壓縮機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)

　　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(Screw)式空壓機(jī)，型號(hào)(xíng hào)為ML110.原始（Original)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。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)主要噪聲源是進(jìn)、排氣口，應(yīng)選用適宜的進(jìn)排氣消聲器?？諌簷C(jī)進(jìn)氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進(jìn)氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個(gè)、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)?？諌簷C(jī)的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機(jī)排氣口使用小孔消聲器昆山空壓機(jī)維修在啟動(dòng)前，首先啟動(dòng)油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動(dòng)后保證空壓機(jī)各潤滑部件潤滑良好，同時(shí)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(jī)壓縮后的空氣，通過(tōng guò)油氣分離器進(jìn)行分離，經(jīng)過空氣冷卻裝置進(jìn)行冷卻后存入儲(chǔ)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(chǎng)用氣負(fù)荷(load)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(Adjustment)通過儲(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)雖然控制方式簡單，但在實(shí)際運(yùn)行中，存在不少問題：任一在線(Online)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)無法輪休，易造成疲勞運(yùn)行，且備用機(jī)長時(shí)間(time)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)(jīng jì)。昆山空壓機(jī)維修在啟動(dòng)前，首先啟動(dòng)油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動(dòng)后保證空壓機(jī)各潤滑部件潤滑良好，同時(shí)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(jì)(jīng jì)運(yùn)行控制（control)系統(tǒng)的實(shí)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(shí)現(xiàn)空壓機(jī)組的安全(security)經(jīng)濟(jì)(jīng 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(gōng zuò)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(Controller)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（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動(dòng))。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(cycle)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)(compressor)專用型VFD-G變頻器（Variable-frequency Drive)，該變頻器具有獨(dú)特的過載能力（150%60S），內(nèi)置PID反饋功能，能夠節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)及用電量(Electricity)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（control)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)(jīng jì)型PLC控制器(Controller)。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通過通訊方式把頻率(frequency)寫入變頻器；同時(shí)該P(yáng)LC支持STL指令，即用來做順序功能圖（SFC，SequentialFunctionChart）設(shè)計(jì)語法的指令，方便規(guī)劃(設(shè)計(jì)大工程或作計(jì)劃)程序流程，使編程清楚易讀。
　　2.3軟件設(shè)計(jì)
　　程序(procedure)設(shè)計(jì)(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(jī)組輪換控制，報(bào)警(Call the police)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(procedure)
　?。?）DD系統(tǒng)(system)初始化（開始）。分配4個(gè)Word內(nèi)存（空壓機(jī)(compressor)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)(status)位。將D15定義為故障（fault）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)（data)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（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(chǔ)器中預(yù)設(shè)。
　?。?）DD系統(tǒng)初始化（開始）。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)在空壓機(jī)的進(jìn)、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(jī)的機(jī)械噪聲和電機(jī)噪聲仍然很高，因此還應(yīng)在空壓機(jī)的機(jī)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(jī)站，高大空曠的廠房混響很重。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)主要噪聲源是進(jìn)、排氣口，應(yīng)選用適宜的進(jìn)排氣消聲器?？諌簷C(jī)進(jìn)氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進(jìn)氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個(gè)、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)。空壓機(jī)的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機(jī)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(cuò)誤對(duì)應(yīng)標(biāo)志寄存器：M1129，M1140，M1141的on/off狀態(tài)(status)計(jì)數(shù)，建立通訊可靠聯(lián)接。DD系統(tǒng)初始化（結(jié)束）。
　　（2）DD通過比較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（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(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
　　這種主要由PLC，變頻器（Variable-frequency Drive)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，能耗高的問題。并且系統(tǒng)構(gòu)成簡單，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。