1工藝介紹

　　在北良3期系統(tǒng)中，空壓站內(nèi)裝備有4臺(tái)常規(guī)螺桿式空壓機(jī)，型號(hào)為ML110.原始設(shè)計(jì)為4臺(tái)空壓機(jī)分別獨(dú)立運(yùn)行，工作方式為三用一備。生產(chǎn)工藝為：經(jīng)空壓機(jī)壓縮后的空氣，通過(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(chǔ)氣罐，再經(jīng)過(guò)主管道分送到用氣設(shè)備。無(wú)論生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用氣負(fù)荷如何變化，3臺(tái)在線運(yùn)行的空壓機(jī)均同時(shí)運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的用氣負(fù)荷的調(diào)整通過(guò)儲(chǔ)氣罐及管道擋板調(diào)節(jié)，備用機(jī)也僅限于某一在線空壓機(jī)故障時(shí)投切。

　　當(dāng)前系統(tǒng)雖然控制方式簡(jiǎn)單，但在實(shí)際運(yùn)行中，存在不少問(wèn)題：任一在線運(yùn)行空壓機(jī)故障時(shí)，備用空壓機(jī)人為投切方式動(dòng)作慢，系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)性差；3臺(tái)在線運(yùn)行空壓機(jī)無(wú)法輪休，易造成疲勞運(yùn)行，且備用機(jī)長(zhǎng)時(shí)間待停，機(jī)械或油路等部位極易產(chǎn)生故障，整體系統(tǒng)運(yùn)行安全系數(shù)低；經(jīng)測(cè)算，生產(chǎn)系統(tǒng)額定用氣量（氣壓）時(shí)，3臺(tái)機(jī)器的設(shè)計(jì)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(guò)儲(chǔ)氣罐的調(diào)節(jié)閥或管路擋板損失掉，造成系統(tǒng)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。

　　2安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　2.1控制系統(tǒng)的組成

　　原有系統(tǒng)的弊端，可以通過(guò)采用PLC和變頻控制技術(shù)的集控系統(tǒng)加以規(guī)避，并實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。控制系統(tǒng)主要由1臺(tái)主控PLC和1臺(tái)變頻器組成。系統(tǒng)工作原理為：4臺(tái)空壓機(jī)組成空壓機(jī)組集中規(guī)劃由1個(gè)PLC控制器進(jìn)行控制，保持3臺(tái)在線運(yùn)行，其中1臺(tái)由PLC進(jìn)行調(diào)速控制，另1臺(tái)待機(jī)備用。PLC采集主供氣管道壓力信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算，比較，控制調(diào)速空壓機(jī)，對(duì)其進(jìn)行壓力，加卸載控制，維持系統(tǒng)出力穩(wěn)定。同時(shí)，計(jì)算4臺(tái)空壓機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)投切輪換，實(shí)現(xiàn)4臺(tái)空壓機(jī)周期循環(huán)運(yùn)行。

　　2.2硬件設(shè)計(jì)

　　2.2.1變頻器

　　選用DELTA塑膠/空壓機(jī)專用型VFD-G變頻器，該變頻器具有獨(dú)特的過(guò)載能力（150%60S），內(nèi)置PID反饋功能，能夠節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)及用電量記錄等功能。特別是該變頻器"轉(zhuǎn)矩增益補(bǔ)償"，"轉(zhuǎn)差增益補(bǔ)償"和較高的"加速中過(guò)電流失速防止"功能，滿足了項(xiàng)目調(diào)速空壓機(jī)負(fù)荷變化隨動(dòng)的要求?！　?　　2.2.2PLC可編程控制器

　　根據(jù)機(jī)組集中控制功能并結(jié)合I/O的需求，選用DVP48EHOOR2經(jīng)濟(jì)型PLC控制器。該主機(jī)同時(shí)具有RS-485通訊口，可以連接臺(tái)達(dá)VFD變頻器。PLC通過(guò)通訊方式把頻率寫入變頻器；同時(shí)該P(yáng)LC支持STL指令，即用來(lái)做順序功能圖（SFC，SequentialFunctionChart）設(shè)計(jì)語(yǔ)法的指令，方便規(guī)劃程序流程，使編程清楚易讀。

　　2.3軟件設(shè)計(jì)

　　程序設(shè)計(jì)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(jī)組輪換控制，報(bào)警事故處理作為子程序。我們把通訊，空壓機(jī)組輪換控制及報(bào)警事故處理做成標(biāo)準(zhǔn)程序模塊，以增強(qiáng)程序可讀性。

　　2.3.1空壓機(jī)組輪換控制子程序

　　（1）DD系統(tǒng)初始化（開始）。分配4個(gè)Word內(nèi)存（空壓機(jī)編號(hào)）D11，D12，D13，D14，將4個(gè)Word內(nèi)容初始化，對(duì)應(yīng)為KM1，KM2，KM3，KM4的狀態(tài)位。將D15定義為故障位，故障時(shí)，置1.設(shè)定D21為移位動(dòng)作標(biāo)志位，D22為計(jì)時(shí)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(duì)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(shù)據(jù)應(yīng)該對(duì)應(yīng)于KM2，KM3，KM4，KM1的狀態(tài)，下1次應(yīng)該是對(duì)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(jī)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(shí)現(xiàn)控制變頻器的起停和工作頻率的修改，工作頻率初始值已在PLC系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)器中預(yù)設(shè)。

　?。?）DD系統(tǒng)初始化（開始）。1.設(shè)定通訊格式MODBUSRTU，19200，8，N；變頻器RS485通訊口格式與PLC通訊格式設(shè)為一致。2.判斷通訊標(biāo)志M1127，通訊錯(cuò)誤對(duì)應(yīng)標(biāo)志寄存器：M1129，M1140，M1141的on/off狀態(tài)計(jì)數(shù)，建立通訊可靠聯(lián)接。DD系統(tǒng)初始化（結(jié)束）。

　?。?）DD通過(guò)比較c0數(shù)值執(zhí)行通訊（開始）。當(dāng)M0=on時(shí)，MODRDK1H2102K2被執(zhí)行，PLC讀取VFD-G變頻器的主頻率及輸出頻率。頻率以ASCII碼形式存放在D1073~D1076中，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制數(shù)存在D1050.，D1051中。當(dāng)M2=on時(shí)，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(duì)變頻器進(jìn)行數(shù)值讀寫。

　　3結(jié)束語(yǔ)

　　這種主要由PLC，變頻器組成的4臺(tái)空壓機(jī)組控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有控制響應(yīng)實(shí)時(shí)性好，安全性及經(jīng)濟(jì)節(jié)能性高的優(yōu)點(diǎn)，有效解決了機(jī)組單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行的不可靠，能耗高的問(wèn)題。并且系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，實(shí)施成本低，使得系統(tǒng)維護(hù)方便容易，是一種值得在行業(yè)中推廣的技術(shù)方法。