淺析空壓站自動化儀表及電氣控制系統(tǒng)技術改造

潘昊宇

【摘要】改革開放以來，隨著我國的工業(yè)技術的不斷發(fā)展，電氣自動化技術在工業(yè)中的應用也是越來越廣泛。本篇文章主要針對空壓站中的自動化儀表的應用進行論述，結合具體的實際情況對空壓站的電氣控制系統(tǒng)的技術改造提出一些問題與建議。

關鍵詞：空壓站，自動化儀表，電氣控制，技術改造

引言：自動化技術發(fā)展逐漸的代替人工的勞動，為許多工業(yè)場合節(jié)約了生產時間，工業(yè)控制系統(tǒng)是自動化技術在工業(yè)中應用的一種表現(xiàn)形式。電氣控制系統(tǒng)在空壓站中的應用也體現(xiàn)了其不可替代的地位，控制系統(tǒng)主要采用人工控制，所以在進行控制的時候，一些故障的發(fā)生不容易被發(fā)現(xiàn)，所以要針對這種電氣控制技術進行改造。

1. 現(xiàn)行空壓站電氣控制系統(tǒng)存在的問題

1.1空壓站電氣控制系統(tǒng)的可靠性差

在我國的許多工業(yè)生產型企業(yè)，由于生產許多，多會使用壓縮空氣，并且一般采用的控制形式多為淡季控制，這樣就會存在機組進行出氣的時候壓力的控制精度低，而且，整個控制系統(tǒng)主要以人工的操作為主，就會使得一些細微的故障出現(xiàn)時極不容易為人發(fā)現(xiàn)，并且在人工進行操作的過程中的可控制性能很差，控制壓力的精度也相當?shù)牡停罱K致使整個空壓站的工作可靠性下降[1]。

1.2電氣控制系統(tǒng)的安全性能差

傳統(tǒng)的空壓機在使用的過程中，內部的電流負荷比較大，所以，通過認為的手段對整個系統(tǒng)進行操作的時候，會出現(xiàn)一些電流波動導致系統(tǒng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。加之，這個空壓站的電器線路自身就存在一些安全隱患，如果不進行相應的電氣改造工作[2]，空壓站系統(tǒng)中的一些硬件設置以及相應的變頻器通信等設備的安全性能就會大大降低。而且，空壓站中的主控機在進行工作時的噪音也會影響操作人員的正常工作與判斷力，最重要的一點就是這種空壓站系統(tǒng)有時候還會出現(xiàn)空載運行的情況，是一些工廠型企業(yè)出現(xiàn)無用的能源浪費。

2. 空壓站自動化儀表及電氣控制系統(tǒng)技術改造

2.1具體改造方案

改造方案的提出，應該首先考慮到進行改造的過程中不影響企業(yè)的正常生產，再者整個技術改造應該基于工廠的生產工藝以及相關的技術支持進行實施，電氣控制方便主要采用的是PLC可編程序控制器進行控制，因為PLC的控制性能相對來說比較安全可靠[3]，而且功耗也相對較小，控制器包括一個擴展模塊，模擬量的輸入與輸出模塊。空壓站的運行方式主要依賴變頻器進行啟動、運行、停止，一旦在進行工作的過程中，空壓機的供氣符合超過了相關規(guī)定的最高上限，致使主控機出現(xiàn)超負荷運行，相關的操作人員就可以針對空壓機的主控電源進行相應的調整，將當前的主控電源切換到工頻電源，實現(xiàn)變頻器控制整個空壓站的機組運行。可編程序控制器與變頻器之間的通信協(xié)議采用RS485通信技術，控制的人機界面主要采用觸摸屏的形式。

應用可編程序控制器作為整個控制系統(tǒng)的核心部件，將空壓站內的變送器、變頻器以及相應的空壓壓縮機進行控制系統(tǒng)的連接，并且將這個控制系統(tǒng)進行閉環(huán)反饋控制。空壓站中的可編程序控制器的模擬量模塊相關的壓力、溫度等現(xiàn)場的測量值進行輸入以及輸出，并將整個測量值轉換為數(shù)字量，并且用過比較器將這些數(shù)字量與事先設定好的規(guī)定數(shù)值進行比較，可編程序控制器的中央處理器就會針對測量的相關值進行實時監(jiān)控，并且通過總線接口對變頻器的輸出頻率進行相應的調整，最終實現(xiàn)對整個空壓站的空壓機組的運轉速度進行自動控制，保證空壓站的所有實時發(fā)生的各種參數(shù)值控制在規(guī)定的范圍內，達到自動恒定控制的目的[4]。

2.2空壓站的電氣控制系統(tǒng)系統(tǒng)改造的硬件配置

整個空壓站的自動控制系統(tǒng)輸入和輸出主要采用可編程序控制器的模擬量輸入以及輸出模塊，系統(tǒng)的控制器主要采用數(shù)字數(shù)字智能變頻形式，變頻采用的是自動化模式。空壓站的具體硬件一桶的組成模式在這里不一一贅述。

變頻器中的ACS800輸入端口通常為自動或者手動形式，SA14的工作狀態(tài)始終保持在選擇開關的自動工作狀態(tài)上。輸入端口控制在啟動信號的模式上，這樣就會保證一旦整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，現(xiàn)場的實際工作人員手動將開關調整在正常工作位置上，在整個系統(tǒng)中輸入電信號之后采用手動的方式針對整個系統(tǒng)的電壓信號進行相應的調節(jié)，最終實現(xiàn)整個工作系統(tǒng)的速度控制要求。

2.3空壓站的PLC以變頻控制系統(tǒng)改造

在空壓站中的電氣控制系統(tǒng)與通信工業(yè)中的網(wǎng)絡協(xié)議采用的是MODBUS通信協(xié)議，這個通信協(xié)議可以在一定的程度上針對變頻器的工作進行控制，主要的控制包括工作機組的啟動、工作機組的運行速度、變頻器的實際工作頻率、通過整個系統(tǒng)的電流量以及電流產生的實際功率和電壓值等實際產生的各種數(shù)值，在進行整個系統(tǒng)的控制之后就就可以針對整個空壓站進行全方位、全數(shù)字的通信控制，下面針對變頻器的具體組成進行詳細的介紹：

首先，變頻器中應包含相應的硬件配置。在空壓站中的變頻器進行工作的時候可以在上面加裝一塊串行得通信模塊，以及一個與系統(tǒng)總線進行通信的串聯(lián)配置器，針對總線系統(tǒng)進行鄉(xiāng)音的串聯(lián)需要使用一條電纜，電纜應該有屏蔽保護層[5]；

其次，就是變頻器的通信設置模式，空壓站中的變頻器通過計算技術線連接，所以，工作中的操作人員針對通信的特殊格式進行設置，具體在實際中需要進行設置的通信格式主要由通信的頻率，數(shù)據(jù)的大小以及協(xié)議的格式等等；

再者就要針對變頻器的串行模式進行設計，與變頻器相連接的總線協(xié)議具有一定的開放性以及擴展性，所以，相關的變頻器制造廠家在生產的時候可以針對需要的特殊要求對設備進行簡單的操作，并且主要依靠每一級的線路形成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡，這樣對會對這個系統(tǒng)進行實時的監(jiān)控，監(jiān)控的主要手段就是采用集中監(jiān)控的形式，這樣，針對空壓站的管理效率以及準確程度都會有明顯的提高。

2.4空壓站電氣控制系統(tǒng)的人機界面的升級與改造

為了實現(xiàn)更加方便的控制，在空壓站中的電氣控制系統(tǒng)使用人機界面，針對人機界面的設計應該更加完善與合理，使得實際應用的效果能有一定程度的提高。人機界面的主要形式采用的是觸摸屏，這樣機會針對整個系統(tǒng)實現(xiàn)更好的監(jiān)控以及設計，針對系統(tǒng)的故障報警、相關的操作流程也能夠準確的顯示出來。

針對空壓站控制系統(tǒng)中人機界面的觸摸屏顯示，可以清晰的對各種相關的電氣參數(shù)進行顯示，在空壓站的電氣控制系統(tǒng)的升級方面 ，經(jīng)過系統(tǒng)的升級與改造之后的電氣控制系統(tǒng)的工作效率以及可靠性一定會更高。

結束語：電氣控制系統(tǒng)在空壓站中的應用也體現(xiàn)了其不可替代的地位，控制系統(tǒng)主要采用人工控制，所以在進行控制的時候，一些故障的發(fā)生不容易被發(fā)現(xiàn)，所以要針對這種電氣控制技術進行改造。本篇文章針對空壓站的電氣系統(tǒng)的改造提出了具體的方案。通過改造后的空壓站整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性一定會更高，對工業(yè)生產也會有直接現(xiàn)實的意義。

參考文獻：

[1]鄭博升. 空壓站自動化儀表及電氣控制系統(tǒng)技術改造分析[J]. 電子技術與軟件工程，2015，05：170.

[2]崔巍. 空壓站自動化儀表及電氣控制系統(tǒng)技術改造[J]. 本溪冶金高等專科學校學報，2004，01：39-41.

[3]張還，劉茂升. 基于MODBUS通信的空壓站PLC變頻調速控制系統(tǒng)的設計[J]. 壓縮機技術，2009，05：17-21.

[4]鄭敏，彭昱. 基于INSPEC和PLC的空壓機控制系統(tǒng)的設計[J]. 西華大學學報（自然科學版），2012，02：46-49.

[5]劉繼修. 鋁型材氧化著色生產線空壓機組變頻調速控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 電工技術，2011，06：54-55+59.