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奧越信PLC在空壓機(jī)組改造項(xiàng)目上的應(yīng)用

時(shí)間:2014-11-18 15:21:07來(lái)源:奧越信

導(dǎo)語(yǔ):?空氣壓縮機(jī)作為氣動(dòng)控制系統(tǒng)的氣源設(shè)備,其在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定程度和可靠性直接關(guān)系到生產(chǎn)安全性。由于早期的電氣控制多為繼電器線路,長(zhǎng)期運(yùn)行容易老化,從而使靈敏度降低,在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)停機(jī)故障,給正常生產(chǎn)造成影響。

1引言

空氣壓縮機(jī)作為氣動(dòng)控制系統(tǒng)的氣源設(shè)備,其在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定程度和可靠性直接關(guān)系到生產(chǎn)安全性。由于早期的電氣控制多為繼電器線路,長(zhǎng)期運(yùn)行容易老化,從而使靈敏度降低,在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)停機(jī)故障,給正常生產(chǎn)造成影響。采用可編程控制器技術(shù)改造空氣壓縮機(jī)的控制,克服了傳統(tǒng)的純繼電器控制電路的不足,不僅可以完成對(duì)開(kāi)關(guān)量控制,還能實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量進(jìn)行控制。滿足了系統(tǒng)對(duì)控制準(zhǔn)確性和安全性的要求。

2系統(tǒng)工作過(guò)程

2.1空氣壓縮機(jī)組的工作過(guò)程

在設(shè)備上電開(kāi)機(jī)后,系統(tǒng)首先對(duì)空縮機(jī)的運(yùn)行條件進(jìn)行檢查,當(dāng)冷卻水壓力、空壓機(jī)曲軸箱油壓滿足要求時(shí),1#機(jī)啟動(dòng),2#機(jī)作為備用,其啟動(dòng)方式均采用y-δ起動(dòng)方式,y-δ起動(dòng)延時(shí)為6秒。起動(dòng)后,儲(chǔ)氣罐開(kāi)始充氣,在儲(chǔ)氣罐壓力達(dá)到設(shè)定值0.7mpa時(shí)空縮機(jī)進(jìn)氣閥關(guān)閉,機(jī)器空運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力下降到0.65mpa時(shí),進(jìn)氣閥打開(kāi),再次進(jìn)行充氣。由于故障等原因使儲(chǔ)氣罐壓力降到設(shè)定值0.55mpa時(shí),且1#機(jī)處于停機(jī)狀態(tài),則2#機(jī)起動(dòng)并正常運(yùn)行,其運(yùn)行原理同1#機(jī)相同,繼續(xù)對(duì)儲(chǔ)氣罐充氣。在儲(chǔ)氣罐壓力降到0.55mpa時(shí),且2#機(jī)處于停機(jī)狀態(tài),1#機(jī)起動(dòng)并正常運(yùn)行。與此同時(shí),兩臺(tái)機(jī)器的正常運(yùn)行時(shí)間均為12小時(shí),也就是說(shuō),一臺(tái)機(jī)器運(yùn)行到12小時(shí)時(shí),無(wú)論其有無(wú)故障,或是儲(chǔ)氣罐壓力是否低于0.55mpa,均要停機(jī)并啟動(dòng)另一臺(tái)機(jī)器。

2.2氣體干燥設(shè)備的工作原理

兩臺(tái)壓縮機(jī)共用一臺(tái)氣體干燥設(shè)備。無(wú)熱氣體干燥器,開(kāi)機(jī)后,a塔先做吸附運(yùn)行,b塔做再生運(yùn)行。在設(shè)定的時(shí)序控制下,進(jìn)氣電磁閥a2打開(kāi)a1、b1、b2均關(guān)閉,壓縮空氣經(jīng)a2閥,從底部進(jìn)入a塔,在向上運(yùn)輸過(guò)程中,氣體中的水分被塔內(nèi)吸附劑吸掉,干燥的氣體通過(guò)梭閥c進(jìn)入儲(chǔ)氣缺罐,與此同時(shí),在a2打開(kāi)后,經(jīng)延時(shí)10秒b1打開(kāi),用b塔中的殘余氣體從上到下運(yùn)動(dòng),將吸附劑中的小分從b1閥帶出,經(jīng)消聲器排空。其開(kāi)啟的10秒時(shí)間是進(jìn)行b塔脫附工作。在a2打開(kāi)后延時(shí)十分鐘后b2電磁閥打開(kāi),同時(shí)a2閥關(guān)閉,b塔進(jìn)行充氣,十秒后,a1閥打開(kāi),a塔中剩余氣體從上至下經(jīng)a1閥,從d消聲器排出,并將a塔中水分帶出,使a塔脫附,經(jīng)延時(shí)十秒a1閥關(guān)閉。此時(shí),由于a塔中的壓力下降,b塔中的壓力上長(zhǎng),梭閥c將a排氣口關(guān)閉,將b排氣口打開(kāi)。同理,在b2閥開(kāi)啟十分鐘后,a2閥打開(kāi),b2閥關(guān)閉,延時(shí)十秒,b1閥打開(kāi),使b塔進(jìn)行脫附運(yùn)行。就這樣兩塔交替運(yùn)行,進(jìn)行對(duì)氣體的干燥。

             圖1 空氣壓縮機(jī)組工作原理

3系統(tǒng)的控制要求

3.1空氣壓縮機(jī)的控制要求

(1)開(kāi)機(jī)前按通電源,所有安裝在中控室和現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮,顯示當(dāng)前狀態(tài)。

(2)按下起動(dòng)按鈕,空壓機(jī)按y-δ方式起動(dòng),進(jìn)氣口電磁閥打開(kāi),開(kāi)始給儲(chǔ)氣罐充氣。另外,在起動(dòng)時(shí),不要求兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)行,但可選任意一臺(tái)先運(yùn)行。

(3)正在運(yùn)行的機(jī)器,運(yùn)行時(shí)間超過(guò)12小時(shí)或故障,備用機(jī)起動(dòng),并運(yùn)行。

(4)在運(yùn)行過(guò)程中,如果發(fā)生水壓、油壓不足,立刻停機(jī),并發(fā)出指示。

(5)按下停止按鈕,停機(jī)。

3.2氣體干燥器的控制要

氣體干燥器的控制與空壓機(jī)的運(yùn)行同步,與空壓機(jī)的電源一并打開(kāi),其起動(dòng)受空壓機(jī)的主接觸器的控制。

4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

4.1系統(tǒng)配置

本設(shè)計(jì)所選用的是西門(mén)子300CPU,I/O口選用OYES-SM321和OYES-SM322數(shù)字量輸入/輸出模塊及OYES-SM331模擬量輸入模塊在其三號(hào)擴(kuò)展槽的第二個(gè)SM口上依次進(jìn)行擴(kuò)展。

4.2擴(kuò)展單元I/O分配及接線

對(duì)奧越信300PLC的擴(kuò)展口進(jìn)行分配,其接I/O口定義如附表所示。

開(kāi)關(guān)量信號(hào)的采集,空壓機(jī)在高速運(yùn)行時(shí),必須有很好的冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng),以避免運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量對(duì)機(jī)器造成損壞。所以水壓、油壓是首先要考慮的,采用壓力開(kāi)關(guān)進(jìn)行這些量的采集,并連接到其數(shù)字量輸入模塊sm321上,起始地址為100.0-100.3。模擬量的采集主要是用于測(cè)試儲(chǔ)氣罐的壓力,以控制空壓機(jī)運(yùn)行。這些量需要用壓力變送器進(jìn)行采集,并將0-1mpa的壓力轉(zhuǎn)換成4-20ma的電流信號(hào)送到模擬量輸入模塊SM331上,其起始地址為672-687。其硬件接線如圖2所示。

對(duì)于空壓機(jī)的y-δ起動(dòng),雖然在軟件程序設(shè)計(jì)中已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行km2和km3、km5和km6的互鎖,但為了其運(yùn)行的安全性,所以在硬件連接中再一次對(duì)其進(jìn)行互鎖,確保起動(dòng)時(shí)由于觸點(diǎn)燒蝕或其它故障造成不能斷開(kāi)而產(chǎn)生短路情況。氣體干燥器部分有四個(gè)電磁閥,這四個(gè)閥的在電源接通后,由km1和km4進(jìn)行控制,無(wú)論是1#機(jī)還是2#一旦起動(dòng),氣體干燥器就開(kāi)始工作,其a塔下面的a2閥打開(kāi),a塔先行工作。然后按前述的工作原理進(jìn)行工作。用km1和km2控制這一部分能保證氣體干燥器與空壓機(jī)的同步工作。

5軟件設(shè)計(jì)

5.1空壓機(jī)控制

依據(jù)空壓機(jī)的工作原理設(shè)計(jì)其運(yùn)行程序。開(kāi)機(jī),檢查其水壓、油壓,在這些條件滿足時(shí)1#機(jī)起動(dòng),并開(kāi)始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在此要注意的是,在運(yùn)動(dòng)中2#機(jī)的起動(dòng),由于它一方面要受到定時(shí)器的控制,還要受到儲(chǔ)氣罐的壓力控制,當(dāng)儲(chǔ)氣罐的壓力低于0.55mpa時(shí),這說(shuō)明1#機(jī)故障,所以2#機(jī)起動(dòng),但是這與1#機(jī)的初始條件相同,在開(kāi)機(jī)時(shí),儲(chǔ)氣罐的壓力為0,兩臺(tái)機(jī)器都可以運(yùn)行,因此在這里要求通過(guò)壓力變送器和km1、km4共同對(duì)開(kāi)機(jī)進(jìn)行控制。km1、km4分別與壓力變送器串接進(jìn)行對(duì)兩臺(tái)機(jī)器的互鎖運(yùn)行控制。其主機(jī)和備用機(jī)的運(yùn)行梯形圖如圖3所示,通過(guò)i672與q108.3控制1#機(jī)起動(dòng),i672與q108.0控制2#機(jī)的起動(dòng)。這樣就使得,當(dāng)壓力低于設(shè)定值0.55mpa時(shí),兩臺(tái)機(jī)器不至于同時(shí)起動(dòng)。

圖3 空壓機(jī)梯形圖

5.2 氣體干燥器系統(tǒng)控制

空壓機(jī)氣體干燥器系統(tǒng)的梯形圖對(duì)氣體干燥器的控制,主要依據(jù)兩臺(tái)空壓機(jī)的起動(dòng)情況而定。作為共用部分,無(wú)論那一臺(tái)機(jī)器起動(dòng)都要求氣體干燥運(yùn)行,因此,在氣體干燥的梯形圖中不必設(shè)計(jì)起、停按鈕,而是通過(guò)q108.0和q108.3即1#、2#機(jī)的km1、km4來(lái)完成其控制。

6結(jié)束語(yǔ)

本次改造后,在空壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中,減少了操作人員到現(xiàn)場(chǎng)的巡回次數(shù),可以通過(guò)在中控室直接觀察空壓機(jī)的工作狀況,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的異常情況發(fā)出的報(bào)警信號(hào),可做出快速反應(yīng),而不是像以前那樣,等到其它氣動(dòng)控制的設(shè)備出現(xiàn)氣壓不足報(bào)警時(shí)才發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)系統(tǒng)有問(wèn)題。經(jīng)過(guò)這一年多的運(yùn)行,除了設(shè)備的機(jī)械故障外,基本上沒(méi)有出現(xiàn)控制上面的問(wèn)題,完全符合設(shè)計(jì)要求。采用奧越信PLC其性價(jià)比高并且對(duì)空壓機(jī)的控制,使其操作簡(jiǎn)便,而且在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性也進(jìn)一步得到提高。

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