基于LOGO！的阿特拉斯空壓機控制改造

羅曦

基于LOGO！的阿特拉斯空壓機控制改造

Innovation of Atlas Air Compressor Control Based on LOGO!

羅曦

1 引言

美國阿特拉斯空壓機具有較高的可靠性，其運行噪音低、效率高，在國內廠礦中被廣泛應用于動力氣源或制氧系統。我公司有4臺GA90風冷機和3臺GW132水冷機，使用期已超過10年，部分機器的Elektronikon裝置出現故障且無法修復，由于是較早期產品，難以找到可完全替代的備件，因而必須對其控制保護裝置進行改造。本文介紹以西門子LOGO！230RC微型控制器為核心、XSD多通道數顯儀作模擬量采集顯示，替代Elektronikon裝置的空壓機保護控制系統，功能可靠實用，空壓機運行信息一目了然，便于現場及維護人員查看空壓機運行狀態。

2 控制要求

達到原裝置控制要求，實現遙控/就地開機、Y-△起動、根據設定壓力自動加載、遙控加載、空壓機各監測點（溫度、壓力）數據顯示、各監測點參數越限報警、壓縮機溫度越限停機保護等功能。

3 硬件配置及結構

西門子LOGO！230RC微型控制器特點是功能強、體積小、編程簡單、可靠性高、容易維護，配合擴展模塊DM8 230R，最多可達24個DI和16個DO，可滿足較為復雜的控制要求，內置有8種基本功能和26種特殊功能的邏輯控制模塊，編程時可直接選取并反復調用。

XSD系列多通道數顯儀有熱電阻、熱電偶、直流電流、直流電壓、直流mV輸入等多種規格，與各類模擬量輸出的傳感器配合，完成溫度、壓力等物理量的測量、變換、顯示和控制，可提供精密電源給傳感器供電。

阿特拉斯空壓機有3個溫度測量點：壓縮機溫度、壓縮空氣溫度、冷卻器溫度，采用PT1000傳感器；4個壓力測量點：出口氣體壓力、主機噴油壓力、過濾器壓差、油氣分離器壓差，壓力傳感器信號類型及量程廠家沒有標注，通過對正常機器在開機、停機狀態下分別測量，線性化計算，得出各傳感器量信號類型及量程如表1。

為達到較為完善的功能，優化的硬件配置如下：1個微型控制器LO?GO!230RC、3個擴展模塊DM8 230R、1個4通道數顯儀XSD PT1000、1個4通道數顯儀XSD 0～5VDC。用數顯儀提供的5VDC電源給壓力傳感器供電。

硬件連接上，對電機二次回路不作改動，將接在原裝置Elektronikon輸出接點K01、K02、K03、K04的引線分別接至LOGO！的輸出接點Q1、Q2、Q3、Q4；溫度傳感器與溫度數顯儀的信號輸入端連接，壓力傳感器壓力數顯儀的信號輸入端連接，數顯儀的開關量輸出接點與LOGO！的輸入點連接。LOGO！控制原理及系統接線圖如圖1所示。

4 多通道數顯儀開關量輸出設置

各監測點溫度、壓力直接在數顯儀顯示。根據運行經驗，對空壓機各溫度、壓力動作值設置如下：

壓縮機溫度＞110℃停機，壓縮空氣溫度＞50℃報警，冷卻器溫度＞55℃報警，主機噴油壓力＜2.8×105Pa報警，過濾器壓差＞0.8×105Pa報警，油氣分離器壓差＞0.8×105Pa報警，壓縮機在就地方式下出口壓力＜6×105Pa加載。

5 程序設計

采用LOGO!Soft Comfort V6.0編程軟件輕松實現程序設計，下載到LOGO！，或可直接在LOGO！面板上編輯程序。

I9、I10分別為主機和冷卻風機熱繼電器常閉接點，當其中任一點斷開，過載報警指示燈閃爍。I13～I16為溫度數顯儀三個開關量輸出常開接點，用于測量點溫度越限報警；I17～I20為壓力數顯儀四個開關量輸出常開接點，I17用于在就地方式下空壓機的加載，I18～I20用于測量點壓力越限報警。當監測點數值達到數顯儀設定的動作值時，數顯儀的相應輸出接點接通，相應的報警指示燈閃爍，開關量正常后通過I6復歸（圖2）。

表1 各傳感器信號類型及量程

通過選擇按鈕S5轉換I5狀態，實現就地遙控方式選擇。選擇就地方式時，按就地起動按鈕S7起動，遠方控制不起作用，按就地停機按鈕S8停機；選擇遙控方式時，遠方DCS接通I1起動，就地起動按鈕S7不起作用，遠方DCS斷開I2時停機，或可按就地停機按鈕S8停機。起動按Y-△起動方式進行。

起動完畢后，程序根據就地遙控方式判斷加載依據：就地方式時，通過壓力數顯儀整定的動作值自動加載；遙控方式時，DCS根據管網壓力需要，接通I4加載。壓縮機溫度越限時，I13接通，保護停機，非緊急停機均先卸載再延時停機，緊急情況下按下緊停按鈕I3則直接停機（圖3）。

本系統設運行、故障、備妥3個常開接點送遠方DCS，以便遠方控制室了解空壓機狀態。空壓機起動完畢，Q5閉合，表示空壓機運行；Q6、Q7正常時吸合，表示無空壓機故障并備妥，壓縮機溫度過高或過載時Q6斷開，表示空壓機故障，任一監測點越限報警時，Q7斷開，表示不備妥（圖4）。

6 結束語

該系統通過PLC和二次儀表的方式，對使用有一定年限的空壓機控制進行改造，解決了找備件難的問題，經在我公司阿特拉斯空壓機使用，性能可靠，價廉物美，取得了良好的經濟效益。

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趙 蓮

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