淺談空壓站控制系統設計與實(shí)現的論文

　　1 項目介紹

　　目前我司空壓站有9 臺壓縮機組，8 臺冷干機，空壓機作為氣動(dòng)控制系統的氣源設備，其在運行過(guò)程中的穩定程度和可靠性直接關(guān)系到生產(chǎn)安全性，壓縮機組自投產(chǎn)以來(lái)，機組啟�？刂坪瓦\行狀況一直是通過(guò)現場(chǎng)操作和定時(shí)巡檢記錄來(lái)完成。隨著(zhù)公司產(chǎn)能擴大，用氣需求量增加使在線(xiàn)運行機組數量也隨之增加，各機組檢測信號量大，完全靠單一現場(chǎng)控制和點(diǎn)巡檢不能有效保障機組穩定安全運行，所以需對空壓站進(jìn)行自動(dòng)化改造，空壓站控制系統設計過(guò)程中通訊方式廣泛應用，提高了系統的自動(dòng)化水平、穩定性和可靠性，系統改造后既可以保障機組的穩定運行，又可以減少人力、設備投入，從而節約生產(chǎn)成本和人工成本�？諌赫究刂葡到y改造中采用西門(mén)子S7-400 和S7-200 相結合控制，機組的運行以L(fǎng)CD 為監視和控制中心，實(shí)現空壓站內相關(guān)設備的集中控制。

　　2 控制系統設計與實(shí)現

　　2.1 系統網(wǎng)絡(luò )結構圖

　　此控制系統主控PLC 柜設置在電氣室內;4 臺英格索蘭空壓機組和2 臺阿特拉斯壓縮機組分別配置一套西門(mén)子200PLC 控制器，設置在其機組柜內;3 臺優(yōu)耐特斯壓縮機組原自帶西門(mén)子200PLC 控制器;另外新增4 個(gè)I/O 遠程站，I/O 遠程站內設置ET200 從站，相鄰2 臺冷干機共用一個(gè)I/O 遠程站，8 臺冷干機壓力、溫度等信號通過(guò)儀表電纜采集至I/O 遠程站，所有的200PLC 控制站及ET200 從站通過(guò)Profibus-DP 與400PLC 通信。

　　2.2 控制系統的功能與設計

　　整套系統設備主要分成三大塊：一是空壓機機組內部設備，主要是空壓機啟停、加卸載控制及檢測信號的采集、連鎖控制;二是冷干機，其控制比較簡(jiǎn)單，主要是壓力、溫度檢測點(diǎn)的采集;三是冷卻塔及循環(huán)水泵，其所有信號直接采集至3#I/O 從站，由主PLC 直接控制�？諌赫究刂葡到y的重點(diǎn)和難點(diǎn)是空壓機的控制，所以下面主要介紹空壓機控制系統，此控制系統選用西門(mén)子S7-400 控制器作為控制核心，與上位機通訊則采用工業(yè)以太網(wǎng)。

　　2.2.1 控制系統主要功能特點(diǎn)

　　(1)能夠自動(dòng)采集、顯示空壓機的各種運行參數，控制壓風(fēng)機運行。

　　(2)能夠根據檢測到的信號判斷壓風(fēng)機的工作情況，故障時(shí)能及時(shí)發(fā)出報警信號，并根據故障類(lèi)型停止壓風(fēng)機。

　　(3)具有啟動(dòng)、停止、正常停車(chē)、故障停車(chē)、緊急停車(chē)、保護及故障報警等功能

　　(4)具有多種控制方式自動(dòng)集控方式：PLC 根據設定的工作時(shí)間和工作壓力值、對運行中的空壓機進(jìn)行加載、卸荷就地控制方式：通過(guò)現場(chǎng)空壓機組上的觸摸屏按鈕控制每臺空壓機的啟動(dòng)、停機、加載、卸載。

　　(5)實(shí)現自動(dòng)恒壓供風(fēng)

　　在自動(dòng)集控工作方式時(shí)，系統根據設定的供氣壓力值，自動(dòng)控制卸荷或加載。當壓力值當風(fēng)壓達到設定值時(shí)，自動(dòng)停機(卸荷);風(fēng)壓降到低值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉卸荷閥。

　　(6)安全可靠的報警保護

　　每臺空壓機均需具有：排氣壓力超限、排氣超溫、潤滑油超溫、主電機超載、冷卻風(fēng)機超載、電機繞組超溫、空濾壓差報警等保護功能

　　2.2.2200PLC 控制系統設計

　　空壓機系統中涉及3 種不同空壓機， 所以其控制方式也有不同，這里主要介紹英格索蘭空壓機，因其均配置獨立的200PLC, 所以其主要的控制功能和信號采集、轉換均通過(guò)200PLC 實(shí)現，下面主要介紹200PLC 的程序設計。

　　2.2.3 英格索蘭空壓機啟動(dòng)控制設計與實(shí)現

　　其中，V98.6：空壓機停機與再次啟動(dòng)需滿(mǎn)足一定的間隔時(shí)間;M5.0：;T37：系統上電初始化延時(shí)3S 后才能啟動(dòng)空壓機;M10.3：現場(chǎng)觸摸屏畫(huà)面啟動(dòng)信號;V99.3：遠程人機界面啟動(dòng)信號;系統上電初始化3S 在沒(méi)有故障并壓力條件符合且滿(mǎn)足再次啟動(dòng)所需間隔時(shí)間的情況下由觸摸屏畫(huà)面或者人機界面點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕即可啟動(dòng)空壓機。

　　3 人機界面的設計

　　使用Wincc6.2 版本，采用了基于MicrosoftSQLServer2005的歸檔系統，組態(tài)的運行時(shí)腳本VBScript，具有較強數據壓縮，集成輸出(備份)功能的長(cháng)期數據歸檔和友好的用戶(hù)二次開(kāi)發(fā)。整齊美觀(guān)的人性化界面，為操作人員提供數據參考、操作，同時(shí)減輕視覺(jué)疲勞。

　　清晰顯示英格索蘭空壓機系統的流程圖及其壓力、溫度等信號，點(diǎn)擊圖3 中的1# 空壓機，彈出圖4 所示的畫(huà)面，這個(gè)小畫(huà)面主要是控制控制空壓機的啟動(dòng)、停止、加載、卸載、急停。

　　3.1 空壓機的啟動(dòng)

　　(1)接通電源，電源正常信號，按下啟動(dòng)按鈕，電機在“Y”型連接狀態(tài)下啟動(dòng)運行，經(jīng)延時(shí)10 - 20 秒后，由“Y”型轉“△”正常運行。

　　(2)電機在“△”正常運行時(shí)，電磁閥才滯后得電，從而關(guān)閉放空，進(jìn)入負載運行工作狀態(tài)，壓縮空氣才在油氣分離器中進(jìn)一步地建立起壓力。

　　3.2 空壓機的停止

　　(1)正常停機時(shí)，按下停機按鈕，壓縮機將自動(dòng)卸載，延時(shí)20 - 30 秒鐘后，即壓力降至0.1MPa 左右時(shí)機組停機。

　　(2)當運行中出現異常情況, 方可人工按下“緊急停機”按鈕, 實(shí)行緊急停機。

　　4 結語(yǔ)

　　本次改造后，在空壓機在運行過(guò)程中，減少了操作人員到現場(chǎng)的巡回次數，可以通過(guò)在中控室直接了解空壓機的工作狀況，對現場(chǎng)出現的異常情況發(fā)出的報警信號，可做出快速反應，另外采用可編程控制器對空壓機進(jìn)行控制，使其操作簡(jiǎn)便，并能充分發(fā)揮出各臺空壓機的性能，使系統在保證供氣質(zhì)量的前提下，實(shí)現最大限度的節能運行，同時(shí)設備有完善的故障判斷、顯示、記憶功能，可為操作人員迅速排除故障提供方便，系統的輸出數據完整、精確，極大的方便了日常的數據管理，而且在運行過(guò)程中的安全性和穩定性也進(jìn)一步得到提高。

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