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      煙臺(tái)勾股通信技術(shù)有限公司
                                
                
                
      

							
      
                        			
      
		
      
	
      
	
	
      
		
      
            
      
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      用可編程控制器和變頻器實(shí)現(xiàn)石油氣壓縮機(jī)的自動(dòng)控制方案
      
						
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      一 工藝要求 
      　?。?）正常生產(chǎn)過程中，2臺(tái)壓縮機(jī)應(yīng)至少有1臺(tái)運(yùn)行，即使在相互切換時(shí)，也不允許發(fā)生兩臺(tái)機(jī)器全部停止的現(xiàn)象。 
      　　（2）保持壓縮機(jī)出口壓力在預(yù)定值上。 
      　?。?）能實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性檢修。 
      　　二 系統(tǒng)控制原理 
      　　（1）工藝專業(yè)設(shè)定壓縮機(jī)管網(wǎng)正常出口壓力為P1，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)定壓力為P2，根據(jù)ΔP（=P2-P1）值大小由PLC內(nèi)PID功能模塊進(jìn)行PID運(yùn)算，控制變頻器來改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到所要求的壓力。當(dāng)ΔP>0時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)壓力偏高，則提高變頻器輸出頻率，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快，提高實(shí)際風(fēng)壓;當(dāng)ΔP<0時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)壓力偏低，則使轉(zhuǎn)速降低，ΔP減小。這樣不斷調(diào)整，使ΔP趨于0，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際壓力在設(shè)定壓力附近波動(dòng)，保證壓力穩(wěn)定。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。
       

      　?。?）壓縮機(jī)長期運(yùn)行，造成各部件間隙變大，這樣引起的振動(dòng)會(huì)越來越大，容易造成壓縮機(jī)各部件的損壞。由PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)情況進(jìn)行判斷分析，可提前對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行計(jì)劃性維護(hù)保養(yǎng)，這樣可大大延長設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備運(yùn)行可＊性，減少設(shè)備故障引起的非計(jì)劃性停車。 
      　　三 設(shè)計(jì)方案 
      　　該方案主要由1臺(tái)Siemens ECO1-7500/3變頻器、1臺(tái)S7-200型PLC（CPU215/216，配套EM235擴(kuò)展模塊）以及接觸器、操作按鈕、1臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)壓力變送器和2臺(tái)振動(dòng)測(cè)量裝置（振動(dòng)變送器）組成，用PLC實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)出口壓力單回路閉環(huán)PID控制以及壓縮機(jī)起動(dòng)、停止、切換、故障處理等各種電氣控制功能，由振動(dòng)變送器對(duì)壓縮機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控分析，以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)維修。主回路如圖2。 

      　?。?）PID運(yùn)算功能的實(shí)現(xiàn) 
      　　S7-200系列中CPU215/216具有32位浮點(diǎn)運(yùn)算指令和內(nèi)置PID調(diào)節(jié)運(yùn)算指令等特殊功能。使用時(shí)，只需在PLC內(nèi)存中填寫1張PID控制參數(shù)表（見下表），再執(zhí)行指令：PID TABLE，LOOP，即可完成PID運(yùn)算。其中操作數(shù)TABLE使用變量存儲(chǔ)器VBx，用來指明控制環(huán)的起始地址;操作數(shù)LOOP是控制環(huán)號(hào)（常數(shù)，0～7）。編號(hào)為2、4、5、6、7的參數(shù)固定不變，可在PLC主程序中設(shè)定;編號(hào)為1、3、8、9的參數(shù)具有實(shí)時(shí)性，須在調(diào)用PID指令時(shí)填入。 
      　　由于S7-200輸入和輸出為開關(guān)量，而變頻器、壓力變送器和振動(dòng)變送器的信號(hào)為模擬量，因此EM235模塊要實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。一個(gè)EM235模塊可同時(shí)擴(kuò)展3路模擬量輸入通道（接1路壓力信號(hào)，2路振動(dòng)信號(hào)）和1路模擬量輸出通道（接至變頻器）。 
      　　（2）起動(dòng) 
      　　M1和M2各有兩種起動(dòng)方式，可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇變頻/工頻起動(dòng)方式。 
      　　（3）運(yùn)行 
      　　正常情況下，電動(dòng)機(jī)M1處于變頻調(diào)速狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)M2處于停機(jī)備用狀態(tài)。現(xiàn)場(chǎng)壓力變送器檢測(cè)管網(wǎng)出口壓力（4～20mA模擬量信號(hào)），并與預(yù)定值相比較，經(jīng)PLC內(nèi)部PID指令進(jìn)行運(yùn)算，得到變頻器所需頻率信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到所需管網(wǎng)壓力。 
      　?。?）停止 
      　　按下“停止按鈕”，PLC控制所有接觸器斷開，變頻器停止工作。 
      　?。?）切換 
      　　當(dāng)需從電動(dòng)機(jī)M1切換到M2時(shí)，接觸器KM2斷開，KM1閉合，此時(shí)電動(dòng)機(jī)M1工作在工頻下，在變頻器*停止后，KM4閉合，變頻器重新起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)M2在變頻器驅(qū)動(dòng)下起動(dòng);*起動(dòng)后，KM1斷開，電動(dòng)機(jī)M1停止，切換操作結(jié)束。電動(dòng)機(jī)M2切換到M1過程類似。 
      　?。?）報(bào)警及故障自診斷 
      　　通過PLC內(nèi)部程序設(shè)定報(bào)警及聯(lián)鎖保護(hù)，一旦出現(xiàn)故障立即停止相應(yīng)操作并報(bào)警。對(duì)于故障自診斷功能，考慮到成本問題，未設(shè)計(jì)上位機(jī)，只設(shè)置相應(yīng)故障代碼，通過4位數(shù)碼管顯示，使維修人員可根據(jù)故障信息方便查找到故障點(diǎn)。如：（a）壓縮機(jī)油壓低、水壓低等故障信號(hào)，可由現(xiàn)場(chǎng)防爆電接點(diǎn)壓力表測(cè)得，直接送至PLC，由PLC控制實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警和延時(shí)停車;（b）增設(shè)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)傳感器，并將信號(hào)送至PLC，對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行顯示和診斷。
      
				
      
			
      
			
      
		
      
	
      
	
	
      
		
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