内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司世林化工分公司 内蒙古 017300
摘要：随着科学技术的发展，我国的PLC技术有了很大进展，并在空压机控制中得到了广泛的应用。空压机在目前的生产实践过程中起到了不可忽视的重要应用，注重空压机的科学和有效使用，对空压机自身的价值实现与生产综合效益上的提升起到了至关重要的作用。从当前的实际情况分析，空压机自身的工作效果与综合自动控制系统实际的运行之间有着非常明显的联系，因此本文针对西门子PLC在空压机控制上的应用进行相关分析与总结。
关键词：螺杆空压机；西门子PLC；应用
引言
空气压缩机（空压机）对过滤后的空气进行压缩、冷却，为风动、气动设备提供恒定动力源。空压机系统是一个时变、分线性的复杂系统，保证系统压力恒定是关键，也是难点。早期采用继电器＋传统逻辑控制的方法对空压机系统进行控制，难以达到理想效果，输出的压缩空气压力值不稳定。空压机运行的特点是随着压力的变化，会处于轻载、满载交替运行的状态，即当压缩后的空气压力值达到设定压力值的上限时，关闭进气阀，压缩机轻载运行；当压缩后的空气压力值达到设定压力值的下限时，打开进气阀，压缩机满载运行。
1空压机站智能控制系统概述
在电厂中，多数以燃油为主的电厂都会通过蒸汽锅炉活塞为发电的驱动力，高压蒸汽产生于锅炉之中，之后驱动叶轮机，带动发电机发电。燃煤燃油之后产生大量飞灰尘，需要有效的除灰系统。当锅炉壁面附着大量灰尘的时候，对锅炉的热传导产生阻碍作用。虽然当今蒸汽已成为除灰系统最主要的选择，但是空压机站在发电厂的应用也发挥了举足轻重的作用。例如，一个典型的2×25MW叶轮发电机需要一个1491kW多级离心式空压机来提供170m3/m，22bar的除灰用气。电厂能否获得经济效益以及获得多大的经济效益，由空压机的工作效率决定。在空压机站的控制系统中，螺杆空压机没有实现远程控制，而活塞空压机在自耦降压过程中，需要消耗巨大的能量，同时极易对控制系统产生不利影响。在传统的监控操作系统中，以上空压机的操作均为人工操作，需要24h不断更替人员保持机器的运行，人工操作导致工作效率极低，且采集的数据误差较大，人工操作已经越来越难以满足企业生产的需要。应用西门子PLC智能控制系统对空压机站进行优化，不仅提高了生产效率，使采集到的数据更加准确，更能有效利用资源，使生产效率达到最大化。
2基于西门子PLC系统的空压机控制
2.1螺杆空压机的基本工作原理
螺杆压缩机属于一种容积式的气体压缩机，其工作的容积进行旋转运动。气体压缩主要是运用体积变化去完成构建的，体积产生的变化主要是通过压缩机中的一对转子于机匣之内进行旋转运动去完成构建的。在压缩机本体里，一对互相啮合的螺旋转子同时联布局，在螺距圆外有凸齿的转子通常我们将其称之为马达或者是将其称之为外螺纹。其被安装在压缩机本体的两侧，分别开启固定形状和尺寸的开口。一个主要是做吸气用，因此叫做主翼；另一个用作排气，因此也被称作排气口。当主旋翼和从旋翼其沟槽空间降低进气端壁的开口的时候，空间就会变小，内部的空气则会洋溢在其中。但是如果转子的进气口侧端面自机匣的进气口在转出的时候，其与主转子和从转子彼此之间的沟道间的空气则会被关闭，完工传输过程。传输进行完成之后，伴随着转子角度产生的变化和运动情况其自身会呈现出螺旋状，改通过主转子和从转子峰值以及机匣出现的闭合体积不断的提升，因此也将其称之为“传输过程”。
在实际进行传输的过程里，体积会持续不断的提高，气体也会快速的完成传输，其产生的压力不断降低的同时温度也会随之提升，其外，其使用的润滑油因为流到了压缩室的压差，从而能够完成所需要的传输，同时还能够降低容器中润滑剂的温度。在其关闭的时候其转子转动套管的排气口和传输空气起电弧，直到匹配齿轮其表面的峰值和槽排气端表面行进，并且沟槽的空间处于零，全部完成后也就完成了整体的气体传输过程。
2.2软件设计
在软件设计中，分为主程序、参数设定子程序、系统启动子程序、ＰＩＤ控制子程序、故障监测子程序、故障处理子程序以及停机子程序７个部分。参数设定子程序用于设定系统参数，如目标空气压力值、压力上限值、电机温度上限值等。系统启动子程序控制电气系统接触器、断路器、继电器等的闭合和断开，进而启动系统。故障检测子程序和故障处理子程序用于故障的检测和处理，系统在运行过程中，通过软件检测故障的发生，一旦检测到有故障发生，则运行故障处理子程序，对发生的故障进行报警、显示，并给出基本的处理故障的方法。停机子程序用于控制系统停机过程，按照逻辑将接触器／断路器打开或关闭。首先完成系统的初始化过程，延时2ｓ切断限流电阻。控制系统的ＨＭＩ人机界面显示待机画面。判断是否需要设定参数，如果需要，则进行参数设定子程序，完成后转入显示待机画面。如果不需要设定参数，则判断是否按键待机。如果是，则进入系统启动子程序，顺序完成电流、温度的检测、保护和显示，完成压力检测与显示。如果检测到的压力值大于设定压力的上限值，则进行温度、压力值的显示。如果检测到的压力值小于设定压力的上限值，则进入ＰＩＤ控制子程序和故障监测子程序。如果有故障，则进入故障处理子程序；如果没有故障，则判断是否按键停机，进入停机子程序或者系统启动子程序过程。
2.3空压机站智能控制系统硬件设计
在电厂除灰系统中，分为厂内厂外两部分，厂内设备主要负责排灰排渣、输送灰渣，厂外设备主要负责长距离的输送灰渣以及贮灰回收等。空压机站在排灰排渣的过程中提供必要的动力支持。空压机站智能控制系统中的硬件设施，由5台监控分柜与1台监控主柜组成。监控主柜是整个智能控制系统的硬件核心所在，它管理系统的有效信息，各用户利用触摸屏进行信息的交流，监控主柜对各个监控分柜进行控制管理，同时对分柜的运行进行监管。在监控主柜利用触摸屏对监控分柜进行管理的时候，需要对各个分柜按顺序依次进行访问。由于空压机站多数需要面对较为恶劣的环境，所以触摸屏也必须对恶劣的环境有较高的适应能力。触摸屏易于开发，同时由于工作的需要对其进行修改或者调试都应该简便易行。与空压机主柜的工作任务不同，空压机分柜的工作对象为各个监测点。由于监测点的数据对于企业生产安全分析十分重要，所以空压机分柜需要实时对监测点的相关数据进行准确采集，并且有效分析数据，对企业的安全生产进行有效记录。空压机分柜通过分布式控制器完成以上工作。在机器运行过程中，监测点的相关数据超出规定范围，空压机分柜将产生警报，之后对空压机进行串联，对产生数据的相关系统进行控制。
结语
综上所述，在空压机控制系统中使用变频调速控制方案，使得空压机能够在轻载、重载两个状态之间自由切换；采用变频启动方式，降低了启动电流对设备的冲击，延长了设备使用寿命。变频V／F控制在满足空压机变频调速的基础上，降低了生产成本。使用变频启动方式，能耗降低、噪声减少，对设备的冲击减少。因此，空压机采用变频调速控制系统后，在满足预期设计目标的前提下，具有较好的经济效益，值得推广。
参考文献：
[1]甘江华.空气压缩机自动控制技术的应用[J].仪器仪表用户，2018，25（10）：32-34.
[2]林锦晖，陈智伟.空压机控制系统自动化改造[J].港口科技，2017（8）：30-36.
[3]贾超.和利时T880控制系统在多级组装式压缩机组的应用研究[J].科技风，2019（12）：138.