空壓機系統的自動化節能控制應用

段劍峰

（山西兆豐鋁電有限責任公司， 山西 陽泉 045000）

1 空壓機系統主要結構介紹

1.1 壓縮機和電動機

存在于大氣中的空氣被高度地壓縮，并以較高的壓力輸送給氣動系統，在這個過程中，機械能被很好地轉換成氣壓能，能夠給整個壓縮系統提供機械能，電動機內部的電能可以非常有效地轉化成電能[1]。

1.2 壓力開關和單向閥

在整個空壓機系統的運行過程中，必須要對整體儲氣罐中的壓力進行全方位地控制，并更好地把壓力提高到一個更高點。如果在內部運行的過程中，正好達到這個壓力點之后，電動機的運行就會因此停止。如果儲氣罐中的壓力因此跌到了一個比較低的點，那么電動機就會被迫重啟。單向閥的作用則是在壓縮機停止的過程中，更好地阻止壓縮空氣從反方向流動。

1.3 安全閥和冷凍式空氣干燥劑

在運行過程中，儲氣罐中的壓力超過運行限度，安全閥就可以將多余的空氣排出。冷凍式空氣干燥器的作用是為了能夠更好地將壓縮好的空氣制冷到零上若干的溫度，然后空氣中大部分的濕氣就會因此凝結，之后就可以使整體系統中的水分凝結。

2 空壓機變頻驅動的工作原理

目前，常用的變頻驅動器主要由變頻器、控制器、壓力傳感器和其他部件組成。在整個空壓機系統工作過程中，如果能夠巧妙地運用變頻控制器進行控制，那就可以有效地實現使用一臺空壓機電機對四個主要的開關進行控制，尤其是能夠對空壓機主要工作方式進行全面控制。

在對變頻器進行節能控制時，輸入固定的信號對空壓的運行和停止進行控制是非常重要的一個環節。當整個系統內部的實際壓力大于設定壓力值時，變頻驅動器就會在最短的時間內下達相關命令，然后讓空壓機進入全速運行狀態；而當實際壓力值低于設定壓力值時，那么空壓機就會進入減速運行狀態。變頻器的加入就是可以使空壓機系統進入一個循環往復的工作，圖1為空壓機的變頻驅動結構。

圖1 空壓機變頻驅動系統結構

3 PLC和計算機技術在空壓機系統中的運用

為了使自動化和節能控制系統能夠更好地融入空壓機系統中，PLC技術和光纖通訊技術的運用顯得尤為重要。目前，很多企業都采用了多臺并網的集中控制模式，整個空壓機系統可以對電機、電流和電壓等信號進行全面地采集，然后再把信息打包上傳，從而使每一臺空壓機都能夠更好地在控制端實現三位一體的保護、報警和監控功能[3]。整個空壓機系統的結構主要由上位監控主機系統、PLC下位機系統、傳感器設備和視頻攝像機系統等。PLC下位機系統的存在主要是可以通過可編程的控制系統讓控制器對整體復雜的環境更好地進行適應，整個系統具有非常高的抗干擾能力，操作起來也就顯得更加方便。

4 自動節能技術在空壓機系統中運用的實例

在某次操作過程中，通過有效利用中小型的西門子系列的PLC計算機控制設備，就能夠有效地達到空壓機參數實時的掃描和運算，并將相關的信息傳給現場的控制室和觸摸屏。在現場的操作人員只需對觸摸屏發出指令，就能對空壓機更好地進行調停和控制。整體PLC采用的是模塊化設計方法，整體具有很好的功能配制和擴展的特點，根據不同的組合方式靈活地進行擴展。

整體操作過程選用的是315-2dp型號的cpu，此cpu集合了包括mpi和dp在內的多個通信接口，本身有著非常強大的通訊功能。采用ethernet協議來進行網絡通信的方法能夠很好地實現現場到中控室的控制過程。在整體操作過程中，先由光纖鏈路模塊進行控制，然后再將信息傳送到光纖，之后連接到中控室中的以太網，最終將plc的采集過程傳送到上位的機械，然后再由機械發送詳細的控制命令到達PLC機械。每個PLC的cpu上都需要配置一個固定的接口，以此來更好地連接到profibus轉modbus協議的轉換模塊上[4]。通過將上述的設備更好地連接到空氣壓縮機和智能電力監測表上，空氣壓縮機內部的功率和電力狀態等數據都可以很好地被表達出來，同時也可以向機器本身發送相關的命令。

5 結語

當自動化節能控制技術更好地被運用于空壓機系統內部時，可以更好地起到節電省油、減少噪音和延長機器使用壽命等作用。此外變頻調速的功能也能夠從根本上改善設備的性能，從而使整個空壓機系統能夠更好地進行運行。隨著國家對于能源利用的不斷關注和深入，各項節能技術在各個領域不斷被深入地應用，如果在空氣壓縮機的控制中加入自動化控制模式，就能更好地提升效率和節約能源。