關于壓縮機控制系統應用的探討

劉爽　白凱帆　林琳

[摘要]根據操作人員的操作經驗和對現場操作步驟的歸納分析，并且結合設備實際情況和前期不同方案運行時所出現的問題，利用pLc+上位機對雙螺桿壓縮機控制系統進行改造升級。

[關鍵詞]雙螺桿壓縮機；可編程控制器；開關量控制

[中圖分類號]TB652 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0200-01

1 引言

螺桿制冷壓縮機是一種容積型的、可以進行排氣量調節的噴油回轉機械，它利用置于機體內兩個具有螺旋狀齒槽的螺桿相互嚙合旋轉，造成齒間容積變化，從而完成氟利昂氣體的吸入、壓縮和排出三個過程。制冷機利用制冷劑（R22）在系統中的狀態變化，即高壓下放熱冷凝，低壓下吸熱蒸發的特點，在蒸發器中吸熱蒸發的過程中，帶走冷凍鹽水（25%乙二醇水溶液）的熱量，從而使冷凍鹽水溫度降低，來供應合格的低溫水，外送供工藝使用。

2 壓縮機控制系統現狀

早期的雙螺桿壓縮機上所安裝的儀表全部在現場儀表箱內，無遠傳儀表，基本靠人工現場操作。通過現場的壓力開關、差壓開關和溫度開關與電氣控制柜相配合，來控制壓縮機的啟動、停車操作。而溫度、壓力、差壓開關和電氣的接觸器、時間繼電器相互配合來實現壓縮機的自動保護聯鎖功能，保障壓縮機平穩安全運行，開關動作聯鎖繼電器動作，切斷電機電源。壓縮機負荷調節是用手動能量控制閥（四通閥）現場調節，并通過觀察螺桿位置來判斷壓縮機負荷的大小，從而實現增減載操作，以滿足工藝需求。此種控制狀況缺陷是顯而易見的。首先，操作人員無法詳細了解壓縮機的具體運行情況。其次，此類儀表穩定性較差，精度也較低，逐漸會成為設備安全運行的隱患。

3 控制系統設計

3.1 自控設計思路

確定的控制方案：現場采用遠傳儀表，用壓力變送器、熱電阻替換原來的壓力、差壓開關、溫度開關和現場溫度計，實現數據遠傳，提高測量精度；控制部分采用PLC+上位機，利用PLC強大的邏輯控制和上位機的記錄分析功能，畫面友好直觀，實現數據集中顯示操作，完善機組安全聯鎖保護功能，提高操作控制性能。既保障機組安全運行，又能夠使操作人員詳細了解機組的運行狀況，改變以前摸不著、看不見的操作方式。同時，為了現場操作方便，增加現場操作盤并完善其操作功能，增加現場按鈕和指示燈，實現現場手動/自動切換、現場手動增減載操作、現場屏蔽急停等多項功能。

3.2 自動/手動增減載的實現

壓縮機滑閥的移動可以調節壓縮機的吸氣量從而調節排氣量。滑閥的移動是靠專門設置的油缸、油活塞來推動的。原壓縮機調整負載是靠四通閥實現，調整負載時須在現場扳動四通閥把柄進行增減載操作，現用4臺電磁閥（電開式）替換原四通閥，連接方式及原理。

3.3 機組安全保護系統

機組安全為設計時首要考慮因素，為保證壓縮機安全平穩運行，結合壓縮機實際運行工藝要求，機組應設置以下安全保護系統和機組報警系統。

3.3.1 安全聯鎖保護系統

聯鎖設置的是否恰當，直接關系到設備能否長期安穩運行，既不能漏掉重要的聯鎖，也不能設置過多聯鎖，否則都會影響生產正常運行。排氣壓力高聯鎖。檢測壓縮機排氣壓力，當排氣壓力高于設定值時壓縮機自動聯鎖停車。吸氣壓力低聯鎖。當壓縮機吸氣壓力低于設定值時，聯鎖停車，以保護機組不受損壞。精濾器前噴油壓差高聯鎖。當壓差高于設定值時，表明精濾器阻力過大，油路不通暢，自動聯鎖停車，應清洗精濾器，保證油路清潔，以保護機組不受損壞。油水分離器最低允許開車溫度必須高于設定值才允許開車，以保障機組能正常運行。冷凍鹽水和循環水斷水聯鎖，保護蒸發器和機組不受損壞。還有排氣溫度過高聯鎖；冷凍鹽水出水溫度過低聯鎖。

3.3.2 機組報警系統

機組報警系統設置了包含排氣壓力高、吸氣壓力低、油壓差低、能級上下限保護等16項報警信息，必要時增加油泵電機和動力電機電流過流報警，對設備運行的主要參數能夠做到及時的預報，提醒人員對存在問題及時處理，以防止設備故障停機和事故發生。

4 PLC及上位機設計

該控制系統對PLC，上位機和組態軟件無特別要求，—般的PLC，上位機和組態軟件基本都能勝任，但組態軟件還是推薦性能穩定、功能較為豐富的軟件。在PLC和上位機編程時應注意以下幾點：其一，模擬量數據類型設置恰當。因涉及到差值計算，且該差值為聯鎖變量，防止差值瞬間出現負數而變成正數，則不會出現聯鎖停車。涉及到聯鎖編程時應把安全放在首位，考慮周全，以實現全部功能為原則，其次再追求程序的精煉，切勿本末倒置。

5 結束語

壓縮機經過試運行基本正常，但在自動控制時出現自控不穩，能級波動較大，容易超調，最后對控制方案一修改為：能級控制閥開啟1s，關閉120 s；控制方案二修改為：能級控制閥開啟0.5s，關閉130 s，自動控制平穩，基本滿足生產要求。

參考文獻

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