空壓機智能監控系統在選煤廠的應用

姚慧琳

摘 要：隨著工業自動化技術的日益提高，生產企業自動化管理水平也逐步向智能化、管理控制一體化的方向發展。本文詳細介紹了空壓機智能監控系統的工作過程，實現了對空壓機設備的自動控制及實時在線監測，解決了舊系統中管道氣壓波動大、支氣管路漏氣造成氣壓過低供氣不足帶來的資源浪費、空載運行和機器損耗、電耗等一系列影響安全生產的問題，經濟效果顯著。

關鍵詞：空壓機；PLC；智能監控；節能降耗

一、概述

為了提高空壓機組的自動化水平和實現節能降耗目的，對空壓機房控制系統進行了改造，在使用該智能監控系統中變頻控制后，可準確地根據生產系統用氣量的需求來控制空壓機的啟停輸出，并且減少了對部分電氣部件和機械部件的沖擊，降低了各類相關電磁閥和氣動元件的工作頻率，延長了零部件的使用壽命，提高了空壓機的使用效率，減少了空壓機的維護費用，改造后的空壓機智能監控系統實現了現場無人值守、遠程集中控制和節能降耗等目的。

二、新舊系統簡介

舊系統空壓機電耗一直是主要消耗對象，主要原因是原加壓過濾機運行多年密封效果不好，造成空壓機運行臺數多與運行時間長，其次是無壓力自動監測監控系統，致使空壓機出現空開現象多。舊空壓機組系統采取人工控制方式，操作工根據經驗手動控制空壓機的啟動停止，自動化程度低，輸出壓力的調節是靠人為調節閥的開度來實現的，調節速度慢，波動大，不穩定，精度低，需工作人員24小時監視，浪費人力資源；異步電動機易頻繁的啟動、停止，影響電機的使用壽命，空壓機工頻啟動電流大，對電網沖擊大，機械部件磨損大，設備維護檢修工作量大；

空壓機智能監控系統自動控制模式可避免空壓機卸荷空載運行、持續運行在高壓狀態、氣壓持續大波動，從而節約了電能，減少了對空壓機的持續沖擊，延長設備使用壽命。自動控制模式完全可以在達到預定節能、保護設備要求的前提下，滿足生產需要，在不同情況下更有極佳的控制效果。在用氣量小的情況下自動控制模式可實現小波動精準控制；在用氣量大波動小的情況下自動控制模式可實現小波動精準控制；在用氣量大波動大的情況下自動控制模式可實現大波動準確控制，無論在何種情況，自動調節模式都可達到穩定氣壓目的，并且完全可滿足實際生產要求。

三、系統組成

3.1PLC配置

CPU模塊是系統中信息運算和處理的核心；電源模塊用于為PLC系統提供24V直流電源；模擬量輸入模塊采集空壓機電流信號；模擬量輸出模塊輸出PLC控制信號；開關量輸入模塊采集向空壓機變頻、軟起或智能控制器機柜的狀態信號（如：啟動允許、供電故障、過載故障、運行反饋、輔助設備運行狀態等）、與空壓機相對應的手自動轉換開關和緊急停止按鈕的狀態信號；開關量輸出模塊輸出PLC的控制信號如啟動、停止、加載、卸荷、急停等，控制空壓機運行；通訊接口模塊將PLC系統接入以太網，負責PLC和上位機之間的通訊；數據交換機串行通訊處理器模塊，采集從站控制器中存儲的空壓機運行狀態信息。

3.2上位機部分

上位機采用RSView32軟件編制，能夠監控整個空壓機組的運行狀態及主要技術參數，電源電壓、主電機電流、排氣溫度、油溫、油壓、排氣壓力、報警信息等，當檢測到異常的狀態參數時能及時報警、顯示故障點并記錄。在PLC和上位機之間的通訊中，PLC通過以太網模塊光電轉換，將信號通過光纖傳輸到調度室，然后再用光電轉換模塊轉換成以太網與工控機聯接，上位機通過網絡實現遠程監控功能，選擇接口類型為工業以太網，設置工控機IP地址來與PLC通訊，實現上位機通過PLC來控制和監視設備的運行故障等一系列信號。

四、系統控制方式

該系統可實現三種控制模式：就地控制、遠程手動控制、遠程自動控制。

就地控制：通過轉動控制柜上的遠程就地旋鈕，可使系統進入就地模式，此時可在集控室對空壓機運行狀態及相關運行數據進行實時監視，操作員可在空壓機機房內進行手動控制空壓機啟停。

遠程手動控制：通過撥動控制柜上的遠程就地旋鈕，可使系統進入遠程模式，此時可在集控室對空壓機運行狀態及相關運行數據進行實時監視，并可對其進行直接控制。通過在界面上選擇手動模式可進入遠程手動控制模式，操作員亦可在空壓機機房內進行手動控制空壓機啟停。

遠程自動控制：通過撥動控制柜上的遠程就地旋鈕，可使系統進入遠程模式。此時可在集控室對空壓機運行狀態及相關運行數據進行實時監視。通過在界面上選擇自動模式可進入遠程自動控制模式，此時無需操作人員進行任何操作，系統可自動調節控制空壓機的啟停和變頻空壓機的自動變頻。

五、結束語

空壓機智能監控系統自動化程度高，可無人值守；操作控制方式簡單靈活；安全可靠性高，具有完備的保護功能，空壓機本體、氣路系統、供電系統等發生故障時均有相應的保護措施，并能顯示詳細故障信息，保護動作迅速而可靠。整個系統結構簡單、成本、性能穩定，安全可靠，而且功能齊全，非常適合應用和推廣。

參考文獻：

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[2] 薛迎成 羅克韋爾PLC技術基礎及應用.中國電力出版社，2009

[3] 余先濤 基于PLC監控的空壓機變頻恒壓控制，2005