。這樣第1次移位后，數(shù)據(jù)（data)應(yīng)該對應(yīng)于KM2，KM3，KM4，KM1的狀態(tài)，下1次應(yīng)該是對應(yīng)于KM3，KM4，KM1，KM2，依此類推。DD每隔120h執(zhí)行1次（結(jié)束）。（3）DD每次故障執(zhí)行1次（開始）。將空壓機切換程序執(zhí)行1次。
　　2.3.2PLC與變頻器通訊子程序
　　通訊主要為實現(xiàn)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(tǒng)(system)內(nèi)存儲器中預(yù)設(shè)。
　?。?）DD系統(tǒng)初始化（開始）。昆山空壓機保養(yǎng)在空壓機的進、排氣口安裝消聲器或設(shè)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(yīng)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，高大空曠的廠房混響很重。昆山空壓機保養(yǎng)主要噪聲源是進、排氣口，應(yīng)選用適宜的進排氣消聲器?？諌簷C進氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)?？諌簷C的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機排氣口使用小孔消聲器1.設(shè)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(shè)為一致。2.判斷(judgment)通訊標(biāo)志M1127，通訊錯誤對應(yīng)標(biāo)志寄存器：M1129，M1140，M1141的on/off狀態(tài)(status)計數(shù)，建立通訊可靠聯(lián)接。DD系統(tǒng)初始化（結(jié)束）。
　?。?）DD通過比較c0數(shù)值執(zhí)行通訊（開始）。當(dāng)M0=on時，MODRDK1H2102K2被執(zhí)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，并自動轉(zhuǎn)換成16進制數(shù)存在D1050.，D1051中。當(dāng)M2=on時，MODWRK1H2001D2被執(zhí)行，變頻器主頻隨著D2值的給定變化而變化。1次通訊（結(jié)束）DD PLC反復(fù)對變頻器進行數(shù)值讀寫。
　　3結(jié)束語
　　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(tǒng)在實際應(yīng)用中具有控制響應(yīng)實時性好，安全性及經(jīng)濟節(jié)能性高的優(yōu)點，有效解決了機組單機獨立運行的不可靠，能耗高的問題。并且系統(tǒng)構(gòu)成簡單，實施成本低，使得系統(tǒng)維護方便容易，是一種值得在行業(yè)中推廣的技術(shù)方法。