羅曦

基于LOGO！的阿特拉斯空壓機(jī)控制改造

Innovation of Atlas Air Compressor Control Based on LOGO!

羅曦

1 引言

美國(guó)阿特拉斯空壓機(jī)具有較高的可靠性，其運(yùn)行噪音低、效率高，在國(guó)內(nèi)廠礦中被廣泛應(yīng)用于動(dòng)力氣源或制氧系統(tǒng)。我公司有4臺(tái)GA90風(fēng)冷機(jī)和3臺(tái)GW132水冷機(jī)，使用期已超過10年，部分機(jī)器的Elektronikon裝置出現(xiàn)故障且無(wú)法修復(fù)，由于是較早期產(chǎn)品，難以找到可完全替代的備件，因而必須對(duì)其控制保護(hù)裝置進(jìn)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(shù)顯儀作模擬量采集顯示，替代Elektronikon裝置的空壓機(jī)保護(hù)控制系統(tǒng)，功能可靠實(shí)用，空壓機(jī)運(yùn)行信息一目了然，便于現(xiàn)場(chǎng)及維護(hù)人員查看空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

2 控制要求

達(dá)到原裝置控制要求，實(shí)現(xiàn)遙控/就地開機(jī)、Y-△起動(dòng)、根據(jù)設(shè)定壓力自動(dòng)加載、遙控加載、空壓機(jī)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)（溫度、壓力）數(shù)據(jù)顯示、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)參數(shù)越限報(bào)警、壓縮機(jī)溫度越限停機(jī)保護(hù)等功能。

3 硬件配置及結(jié)構(gòu)

西門子LOGO！230RC微型控制器特點(diǎn)是功能強(qiáng)、體積小、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、容易維護(hù)，配合擴(kuò)展模塊DM8 230R，最多可達(dá)24個(gè)DI和16個(gè)DO，可滿足較為復(fù)雜的控制要求，內(nèi)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(shí)可直接選取并反復(fù)調(diào)用。

XSD系列多通道數(shù)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(guī)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(cè)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(jī)有3個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)：壓縮機(jī)溫度、壓縮空氣溫度、冷卻器溫度，采用PT1000傳感器；4個(gè)壓力測(cè)量點(diǎn)：出口氣體壓力、主機(jī)噴油壓力、過濾器壓差、油氣分離器壓差，壓力傳感器信號(hào)類型及量程廠家沒有標(biāo)注，通過對(duì)正常機(jī)器在開機(jī)、停機(jī)狀態(tài)下分別測(cè)量，線性化計(jì)算，得出各傳感器量信號(hào)類型及量程如表1。

為達(dá)到較為完善的功能，優(yōu)化的硬件配置如下：1個(gè)微型控制器LO?GO!230RC、3個(gè)擴(kuò)展模塊DM8 230R、1個(gè)4通道數(shù)顯儀XSD PT1000、1個(gè)4通道數(shù)顯儀XSD 0～5VDC。用數(shù)顯儀提供的5VDC電源給壓力傳感器供電。

硬件連接上，對(duì)電機(jī)二次回路不作改動(dòng)，將接在原裝置Elektronikon輸出接點(diǎn)K01、K02、K03、K04的引線分別接至LOGO！的輸出接點(diǎn)Q1、Q2、Q3、Q4；溫度傳感器與溫度數(shù)顯儀的信號(hào)輸入端連接，壓力傳感器壓力數(shù)顯儀的信號(hào)輸入端連接，數(shù)顯儀的開關(guān)量輸出接點(diǎn)與LOGO！的輸入點(diǎn)連接。LOGO！控制原理及系統(tǒng)接線圖如圖1所示。

4 多通道數(shù)顯儀開關(guān)量輸出設(shè)置

各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度、壓力直接在數(shù)顯儀顯示。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)空壓機(jī)各溫度、壓力動(dòng)作值設(shè)置如下：

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

5 程序設(shè)計(jì)

采用LOGO!Soft Comfort V6.0編程軟件輕松實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)，下載到LOGO！，或可直接在LOGO！面板上編輯程序。

I9、I10分別為主機(jī)和冷卻風(fēng)機(jī)熱繼電器常閉接點(diǎn)，當(dāng)其中任一點(diǎn)斷開，過載報(bào)警指示燈閃爍。I13～I(xiàn)16為溫度數(shù)顯儀三個(gè)開關(guān)量輸出常開接點(diǎn)，用于測(cè)量點(diǎn)溫度越限報(bào)警；I17～I(xiàn)20為壓力數(shù)顯儀四個(gè)開關(guān)量輸出常開接點(diǎn)，I17用于在就地方式下空壓機(jī)的加載，I18～I(xiàn)20用于測(cè)量點(diǎn)壓力越限報(bào)警。當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)值達(dá)到數(shù)顯儀設(shè)定的動(dòng)作值時(shí)，數(shù)顯儀的相應(yīng)輸出接點(diǎn)接通，相應(yīng)的報(bào)警指示燈閃爍，開關(guān)量正常后通過I6復(fù)歸（圖2）。

表1 各傳感器信號(hào)類型及量程

通過選擇按鈕S5轉(zhuǎn)換I5狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)就地遙控方式選擇。選擇就地方式時(shí)，按就地起動(dòng)按鈕S7起動(dòng)，遠(yuǎn)方控制不起作用，按就地停機(jī)按鈕S8停機(jī)；選擇遙控方式時(shí)，遠(yuǎn)方DCS接通I1起動(dòng)，就地起動(dòng)按鈕S7不起作用，遠(yuǎn)方DCS斷開I2時(shí)停機(jī)，或可按就地停機(jī)按鈕S8停機(jī)。起動(dòng)按Y-△起動(dòng)方式進(jìn)行。

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

本系統(tǒng)設(shè)運(yùn)行、故障、備妥3個(gè)常開接點(diǎn)送遠(yuǎn)方DCS，以便遠(yuǎn)方控制室了解空壓機(jī)狀態(tài)?？諌簷C(jī)起動(dòng)完畢，Q5閉合，表示空壓機(jī)運(yùn)行；Q6、Q7正常時(shí)吸合，表示無(wú)空壓機(jī)故障并備妥，壓縮機(jī)溫度過高或過載時(shí)Q6斷開，表示空壓機(jī)故障，任一監(jiān)測(cè)點(diǎn)越限報(bào)警時(shí)，Q7斷開，表示不備妥（圖4）。

6 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)通過PLC和二次儀表的方式，對(duì)使用有一定年限的空壓機(jī)控制進(jìn)行改造，解決了找備件難的問題，經(jīng)在我公司阿特拉斯空壓機(jī)使用，性能可靠，價(jià)廉物美，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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趙 蓮

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