空氣系統(tǒng)自動控制的必要性

　　應(yīng)用在天紡?fù)顿Y控股有限公司棉紡一工廠的空壓站，安裝有4臺70M3/min 4臺财忽，53M3/min 4臺倘核，48M3/min 2臺，43M3/min 4臺離心式空壓機(jī)和1臺42.5M3/min螺桿式空壓機(jī)怎窿，配有相應(yīng)處理量的冷凍式干燥器侧缔。空壓機(jī)設(shè)備自身帶有的CMC控制器喻透，能夠自動控制和保護(hù)主機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)寒淌，自動提示工作信息，具有故障報警和保護(hù)停機(jī)功能，能自動根據(jù)用氣量的大小加載或卸載蚜遥，并配有LCD顯示屏供現(xiàn)場觀察各工藝參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)辱闺，具有RS422/485通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場控制室計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的完整連接瘦镶。

　　目前乘占，空壓站的自控系統(tǒng)通過西門子S7-300可編程控制器，將部分空壓機(jī)的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)通過RS422/485通訊接口采集進(jìn)PLC控制系統(tǒng)澳坟，并將數(shù)據(jù)傳送到現(xiàn)場控制室計算機(jī)上進(jìn)行顯示笔畜，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表。但是沒有對空壓機(jī)進(jìn)行控制孤殿。

　　空壓機(jī)設(shè)備自帶的CMC控制器已經(jīng)能很好的控制單臺空壓機(jī)呐粘，但是不具備對空壓系統(tǒng)的整體調(diào)控能力。在空壓系統(tǒng)中转捕，相對單臺空壓機(jī)的調(diào)整作岖，空壓系統(tǒng)的整體自動調(diào)控具有更重要的意義：

　　■ 單臺空壓機(jī)無法保證空壓系統(tǒng)整體供氣壓力的穩(wěn)定，而空壓系統(tǒng)的整體自控可以有效保持系統(tǒng)內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定五芝。
　　■ 整體的負(fù)載平衡痘儡，減少排氣放空，可以節(jié)約更多的能源枢步，節(jié)省人力成本沉删。
　　■ 可以實(shí)現(xiàn)無人操作，根據(jù)實(shí)際需要自動開機(jī)或加載空壓機(jī)以保持系統(tǒng)壓力醉途。
　　■ 可以定時間斷地記錄空壓機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)和報警矾瑰，如跳車、喘振隘擎、通訊故障殴穴、壓力等。

　　在已有的PLC系統(tǒng)中货葬，沒有實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)的整體調(diào)控功能掷膛。由于空壓機(jī)自帶的CMC控制器提供了RS422/485通訊接口，所有的數(shù)據(jù)采集和控制功能都通過通訊接口來實(shí)現(xiàn)共撰，對比原有的控制系統(tǒng)址靶，不需要增加硬件設(shè)備的投資，只需要改進(jìn)和增加控制軟件即可實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)的整體控制瘫碾。

　　除空壓機(jī)設(shè)備外乔盹，還可以將與空壓機(jī)配套的冷凍式干燥器集成到RS422/485網(wǎng)絡(luò)中來，實(shí)現(xiàn)空壓供氣設(shè)備的全面自控奴爷。

　　空壓站其他系統(tǒng)的自動控制

　　除空壓供氣系統(tǒng)外叨剧，空壓站的其他系統(tǒng)也需要進(jìn)行自動控制配籽，如水循環(huán)冷卻系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的控制方法與空壓供氣系統(tǒng)不同秩旬，主要是采用傳統(tǒng)控制模式飞席。使用儀表采集需要的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析運(yùn)算后淘客，輸出控制信號給執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制村秒。

　　自動控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　■ 操作簡單，可以實(shí)現(xiàn)無人值守着饥；
　　■ 良好的實(shí)時調(diào)節(jié)犀农，防止了人為因素滯后；
　　■ 具有高可靠性宰掉；
　　■ 減輕工作人員負(fù)擔(dān)呵哨；
　　■ 節(jié)省人力成本。

　　需要控制的參數(shù)和可能的控制方式

　　空壓站需要的控制需求轨奄；⑴高孟害、低壓供氣壓力控制（機(jī)組自動開停控制）挪拟； ⑵系統(tǒng)自動排水控制挨务； ⑶循環(huán)水液位控制和自動加藥控制； ⑷所需壓縮空氣溫度玉组、循環(huán)水溫度等參數(shù)控制等等谎柄。

　　空壓系統(tǒng)的整體自動調(diào)控一般可以使用以下2種方法之一來實(shí)現(xiàn)：

　　⑴采用PLC系統(tǒng)進(jìn)行通訊和控制球切。

　」仁摹⑵可以采用英格索蘭公司或自己編制的控制軟件绒障。

　　第一種方法可靠性高晃烟，適用于工業(yè)控制系統(tǒng)。當(dāng)監(jiān)控計算機(jī)出現(xiàn)故障時场恬，PLC還可以按照設(shè)定的程序進(jìn)行自動控制翠柄。

　　第二種方法是通過控制系統(tǒng)的計算機(jī)進(jìn)行單獨(dú)的分析運(yùn)算進(jìn)行控制，它具有較好的靈活性吝寒，但缺點(diǎn)是如果出現(xiàn)如計算機(jī)死機(jī)等故障時皿完，有可能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。好在計算機(jī)的一般恢復(fù)往往不需要太多的時間办煞。

　　除空壓供氣系統(tǒng)自控外狈馏，空壓站可與制冷站、熱力站系統(tǒng)一起建立設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)害恋，實(shí)現(xiàn)集中控制缘说，或與工廠控制中心聯(lián)網(wǎng)，由控制中心的控制器實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)真正的無人值守劣零。

　　系統(tǒng)構(gòu)成

　　對于以上討論钟助，如果需要實(shí)現(xiàn)空壓站的整體自控，又許多成熟PLC自控系統(tǒng)可以選用掏秩，現(xiàn)以ZH公司的PLC自控系統(tǒng)為例或舞。

　　該自控系統(tǒng)選用西門子S7-300系列可編程控制器，帶有RS422/485網(wǎng)絡(luò)接口蒙幻，支持MODBUS等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議映凳。該系統(tǒng)可以采用專用工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)施遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)「松罚空壓站自控設(shè)備可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況和各設(shè)備的特點(diǎn)魏宽，以及可能存在的問題，綜合各方面因素后確立分級控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方案决乎，如圖1所示队询。

　　■ 硬件配置

　　現(xiàn)場儀表，受控設(shè)備构诚、執(zhí)行器蚌斩、帶有串行通訊接口的設(shè)備（如空壓機(jī)，冷干機(jī)等）范嘱，PLC和監(jiān)控計算機(jī)送膳。

　　■ 軟件功能

　　選用專用的工業(yè)組態(tài)軟件（如WINCC或iFIX）用來監(jiān)視和操作整個生產(chǎn)過程，為控制系統(tǒng)提供通訊斤间、顯示及報表管理等功能穆烹，各設(shè)備控制器自成一子系統(tǒng)，其應(yīng)用程序功能包括：信息采集稿棚，設(shè)備控制败何，故障報警，連鎖保護(hù)采缎，以及數(shù)據(jù)處理和通信傳輸诺骏。

　　在系統(tǒng)實(shí)施過程中，還可引入故障檢測和故障診斷的處理程序敌菩，能夠提高系統(tǒng)的智能化程度基恩，有利于進(jìn)一步改善自控系統(tǒng)的有效性和可靠性，通過優(yōu)化調(diào)度策略疏拱，軟件連鎖保護(hù)等自動控制功能模式的應(yīng)用斤杏，有望將自動化水平提升到更高層次，可以為確定空壓機(jī)設(shè)備狀態(tài)檢修點(diǎn)提供依據(jù)榕每，并由此獲得更大的效益腹呀。

　　結(jié)論

　　總之通過自動化控制可以克服由于人為因素造成的調(diào)節(jié)滯后等不利因素宫屠，減少運(yùn)行參數(shù)的波動，達(dá)到減少用工和節(jié)約能源的目的滑蚯。對于提升天紡控股有限公司的整體技術(shù)水平是相當(dāng)重要的浪蹂。

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