引言

    　本文采用西門(mén)子公司的s7-300可編程控制器蚌汁，對(duì)兩臺(tái)柳州柳二空機(jī)械股份有限公司(原柳州第二空氣壓縮機(jī)總廠)生產(chǎn)的zw-3/7型無(wú)油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)及其氣體干燥器進(jìn)行控制斧吐。本控制系統(tǒng)是在原生產(chǎn)線控制基礎(chǔ)上矾缓，進(jìn)行i/o口擴(kuò)展從而達(dá)到空壓機(jī)的控制目的商虐。

1  簡(jiǎn)介 
                     
    　空氣壓縮機(jī)作為氣動(dòng)控制系統(tǒng)的氣源設(shè)備觉阅，其在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定程度和可靠性直接關(guān)系到生產(chǎn)安全性。由于早期的電氣控制多為繼電器線路秘车，長(zhǎng)期運(yùn)行容易老化典勇，從而使靈敏度降低，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)停機(jī)故障叮趴，給正常生產(chǎn)造成影響割笙。采用可編程控制器技術(shù)改造空氣壓縮機(jī)的控制，克服了傳統(tǒng)的純繼電器控制電路的不足丰躺，不僅可以完成對(duì)開(kāi)關(guān)量控制勉惋，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量進(jìn)行控制。滿(mǎn)足了系統(tǒng)對(duì)控制準(zhǔn)確性和安全性的要求肄琉。

2  系統(tǒng)工作過(guò)程
    
 　   2.1 空氣壓縮機(jī)組的工作過(guò)程
                    
   　 在設(shè)備上電開(kāi)機(jī)后丧爸，系統(tǒng)首先對(duì)空縮機(jī)的運(yùn)行條件進(jìn)行檢查，當(dāng)冷卻水壓力洋训、空壓機(jī)曲軸箱油壓滿(mǎn)足要求時(shí)带超，1＃機(jī)啟動(dòng)，2＃機(jī)作為備用妙散，其啟動(dòng)方式均采用y-δ起動(dòng)方式细抠，y-δ起動(dòng)延時(shí)為6秒。起動(dòng)后，儲(chǔ)氣罐開(kāi)始充氣喧丛，在儲(chǔ)氣罐壓力達(dá)到設(shè)定值0.7mpa時(shí)空縮機(jī)進(jìn)氣閥關(guān)閉，機(jī)器空運(yùn)轉(zhuǎn)辰车。當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力下降到0.65mpa時(shí)缔直，進(jìn)氣閥打開(kāi)，再次進(jìn)行充氣博其。由于故障等原因使儲(chǔ)氣罐壓力降到設(shè)定值0.55mpa時(shí)套才，且1#機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，則2#機(jī)起動(dòng)并正常運(yùn)行慕淡，其運(yùn)行原理同1#機(jī)相同背伴，繼續(xù)對(duì)儲(chǔ)氣罐充氣。在儲(chǔ)氣罐壓力降到0.55mpa時(shí)峰髓，且2#機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)傻寂，1＃機(jī)起動(dòng)并正常運(yùn)行。與此同時(shí)携兵，兩臺(tái)機(jī)器的正常運(yùn)行時(shí)間均為12小時(shí)疾掰，也就是說(shuō)，一臺(tái)機(jī)器運(yùn)行到12小時(shí)時(shí)徐紧，無(wú)論其有無(wú)故障静檬，或是儲(chǔ)氣罐壓力是否低于0.55mpa，均要停機(jī)并啟動(dòng)另一臺(tái)機(jī)器并级。
   
   　 2.2 氣體干燥設(shè)備的工作原理
                    
    　兩臺(tái)壓縮機(jī)共用一臺(tái)氣體干燥設(shè)備拂檩。該設(shè)備是采用柳州柳二空機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)的gwu系列無(wú)熱氣體干燥器，其工作原理如圖1所示迈窗。開(kāi)機(jī)后夭蒜，a塔先做吸附運(yùn)行，b塔做再生運(yùn)行女践。在設(shè)定的時(shí)序控制下周矢，進(jìn)氣電磁閥a2打開(kāi)a1、b1盹斟、b2均關(guān)閉沟赏，壓縮空氣經(jīng)a2閥，從底部進(jìn)入a塔焰垄，在向上運(yùn)輸過(guò)程中提钟，氣體中的水分被塔內(nèi)吸附劑吸掉，干燥的氣體通過(guò)梭閥c進(jìn)入儲(chǔ)氣缺罐藐檀，與此同時(shí)锻转，在a2打開(kāi)后，經(jīng)延時(shí)10秒b1打開(kāi)，用b塔中的殘余氣體從上到下運(yùn)動(dòng)稽羔，將吸附劑中的小分從b1閥帶出侍瑟，經(jīng)消聲器排空。其開(kāi)啟的10秒時(shí)間是進(jìn)行b塔脫附工作丙猬。在a2打開(kāi)后延時(shí)十分鐘后b2電磁閥打開(kāi)涨颜，同時(shí)a2閥關(guān)閉，b塔進(jìn)行充氣茧球，十秒后庭瑰，a1閥打開(kāi)，a塔中剩余氣體從上至下經(jīng)a1閥抢埋，從d消聲器排出弹灭，并將a塔中水分帶出，使a塔脫附揪垄，經(jīng)延時(shí)十秒a1閥關(guān)閉穷吮。此時(shí)，由于a塔中的壓力下降福侈，b塔中的壓力上長(zhǎng)酒来，梭閥c將a排氣口關(guān)閉，將b排氣口打開(kāi)肪凛。同理详鲜，在b2閥開(kāi)啟十分鐘后，a2閥打開(kāi)邦霸，b2閥關(guān)閉丹蛀，延時(shí)十秒，b1閥打開(kāi)幕封，使b塔進(jìn)行脫附運(yùn)行春陆。就這樣兩塔交替運(yùn)行，進(jìn)行對(duì)氣體的干燥铁磕。

圖1  空氣壓縮機(jī)組工作原理

3  系統(tǒng)的控制要求
    
    　3.1 空氣壓縮機(jī)的控制要求
                    
　　(1) 開(kāi)機(jī)前按通電源怠写，所有安裝在中控室和現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮，顯示當(dāng)前狀態(tài)剖宪。
    
   【苟鳌（2) 按下起動(dòng)按鈕，空壓機(jī)按y-δ方式起動(dòng)雨晃，進(jìn)氣口電磁閥打開(kāi)伸坑，開(kāi)始給儲(chǔ)氣罐充氣。另外躺刷，在起動(dòng)時(shí)念脯，不要求兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)行狞洋，但可選任意一臺(tái)先運(yùn)行。

  　  (3) 正在運(yùn)行的機(jī)器绿店，運(yùn)行時(shí)間超過(guò)12小時(shí)或故障吉懊，備用機(jī)起動(dòng)，并運(yùn)行惯吕。   

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 　   (4) 在運(yùn)行過(guò)程中惕它，如果發(fā)生水壓、油壓不足废登，立刻停機(jī)，并發(fā)出指示郁惜。
   
　    (5) 按下停止按鈕堡距，停機(jī)。
   
　    3.2 氣體干燥器的控制要
    
  　  氣體干燥器的控制與空壓機(jī)的運(yùn)行同步兆蕉，與空壓機(jī)的電源一并打開(kāi)羽戒，其起動(dòng)受空壓機(jī)的主接觸器的控制。

4  系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    
   　 4.1 系統(tǒng)配置                    
    
 　   本設(shè)計(jì)所選用的是s7-300的標(biāo)準(zhǔn)型cpu虎韵，i/o口選用sm321和sm322數(shù)字量輸入/輸出模塊及sm331模擬量輸入模塊在其三號(hào)擴(kuò)展槽的第二個(gè)sm口上依次進(jìn)行擴(kuò)展巷况。
   
　    4.2 擴(kuò)展單元i/ｏ分配及接線
   
  　  對(duì)西門(mén)子s7-300的擴(kuò)展口進(jìn)行分配，其接i/ｏ口定義如附表所示扣飘。

  　  開(kāi)關(guān)量信號(hào)的采集诵捏，空壓機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)，必須有很好的冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)杀蝌，以避免運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量對(duì)機(jī)器造成損壞罕鞭。所以水壓、油壓是首先要考慮的咖播，采用壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行這些量的采集驴嚣，并連接到其數(shù)字量輸入模塊sm321上，起始地址為100.0-100.3铣佛。模擬量的采集主要是用于測(cè)試儲(chǔ)氣罐的壓力黔巨，以控制空壓機(jī)運(yùn)行。這些量需要用壓力變送器進(jìn)行采集袜晌，并將0-1mpa的壓力轉(zhuǎn)換成4-20ma的電流信號(hào)送到模擬量輸入模塊sm331上预甲，其起始地址為672-687。其硬件接線如圖2所示月腋。

圖2  硬件接線

  　  對(duì)于空壓機(jī)的y-δ起動(dòng)蟀架，雖然在軟件程序設(shè)計(jì)中已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行km2和km3、km5和km6的互鎖榆骚，但為了其運(yùn)行的安全性片拍，所以在硬件連接中再一次對(duì)其進(jìn)行互鎖煌集，確保起動(dòng)時(shí)由于觸點(diǎn)燒蝕或其它故障造成不能斷開(kāi)而產(chǎn)生短路情況。氣體干燥器部分有四個(gè)電磁閥捌省，這四個(gè)閥的在電源接通后苫纤，由ｋｍ1和ｋｍ4進(jìn)行控制，無(wú)論是1＃機(jī)還是2＃一旦起動(dòng)纲缓，氣體干燥器就開(kāi)始工作卷拘，其ａ塔下面的ａ2閥打開(kāi)，a塔先行工作祝高。然后按前述的工作原理進(jìn)行工作栗弟。用ｋｍ1和ｋｍ2控制這一部分能保證氣體干燥器與空壓機(jī)的同步工作。

5  軟件設(shè)計(jì)
    
    　5.1 空壓機(jī)控制
                    
   　 依據(jù)空壓機(jī)的工作原理設(shè)計(jì)其運(yùn)行程序工闺。開(kāi)機(jī)乍赫，檢查其水壓、油壓尾烛，在這些條件滿(mǎn)足時(shí)1#機(jī)起動(dòng)杭恩，并開(kāi)始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在此要注意的是萤考，在運(yùn)動(dòng)中2#機(jī)的起動(dòng)悠拗，由于它一方面要受到定時(shí)器的控制，還要受到儲(chǔ)氣罐的壓力控制乒柳，當(dāng)儲(chǔ)氣罐的壓力低于0.55mpa時(shí)尘是，這說(shuō)明1#機(jī)故障，所以2#機(jī)起動(dòng)汪阱，但是這與1#機(jī)的初始條件相同搭艺，在開(kāi)機(jī)時(shí)，儲(chǔ)氣罐的壓力為0瘟甩，兩臺(tái)機(jī)器都可以運(yùn)行啤兆，因此在這里要求通過(guò)壓力變送器和km1、km4共同對(duì)開(kāi)機(jī)進(jìn)行控制询崇。km1桶棍、km4分別與壓力變送器串接進(jìn)行對(duì)兩臺(tái)機(jī)器的互鎖運(yùn)行控制。其主機(jī)和備用機(jī)的運(yùn)行梯形圖如圖3所示性宏，通過(guò)i672與q108.3控制1#機(jī)起動(dòng)群井，i672與q108.0控制2#機(jī)的起動(dòng)。這樣就使得毫胜，當(dāng)壓力低于設(shè)定值0.55mpa時(shí)书斜，兩臺(tái)機(jī)器不至于同時(shí)起動(dòng)。

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圖3  空壓機(jī)梯形圖

 　   5.2 氣體干燥器系統(tǒng)控制

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圖4  干燥器梯形圖

 　   空壓機(jī)氣體干燥器系統(tǒng)的梯形圖如圖4所示酵使。對(duì)氣體干燥器的控制荐吉，主要依據(jù)兩臺(tái)空壓機(jī)的起動(dòng)情況而定焙糟。作為共用部分，無(wú)論那一臺(tái)機(jī)器起動(dòng)都要求氣體干燥運(yùn)行样屠，因此穿撮，在氣體干燥的梯形圖中不必設(shè)計(jì)起、停按鈕痪欲，而是通過(guò)q108.0和q108.3即1#悦穿、2#機(jī)的km1、km4來(lái)完成其控制业踢。

6  結(jié)束語(yǔ)
                     
   　 本次改造后落怀，在空壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，減少了操作人員到現(xiàn)場(chǎng)的巡回次數(shù)种洛，可以通過(guò)在中控室直接觀察空壓機(jī)的工作狀況竖杂，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的異常情況發(fā)出的報(bào)警信號(hào)，可做出快速反應(yīng)辅及，而不是像以前那樣，等到其它氣動(dòng)控制的設(shè)備出現(xiàn)氣壓不足報(bào)警時(shí)才發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)系統(tǒng)有問(wèn)題桌强。經(jīng)過(guò)這一年多的運(yùn)行朴蛔，除了設(shè)備的機(jī)械故障外，基本上沒(méi)有出現(xiàn)控制上面的問(wèn)題浴营，完全符合設(shè)計(jì)要求盼靠。采用可編程控制器對(duì)空壓機(jī)的控制，使其操作簡(jiǎn)便磁不，而且在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性也進(jìn)一步得到提高曹略。        

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