螺杆压缩机的自动化控制技术

螺杆压缩机的自动化控制技术

毛亚红，郭志忠

（中国铝业青海分公司第一电解厂，青海大通810108）

［摘

要］介绍螺杆压缩机采用传统继电器控制存在的缺陷，根据控制要求，运用PLC实现自动控制，保

证了设备的安全经济运行。［关键词］压缩机；PLC；控制［中图分类号］TP273

［文献标识码］B

［文章编号］1003-8884（2005）01-0035-03

我公司100系列螺杆压缩机是多功能天车用来打壳、下料的主要设备。压缩机原采用传统的继电器控制形式，控制回路功能简单，但接线复杂，继电器接点有时接触不好，通用性差，控制精度不高，制约了生产效率的提高。

为确保压缩机安全、经济运行，根据控制系统要

［1］

求，选用OMRONPLC代替传统的继电器控制，

编程容易、扩展方便、抗OMRONPLC具有工作可靠、

干扰能力强、能在恶劣环境下工作等特点，并广泛应用于自动化生产的各个领域，且有丰富的特殊I/O

模块，可满足不同工业现场的要求，既简单可靠，又能满足各项控制要求。

1

1.1

机组的工作原理及工艺保护

工作原理

按下起动按钮2PB，压缩机电机以较小的起动电流起动并加速，进行“Y-Δ”转换，负载电磁阀被切断，这时，复式放气阀系统对压缩机进行有效润滑，若润滑的喷油温度低于50℃，则放气阀（3SV）打开，而冷态起动阀（8SV）将一直保持关闭状态，直至压缩机温度达到最小预热温度50℃，分离器中的润滑油温升至50℃，原关闭的冷态起动开关（4TS）打开，断电并打开冷态起动放气阀（8SV），使分离器中的压力减小至正常空载水平，这时压缩机可以加载进行正常运行。程序流程图见图1。1.2

机组的主要保护

机组的主要保护包括主机排气温度保护、主机

［作者简介］毛亚红（1976-），女，陕西兴平人，工程师，大学本科，从事工业电气自动化工作。

图1

程序流程图

轴承回油温度保护、风扇电机和主电机热继电器保护、电机轴承温度保护等。

2

2.1

硬件设备设计

PLC选型

分析机组工作原理及工艺保护，对控制系统进

行合理设计，输入点为15点，主要为按钮、开关、辅

35

有色设备（1）2005

电气控制

助触点等开关量；输出为14点，主要为接触器、电磁

［2］

与C200H相比有阀、指示灯等。OMRONC200HS

许多优点：存储容量大、速度快，且新增了具有PID

或运行中停机再直接起动。

控制的特殊功能接口单元和中断单元；在CPU上增加了一个内置的RS-232C连接器，PLC可方便地与外部设备进行串行通讯，触摸屏选用OMRONNT600S型，PLC通过RS-232C串口与触摸屏通讯。为此，控制系统选用OMRONC200HS型，PLC为主机，由PLC机架、开关量I/O、模拟量模块构成。CPU、主接触器与PLC输出间采用质量可靠的灵敏继电器隔离，原有主回路空开，接触器等器件不变。2.2

I/O分配表

（见表1）表1

I/O分配表

输入

输出0002启动0500Y接触器0003停机0501主接触器

0004油温0502Δ接触器

0005主机轴承温度0503断油电磁阀0006主机热继电器0504调节电磁阀0007风扇热继电器0505排空电磁阀0008电机轴承温度0506排空电磁阀0009压力偏高0507加载电磁阀0010空滤芯堵0508Y启动指示0011压力开关开启0509电机轴承温度高报警0012压力开关关闭0510主机轴承温度高报警

0013加载开关0511压力偏高指示0014卸载开关0512空滤芯堵指示0015压力调节开关0513

卸载指示

0016

喷油传感器

2.3PLC接线图

（见图2）3

PLC软件设计

3.1

控制要求

3.1.1风扇电机和主电机过载保护

采取多次和延时检测［3］

，采样点从电机断相保护器取样，将检测信号输送到PLC进行检测，避免因瞬时波动而造成停机。

3.1.2电动机增加程序连锁

压缩机电动机“Y-Δ”起动，增加了程序连锁，当TIM04闭合卸载2min才可以停机，为防止操作工不卸载停机，即使按下停车按钮，程序控制仍然是卸载冷却后停机，防止机组直接起动，长期降压运行36

图2PLC接线图

3.1.3采取安全保护措施

压缩机运行条件为：主机油温达到60℃，主机轴承温度<109℃，电机轴承温度<109℃，往复式润滑油温>45℃，压力<1MPa。机组运行时的条件主要为压力控制和温度控制。压力控制：设置安全阀，在机组出现故障（如可调压力开关失灵）、供气压力等于某一设定值时，安全阀开启放气，保护系统安全；当发现安全阀开启时（压力≥1MPa），应立即报警，紧急停机检查故障原因。温度控制：当机内排气温度大于设定值且超过一定时间时，应有相应的开关动作，机组报警且立即停机。

3.1.4机组运行指示及故障指示报警

运行指示包括：排气温度、排气压力、电源指示、起动指示、润滑油过滤器指示、空气滤清器指示、自动起动—停机指示、故障指示及发生故障部位的频闪指示。PLC具有完善的自诊断和监测功能，能检查出自身的故障及动态监视控制程序的执行情况。一旦出现故障，通过模板上的指示灯或编程器在线状态下随时显示，以利于立即判断出故障种类和部位。3.2

梯形图设计

程序设计按以下步骤进行：分析控制要求、控制原则、设置主令元件和检测元件；确定I/O信号；设计执行元件的控制程序；检查、修改和完善程序，合理优化控制功能。梯形图见图3。

有色设备2005

（1）电气控制

器件布置采用安②PLC电源增加隔离变压器，

全距离，可按公式R=ρ开机控s/l根据驾驶室停、制线长度6m、电磁阀线1m来计算，控制盘交流在左面，直流在右面，交直流分槽布线。

使用安全电③机组保护采样线采用屏蔽线，压，微电流，提高器件寿命。继电器④触摸面板四周用干面胶采用嵌入式，用固定卡卡住，防止松脱，导轨下面垫M5的胶皮减震，进出口线用密封接头密封，并对电气柜门采用IP64防护等级进行密封处理。

5结束语

利用PLC对设备进行改造，已成为提高自动化

程度及设备技术水平的有效途径，用PLC改造压缩机电气控制系统，可有效地降低故障发生率，减小检修人员的工作量，提高压缩机的工作效率，确保机组安全稳定运行，经济效益可观。

［参考文献］

［1］张春卫.PLC及触摸屏在线清洗式熔体过滤器中的应用技术

图3梯形图

［J］（8）：.电工技术，2003，20-21.

［2］熊国明，等.空气预热器的自动化控制技术［J］.电工技术，

（8）：2003，32.

［3］张海斌.PLC在轧机油雾润滑控制中的应用［J］.电气时代，

（11）：2002，73.

4抗干扰措施

①灵敏继电器等重要部件选用日本欧姆龙

保证质量可靠。MY4N继电器，

\"

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西北铝轻型用铝型材下线

过去，我国地铁轻轨用铝型材主要从法国、德国、英国进口。2005年1月中旬，兰州铝业股份有限公司西北铝加工分公司通过消化吸收国外先进技术，研制开发的地铁轻轨用系列铝型材，已在该公司从德国新引进的45MN双动反向挤压机上投入批量生产，首批60t产品日前下线。该成果填补了我国地铁用铝型材的一项技术空白。

这批新产品由兰州铝业西北铝加工分公司与中铁电气化局宝鸡器材厂合作生产，用于广州地铁4号线导电轨项目建设。产品的精度、长度及表面质量要求为国内铝加工材罕见，每根成品长15m，重156kg，加工、运输及成品包装均难度较大。

该产品具有广阔的市场前景，年内可望生产500～1000该公司新开发的超大壁厚管材，首批75t产品亦投t。另外，

入批量生产，标志着西北铝投资1.7亿元、被列为第八期国债项目的“高精度超高强铝合金挤压管、棒材”技改工程已显成效。

［中图分类号］F273

［文献标识码］D

铜陵转炉技改完成

铜陵有色集团公司第一冶炼厂的三台同型号转炉是生产主产品—粗铜的重要设备，已运转20多年，由于粗铜产量任务不断增加，产品相对偏小的转炉已成为制约产品产量提高的瓶颈，需对其进行改造。遂将转炉炉体长度由4.5m增加到5.1m，将炉内壁砌筑的普镁砖或镁铬砖改为熔点更高的直接结合镁铬砖，使单炉平均产量由13.5t增加到18t。转炉炉内容积增大，风眼增多，降低了炉内物料液面，杜绝了炉口喷溅现象，减少了炉口沉积物；缩短了生产周期，增加了产量，每年可多生产粗铜3000t，增利120万元，减低了镁砖单耗和维修费用。原转炉使用寿命为120次左右，即连续生产120炉铜后，必须对炉膛内壁进行重新砌筑，其中约生产40炉次后必须进行一次小修或中修。3#转炉自2004年1月改造后，连续出铜452炉，是改造前的3倍多，其间只进行过一次中修，修炉次数为改造前的1/5。5#转炉自2004年8月改造后，已安全运行255炉次，预计单炉将超过500炉次，再创该厂51年来的最好水平。［中图分类号］F406.3

［文献标识码］D

有色设备（1）200537