空壓機聯(lián)調(diào)聯(lián)控系統(tǒng)設(shè)計與實施

史偉龍

摘 要： 空壓站作為企業(yè)用電大戶，是企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵供能單位，針對存在多臺空壓機的空壓站，利用自動化與信息化技術(shù)，提高空壓站運行與管理水平成為必然。該系統(tǒng)利用通訊技術(shù)，將14臺空壓機組成供風(fēng)網(wǎng)絡(luò);利用自動化技術(shù)，實現(xiàn)空壓機自動控制;利用信息化技術(shù)，實現(xiàn)空壓站管理信息化、可視化，具有極大的實用價值與推廣價值。

關(guān)鍵詞：空壓站;聯(lián)調(diào)聯(lián)控;自動化;信息化

引言

空壓機作為企業(yè)壓縮空氣供給的主要設(shè)備，具有單機功率大、使用率高、品牌多樣等特點。常見40m?空壓機功率在200KW以上，在企業(yè)內(nèi)部屬于用能大戶，這就要求企業(yè)對其進行更加合理的使用，有力保障企業(yè)生產(chǎn)。

為保證供風(fēng)質(zhì)量，節(jié)約空壓站運行成本，降低運行人員勞動強度，提高工作效率，最大限度的節(jié)約寶貴能源，延長空壓機的使用壽命，提升空壓站的自動化、信息化水平[1]，對存在多臺空壓機的空壓站進行整體供風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計并實現(xiàn)在線監(jiān)測[2][3]，以滿足生產(chǎn)需要成為必然。

該系統(tǒng)選擇配備14臺螺桿空壓機的空壓站進行集中監(jiān)控改造，其中40m?英格索蘭M200空壓機5臺，20m?英格索蘭RS110空壓機1臺，40m?中電振華空壓機6臺，40m?柳州富達空壓機2臺，共計14臺空壓機進行聯(lián)調(diào)聯(lián)控，保障該空壓站供風(fēng)壓力穩(wěn)定持續(xù)，有力保障企業(yè)生產(chǎn)。

1系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

1.1設(shè)計原理

英格索蘭M200空壓機采用英格索蘭早期版本控制器，支持Modbus-RTU通信協(xié)議，英格索蘭RS110空壓機采用新版Modbus-RTU通信協(xié)議，經(jīng)現(xiàn)場測試，兩個版本的英格索蘭Modbus-RTU協(xié)議存在沖突，在同一總線下通訊存在數(shù)據(jù)包沖突問題，數(shù)據(jù)采集丟包率較高，無法在同一總線下穩(wěn)定通訊。

中電振華與柳州富達品牌的空壓機均采用西門子S7-200PLC控制器作為控制單元，該控制器支持西門子標準PPI協(xié)議，配置單臺空壓機通訊站號之后即可通過RS485總線方式進行空壓機遠程控制。

同時，為控制空壓站出口壓力，需要在供風(fēng)出口安裝壓力傳感器1個，考慮普通模擬信號壓力傳感器傳輸距離局限與干擾問題，采用RS485通訊型傳感器。

在空壓站現(xiàn)場，配置集中控制柜，可以實現(xiàn)空壓機就地控制、數(shù)據(jù)采集、報警提示、系統(tǒng)設(shè)置等功能，滿足現(xiàn)場操作人員操作需要。在值班室，配備上位機1臺，可實現(xiàn)集中控制柜全部功能，并增加實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、實時曲線、歷史曲線、事件查詢與記錄、供風(fēng)系統(tǒng)圖示等功能，滿足值班人員與管理人員需要。同時預(yù)留以太網(wǎng)接口，供系統(tǒng)后期接入企業(yè)局域網(wǎng)使用。

1.2系統(tǒng)組建

1.2.2系統(tǒng)組建

按照設(shè)計原理與設(shè)備選型，對空壓機進行總線布設(shè)與站號配置，對空壓機進行標識與遠程控制功能設(shè)置，將系統(tǒng)參數(shù)進行標準化與參數(shù)測試、通訊狀態(tài)測試，進行整個采集系統(tǒng)實施，并按照加載時間與人工循環(huán)模式進行控制流程設(shè)計，如圖1所示。

1.2.1設(shè)備選型

PLC在工業(yè)控制中具有穩(wěn)定、可靠、易于維護的特點，采用PLC作為運算核心，進行空壓機運行順序計算、運行數(shù)據(jù)設(shè)置、空壓機啟停控制等功能;觸摸屏具有穩(wěn)定、可靠、功能豐富的特點，選用觸摸屏作為本地人機交互平臺;力控軟件在小規(guī)模自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用比較普遍，上位機選用力控軟件作為平臺開發(fā)上位組態(tài)系統(tǒng)，并進行報表等管理功能的實現(xiàn)，選擇相應(yīng)類型的設(shè)備進行系統(tǒng)整體搭建，設(shè)備型號如表1所示。

1.2.3就地控制系統(tǒng)設(shè)計

按照設(shè)計原理圖與控制流程設(shè)計圖，設(shè)計就地控制系統(tǒng)，實現(xiàn)空壓機就地控制、數(shù)據(jù)采集、報警提示、系統(tǒng)設(shè)置等功能。

1.2.4上位機設(shè)計

按照控制需要，上位機在就地控制系統(tǒng)功能基礎(chǔ)上，設(shè)計了報表查詢、實時曲線、歷史曲線、事件查詢、報警查詢、用戶管理等功能，并預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口，以便于用戶將系統(tǒng)接入內(nèi)部局域網(wǎng)，實現(xiàn)遠程管理與站房無人值守，實現(xiàn)企業(yè)站房信息化管理，控制功能如圖2所示。

2系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)的構(gòu)建與實施，相對常見的空壓站管理，具有以下特點;

（1）自動化程度高：空壓機啟動與停止按照自動程序進行，無需人工手動啟?？諌簷C;

（2）信息化水平高：實現(xiàn)了空壓機運行過程記錄與分析，形成了空壓機運行數(shù)據(jù)報表與曲線，便于管理人員進行分析，有利于提高空壓機利用率，降低空壓機卸載率;

（3）勞動強度低：操作人員只需進行定期巡檢與抽查，即可完成空壓站日常運行工作，大大降低了人員勞動強度;

（4）供風(fēng)質(zhì)量高：通過自動控制算法，實施調(diào)節(jié)空壓機投入機組，保證供風(fēng)量始終滿足用戶需求，大大提高了供風(fēng)質(zhì)量;

（5）拓展方便：系統(tǒng)預(yù)留了網(wǎng)絡(luò)接口，可以接入公司內(nèi)部局域網(wǎng)，便于管理人員遠程配置與管理。

3結(jié)束語

該系統(tǒng)解決了存在多臺空壓機的空壓站只能人工控制的問題，圍繞供風(fēng)質(zhì)量與空壓站管理這一核心問題，將空壓機運行、空壓站管理、供風(fēng)質(zhì)量問題有機結(jié)合了起來，實現(xiàn)了空壓站運行管理自動化與信息化，有力支撐了企業(yè)節(jié)能降耗、減員增效需求，形成了一套簡單實用的空壓站運維系統(tǒng)，具有良好的推廣價值和廣闊地應(yīng)用空間。

參考文獻：

[1]秦勇，王榮華，張振生.空壓機節(jié)能控制系統(tǒng)的數(shù)字與智能化應(yīng)用研究[J].中國設(shè)備工程，2021（15）：36-37.

[2]趙德超.空壓機自動控制系統(tǒng)及補壓補風(fēng)裝置的研究與應(yīng)用[J].河南科技，2021，40（12）：84-86.

[3]劉龍，王廣兵，趙永國，祝傳衛(wèi)，周長偉.基于空壓機實時監(jiān)測的自動化無人監(jiān)管系統(tǒng)在電廠應(yīng)用研究[J].黑龍江電力，2021，43（02）：182-185.