設(shè)計采用PLC和變頻器實現(xiàn)對螺桿式空氣壓縮機的節(jié)能改造方案录教，經(jīng)分析躬翁，該方案自動化程度高拜轨，節(jié)能效果顯著，實用性好祥得。

1  引  言

空氣壓縮機是一種利用電動機將氣體在壓縮腔內(nèi)進行壓縮并使壓縮的氣體具有一定壓力的設(shè)備兔沃。作為基礎(chǔ)工業(yè)裝備，空壓機在冶金级及、機械制造乒疏、礦山、電力饮焦、紡織善薪、石化、輕紡等幾乎所有的工業(yè)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用甫蚊∮陕鳎空壓機占大型工業(yè)設(shè)備（風機、水泵即贰、鍋爐个懒、空壓機等）耗電量的15%。由于結(jié)構(gòu)原理的原因疲籍，大部分空壓機自身存在著明顯的技術(shù)弱點乌爪。當輸出壓力大于一定值時，自動打開泄載閥谐浆，使異步電動機空轉(zhuǎn)叭静，嚴重浪費能源；異步電動機易頻繁的啟動窥扭、停止给庶，影響電機的使用壽命，壓機工頻啟動電流大逼肯，對電網(wǎng)沖擊大耸黑，電機軸承磨損大桃煎，設(shè)備維護量大；工作條件惡劣大刊，噪音大为迈；自動化程度低，輸出壓力的調(diào)節(jié)是靠人為調(diào)節(jié)閥的開度來實現(xiàn)的缺菌，調(diào)節(jié)速度慢葫辐，波動大，不穩(wěn)定伴郁，精度低耿战。

針對以上存在的問題，設(shè)計采用PLC和變頻器實現(xiàn)對螺桿式空氣壓縮機的節(jié)能改造方案焊傅，經(jīng)分析剂陡，該方案自動化程度高，節(jié)能效果顯著狐胎，實用性好鸭栖。

2 空壓機變頻改造原理

2.1 空壓機的工作原理

螺桿式空壓機的工作原理：空氣經(jīng)空氣過濾器和吸氣調(diào)節(jié)閥而吸入，該調(diào)節(jié)閥主要用于調(diào)節(jié)氣缸粮按、轉(zhuǎn)子及滑片形成的壓縮腔忽浓，陰、陽轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)相對于氣缸里偏心方式運轉(zhuǎn)已转∪饷簦滑片安裝在轉(zhuǎn)子的槽中，并通過離心力將滑片推至氣缸壁剿恬，高效的注油系統(tǒng)能夠確保壓縮機良好的冷卻及潤滑油的最小舒適耗量索击，在氣缸壁上形成的一層薄薄的油膜可以防止金屬部件之間直接接觸而造成磨損。經(jīng)壓縮后的空氣溫度較高铡暂，其中混有一定的油氣邢侵，經(jīng)過油氣分離器進行分離，之后倡油，油氣經(jīng)過油冷卻器冷卻在經(jīng)過油過濾器流回儲油罐版鳞，空氣經(jīng)過氣后冷卻器（空氣冷卻裝置）進行冷卻而進入儲氣罐。

2.2 空壓機變頻節(jié)能原理

螺桿式空壓機基本運行方式是加載栓栋、減載方式程腹。減載時電機空轉(zhuǎn),能源白白的浪費，如果利用變頻器通過改變電機頻率來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速儒拂，變頻控制即通過改變電動機的轉(zhuǎn)速來控制空壓機單位時間的出風量寸潦，從而達到控制管路的壓力，具有明顯的節(jié)能效果社痛。

原理如下：通過壓力變送器測得的管網(wǎng)壓力值與壓力的設(shè)定值相比較见转，得到偏差命雀，經(jīng)PID調(diào)節(jié)器計算出變頻器作用于異步電動機的頻率值。由變頻器輸出的相應(yīng)頻率和幅值的交流電斩箫，在電動機上得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速吏砂。那么空壓機輸出對應(yīng)的壓縮空氣輸出至儲氣罐，使之壓力變化乘客，直到管網(wǎng)壓力與給定壓力值相同狐血。

2.3變頻改造注意事項

(1)空壓機是大轉(zhuǎn)動慣量負載，這種啟動特點很容易引起變頻器在啟動時出現(xiàn)跳過流保護的情況易核，建議采用具有高啟動轉(zhuǎn)矩的無速度矢量變頻器匈织，保證既能實現(xiàn)恒壓供氣的連續(xù)性，又可保證設(shè)備可靠穩(wěn)定的運行耸成。

(2)空壓機不允許長時間在低頻下運行灶昏，空壓機轉(zhuǎn)速過低茬麻，一方面使空壓機穩(wěn)定性變差台泥，另一方面也使缸體潤滑度變差，會加快磨損模譬。所以工作下限應(yīng)不低于20Hz必胜。

(3)建議功率選用比空壓機功率大一等級的變頻器，以免空壓機啟動出現(xiàn)頻繁跳閘的情況啥读。

(4)為了有效的濾除變頻器輸出電流中的高次諧波分量誓梦，減少因高次諧波引起的電磁干擾，建議選用輸出交流電抗器然枫，還可以減少電機運行的噪音夯饲，提高電機的穩(wěn)定性。

(5)設(shè)計的系統(tǒng)應(yīng)具備變頻和工頻兩套控制回路雾诈，確保變頻出現(xiàn)異常跳保護時撑雨，不影響生產(chǎn)。

3  基于PLC的空壓機變頻控制系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)原理設(shè)計

控制系統(tǒng)由以下部分組成：變頻器陶店、可編程控制器戴卜、變頻柜、電抗器琢岩、壓力變送器投剥、震蕩傳感器、接觸器担孔、空氣開關(guān)江锨、電纜、電流表糕篇、電壓表泳桦、按鈕汤徽、互感器等。

基于PLC的變頻控制系統(tǒng)由PLC灸撰、觸摸屏谒府、電源、CPU浮毯、模擬量輸出模塊完疫、開關(guān)量輸入、輸出模塊等組成债蓝。其中采用PLC來實現(xiàn)電氣部分的控制躯饿。包括五部分：起動、運行缚宜、停止犯弯、切換、報警及故障自診斷型圈。

起動：以兩臺電機M1意澡，M2為例，可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇變頻/工頻啟動喜拥。

運行：正常情況蒜丙，電機M1處于變頻調(diào)速狀態(tài)，電動機M2處于停機狀態(tài)∧ɑ叮現(xiàn)場壓力變送器檢測管網(wǎng)出口壓力溯童，并與給定值比較，經(jīng)PID指令運算脉织，得到頻率信號求馋，動動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速達到所需壓力。

停止：按下停止按鈕篙耗，PLC控制所有的接觸器斷開迫筑，變頻器停止工作。

切換：實現(xiàn)M1鹤树，M2工頻铣焊、變頻相互切換。

報警及故障自診斷：空壓機內(nèi)部一般有四個需要監(jiān)測的量：冷卻水壓力監(jiān)測罕伯、潤滑油監(jiān)測曲伊、機體溫度監(jiān)測、儲氣罐壓力監(jiān)測追他。

3.2案例分析

以某廠房空壓機為例坟募。改造前經(jīng)測試參數(shù)如下：電機功率110KW，出口壓力為5.9~6.5MPa邑狸，運行時間為12小時/天懈糯，一年運行320天涤妒，加載時間為15秒，減載時間15秒赚哗；加載電流為190A她紫，減載電流為90A。經(jīng)檢測其節(jié)電率為30%以上妈唯。年節(jié)電量（按30%）計算如下：

W節(jié)電量=12×320×110×30%=1.27×105（kWh）

可見節(jié)電效果明顯泣幼，此外，改造后系統(tǒng)還存在其它優(yōu)點燃悍。首先几垃，減少了機器的噪音。利用PLC和變頻器實現(xiàn)了機器的軟啟動箭瘫、軟停止劈狼，避免了空壓機啟動時對電網(wǎng)的沖擊，減少了對設(shè)備的維修量猩吕。其次艺崔，兩套控制回路可保證系統(tǒng)的正常、安全運行绵捡。最后真王，自動化程度高探九，克服原系統(tǒng)手動調(diào)節(jié)的缺點安揣。

4   結(jié)束語

目前我公司開發(fā)生產(chǎn)的CCAC-M型一體化空壓機專用控制器可配合高性能7200GS系列變頻器組成變頻螺桿式空壓機電氣與驅(qū)動系統(tǒng)，利用PLC和變頻器實現(xiàn)對螺桿式空氣壓縮機實現(xiàn)改造舶衬，改造后系統(tǒng)具有節(jié)約能源埠通，自動化程度高，降低原系統(tǒng)噪音逛犹，減少設(shè)備維修量等優(yōu)點端辱。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享虽画，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責舞蔽，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布码撰、編輯整理上傳渗柿，對此類作品本站僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負責脖岛。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻朵栖、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題柴梆，請第一時間告知陨溅，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容终惑，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn健十。