車間的壓縮空氣系統(tǒng)的改進(jìn)

劉柏均

摘 要：對(duì)集中供氣的壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行改造，改用電接點(diǎn)壓力表取代原來的壓力開關(guān)；對(duì)三臺(tái)空氣壓縮機(jī)的啟停進(jìn)行了優(yōu)化，配合電接點(diǎn)壓力表的控制，根據(jù)壓力的高低而決定投入壓縮機(jī)的數(shù)量；對(duì)自熱式壓縮空氣干燥器的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，當(dāng)用氣量少的時(shí)候，再生完畢后，自動(dòng)延長(zhǎng)工作時(shí)間，使之更加節(jié)能高效。

關(guān)鍵詞：電接點(diǎn)壓力表；上電啟動(dòng)；自熱式壓縮空氣干燥器；節(jié)能工藝；冗余

1 任務(wù)的提出

車間樓一樓有15臺(tái)CNC，擔(dān)負(fù)著教學(xué)與對(duì)外生產(chǎn)的任務(wù)，原來每臺(tái)CNC都配有一臺(tái)微型壓縮機(jī)。使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，這樣的配置既不經(jīng)濟(jì)，又易于出故障，影響該臺(tái)CNC的教學(xué)與生產(chǎn)，而且壓縮空氣未經(jīng)處理，含有大量的水與油，影響設(shè)備的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。同時(shí)，實(shí)訓(xùn)樓里還有其他設(shè)備，也需要壓縮空氣，這樣還得再配置壓縮機(jī)。

經(jīng)學(xué)院同意，本人決定對(duì)實(shí)訓(xùn)樓一樓進(jìn)行壓縮空氣集中供氣的改造。利用三臺(tái)閑置的1立方/分鐘的移動(dòng)式壓縮機(jī)，再配套一個(gè)3立方/分鐘的高效除油器，一個(gè)3立方/分鐘的自熱再生式壓縮空氣干燥器（出口附帶粉塵過濾器），一個(gè)1立方的壓縮空氣儲(chǔ)罐。經(jīng)過處理后的壓縮空氣通過管道對(duì)CNC及其他用氣設(shè)備進(jìn)行供氣，同時(shí)，預(yù)留二樓8臺(tái)CNC的供氣管道，為增加設(shè)備提供用氣。

使用一段時(shí)間后，實(shí)訓(xùn)車間反應(yīng)，用氣的質(zhì)量有了很大的提高，去除了水和油的壓縮空氣使設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量和穩(wěn)定性得到了提高。但也出現(xiàn)了供氣壓力不穩(wěn)定的新問題，供氣壓力有時(shí)候偏低。

經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)供氣壓力有時(shí)候低于要求的0.65MPa，原因是沒有考慮高效除油器與自熱式壓縮空氣干燥器的壓降，這套壓縮空氣處理設(shè)備有約0.02MPa的壓力降。

同時(shí)，三臺(tái)空氣壓縮機(jī)的啟動(dòng)與停止，都是由原來機(jī)上的壓力開關(guān)調(diào)節(jié)的，而這種壓力開關(guān)的調(diào)節(jié)精度較低，且安裝在壓縮機(jī)上，受到的振動(dòng)較大，所以很難精確地設(shè)定壓縮機(jī)的啟動(dòng)與停止壓力。

另外，自熱式壓縮空氣干燥器需要一部分成品氣進(jìn)行再生，查產(chǎn)品手冊(cè)，這一部分的再生氣量為額定處理量的15%，消耗量不少。而現(xiàn)在用氣量還未飽和，特別是下午5點(diǎn)到晚上9點(diǎn)的時(shí)間段。

2 改進(jìn)

根據(jù)這些問題，筆者對(duì)這套集中供氣系統(tǒng)再進(jìn)行了改造，主要集中在三點(diǎn)：（1）采用新的電接點(diǎn)壓力表取代原來的壓力開關(guān)，使供氣壓力更加穩(wěn)定。（2）壓縮機(jī)采用新的聯(lián)動(dòng)程序，改善壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，提高其運(yùn)行的可靠性。（3）改進(jìn)自熱式壓縮空氣干燥器的運(yùn)行工藝，節(jié)約再生氣。

2.1 控制箱

原有的自熱式壓縮空氣干燥器的控制箱不用，重新設(shè)計(jì)一個(gè)控制箱，采用一個(gè)FX2N-16MR型PLC作為主控制器。

其中8個(gè)輸入點(diǎn)中使用4個(gè)，電接點(diǎn)壓力表1上限接入X2（0.75MPa），下限接入X1（0.68MPa），電接點(diǎn)壓力表2上限接入X3（0.76MPa），下限接入X0（0.67MPa）。

電接點(diǎn)壓力表有上限觸點(diǎn)和下限觸點(diǎn)，可以任意設(shè)定壓力。當(dāng)壓力低于設(shè)定的下限壓力時(shí)，下限觸點(diǎn)接通。當(dāng)壓力高于設(shè)定的上限壓力時(shí)，上限觸點(diǎn)接通。

其中8個(gè)輸出點(diǎn)使用7個(gè)，Y0驅(qū)動(dòng)干燥器電磁閥VY1，Y1驅(qū)動(dòng)干燥器電磁閥VY2，Y2驅(qū)動(dòng)干燥器電磁閥VY3，Y3驅(qū)動(dòng)干燥器電磁閥VY4。Y4驅(qū)動(dòng)中間繼電器K1，Y5驅(qū)動(dòng)中間繼電器K2，Y6驅(qū)動(dòng)中間繼電器K2。三臺(tái)壓縮機(jī)的接觸器保留，但改由K1、K2、K3三個(gè)中間繼電器來控制?？刂圃韴D見圖1。

2.2 自熱式壓縮空氣干燥器上電啟動(dòng)

原來的自熱式壓縮空氣干燥器曾經(jīng)多次發(fā)生過操作人員合上壓縮機(jī)的開關(guān)后，沒有按下干燥器控制箱上的啟動(dòng)按鍵，導(dǎo)致干燥器沒有投入運(yùn)行的情況。因此改進(jìn)后的控制箱不設(shè)開/停機(jī)按鈕，干燥器的供電與壓縮機(jī)為同一個(gè)開關(guān)，一上電干燥器就投入運(yùn)行，避免忘記啟動(dòng)干燥器的事件再發(fā)生。

2.3 壓縮機(jī)的啟動(dòng)與停止

選用兩個(gè)1.6級(jí)精度，表盤直徑150毫米的電接點(diǎn)壓力表，表1壓力下限設(shè)為0.68MPa，上限設(shè)為0.75MPa，用于控制三臺(tái)壓縮機(jī)的啟停，表2壓力下限設(shè)為0.67MPa，上限設(shè)為0.76MPa，作為表1的冗余。

當(dāng)壓力低于0.65MPa的時(shí)候，1#壓縮機(jī)啟動(dòng)，10秒鐘后如果壓力還是低于0.65MPa，2#壓縮機(jī)啟動(dòng)，再10秒鐘后，如果壓力還是低于0.65MPa，3#壓縮機(jī)啟動(dòng)。如果壓力高于0.75MPa的時(shí)候，1#壓縮機(jī)先停止，10秒鐘后如果壓力還是高于0.75MPa，2#壓縮機(jī)停止，再10秒鐘后，如果壓力高于0.75MPa，3#壓縮機(jī)停止。如果壓力高于0.76MPa，所有壓縮機(jī)馬上停止工作。

2.4 自熱式壓縮空氣干燥器的節(jié)能工藝

在一定的溫度和壓力下，干燥器處理多少立方的壓縮空氣，完全是由A塔和B塔內(nèi)裝填的吸附劑量的多少?zèng)Q定的。干燥裝置是按照額定的壓力有流量設(shè)計(jì)的，而實(shí)訓(xùn)車間目前的用氣量大約是1.8立方/分鐘，低于其額定的處理量3立方/分鐘。即每一個(gè)塔工作時(shí)間為5分鐘，但處理的壓縮空氣量并沒有達(dá)到15立方，所以可以適當(dāng)延長(zhǎng)每一個(gè)塔的工作時(shí)間（再生時(shí)間4分鐘不變），以達(dá)到節(jié)約再生氣的目的。

對(duì)自熱式壓縮空氣干燥器的程序改進(jìn)為：當(dāng)三臺(tái)壓縮機(jī)全開時(shí)，工作塔工作時(shí)間為5分鐘，再生塔再生時(shí)間為4分鐘。當(dāng)兩臺(tái)壓縮機(jī)工作時(shí)，工作塔工作時(shí)間為9分鐘，再生塔再生時(shí)間為4分鐘。當(dāng)一臺(tái)壓縮機(jī)工作時(shí)，工作塔工作時(shí)間為13分鐘，再生塔再生時(shí)間為4分鐘。之所以沒有按照臺(tái)數(shù)來取工作周期值，是確保有一定的余量。

3 結(jié)束語

經(jīng)過改進(jìn)后的集中供氣系統(tǒng)，克服了原來系統(tǒng)的問題，運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。壓縮機(jī)的啟動(dòng)與停止與原來相比，變得有序，沒有原來的頻繁起動(dòng)，壓力的波動(dòng)也沒有原來那么大。自熱式壓縮空氣干燥器的工作周期能夠根據(jù)用氣量的大小而自動(dòng)調(diào)整，減少了再生氣的消耗量。

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