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压缩空气是现代工业生产过程中一种必不可少的动力能源。空压系统一般由空压机组、干燥机组、储气罐、分气缸、冷却水系统等组成。随着生产车间对压缩空气压力和流量的需求变化,空压站的空压机组、干燥机组的运行台数、或运行频率应进行自动化调节,以满足生产末端对压缩空气压力和流量的工艺要求,并最大限度地节省空压站的运行能耗。

空压站自控系统在本地配置PLC控制站和现场触摸屏,将其就近接入动力设备集控系统主干环网上的网络交换机。空压站PLC控制柜内配置设备层交换机,空压站内的水泵、冷却塔风机变频器通过PROFINET接口接入设备层交换机,实现与PLC控制站联网运行。PLC控制站配置ModBus-RTU通讯模块,实现与空压机组、干燥机组自带控制器通讯集成。


1. 监测功能及数据采集

 每台空压机组供气管(或储气罐)的压力、流量监测;

 每台干燥机组出口空气露点温度监测;

 每台空压机组出口管路上粗过滤器、每台干燥机组出口管路上精过滤器压差监测;

 每台空压机组、干燥机组供气管路上电动蝶阀开度监测;

 冷却供回水总管上温度、压力,以及每台空压机组冷却出水温度监测;

 每台空压机组、干燥机组冷却水回路电动蝶阀开度监测;

 每台空压机组、干燥机组、冷却水泵、冷却塔风扇运行状态及故障状态监测;

 冷却塔水池或集中回水箱液位监测;

 冷却塔补水电动调节阀开度监测;


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空压站自控系统网络结构示意图


2. 通讯集成

  与每台空压机组、干燥机组自带控制器(ModBus-RTU等)通讯集成,读取空压机组、干燥机组内部运行参数,并实现供气压力再设定功能。

  与冷却泵变频器通讯集成,读取变频器内部运行参数,并实现水泵变频控制。变频器内部运行参数包括:电流、电压、频率、功率、功率因数、累计消耗电能、单位时间能耗、累计运行时间、上电次数、散热器温度、转矩、加减速时间、本地远程状态、故障信息等;

  与冷却泵变频器通讯集成,读取变频器内部运行参数,并实现水泵变频控制。变频器内部运行参数包括:电流、电压、频率、功率、功率因数、累计消耗电能、单位时间能耗、累计运行时间、上电次数、散热器温度、转矩、加减速时间、本地远程状态、故障信息等;

3. 控制功能

  空压机组、干燥机组及辅联设备安全联动控制:开机时,先启动冷却水回路设备(水泵、电动蝶阀、冷却塔风扇等),再启动干燥机组,最后启动空压机组;停机时,先停空压机组,再停干

燥机组,最后停止冷却水泵和冷却水回路设备;

  空压机组运行台数节能群控:建立空压机组群控模型,实现定频空压机组智能精准启停、加卸载以及变频空压机运行频率调整,保证空压分气缸压力恒定,满足生产车间用气需要,实现空压站节能控制;

  冷却水系统自动控制功能:

冷却塔节能启停控制:当空压冷却塔出水温度低于设定值时,冷却塔风机停止运转;当水温高于设定值时,冷却塔风机开始运转。

冷却水泵变频节能控制:根据冷却水系统供水压力对冷却水泵进行变频节能控制。当空压机台数减少时,对应空压机的冷却水电动蝶阀关闭,水泵出口总管压力上升,根据设定压力对冷却水泵进行变频控制。

循环冷却水箱液位控制及故障报警:根据循环冷水箱液位监测,实现储水箱自动补水功能。当水箱液位低于下限时,自动打开补水阀;当水箱液位高于上限时,关闭补水阀。


4. 空压站监控原理图


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