[發明專利]基于PLC的多級離心式壓縮機恒壓控制裝置

無效

• 申請號: 201310278954.4
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103343748A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 周軍;咸云飛;楊光年;王成;徐瑞;駱偉;李建華;李聞;趙禹;陳軍
• 申請（專利權）人: 連云港杰瑞網絡有限公司
• 主分類號: F04D27/02
• 分類號: F04D27/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 畢東峰

技術領域

?本發明涉及一種壓縮機控制裝置，特別是一種基于PLC的多級離心式壓縮機恒壓控制裝置。

背景技術

多級離心式壓縮機具有體積小、流量大、重量輕、運行效率高、易損件少、輸送氣體無油氣污染、供氣均勻、運轉平穩、經濟性好等一系列優點。因此廣泛應用于鋼鐵、化工、電力、造船等多個行業，在西氣東輸工程中全線選用的是離心式壓縮機。

多級壓縮機旨在輸出一個恒定的氣源，因此恒壓輸出是機組控制的重點。在用戶用氣量負荷不斷變化的情況下能保證壓縮機始終穩定節能的運行。

目前原有多級壓縮機控制系統控制方式變頻調速或者是出口調節閥開度來控制輸出壓力，喘振判斷機制，為壓力開關檢測負壓。對于變頻調壓，其優點是節能而且輸出壓力恒定性能好，缺點在于造價高，且大功率的機組對于電網的諧波影響不容忽視。對于通過出口調節閥來實現恒壓輸出的優點是造價低，缺點是能耗損失大，而且壓力輸出波動大。喘振通過單一的壓力開關檢測，穩定性不夠。容易產生誤報錯報，而且一旦誤報機組就會停機，容易對連續生產的廠礦企業產生較大影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種設計合理、實現了對多級離心式壓縮機系統的恒壓控制，既保證了大功率壓縮機組的節能運行的基于PLC的多級離心式壓縮機恒壓控制裝置。

本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種基于PLC的多級離心式壓縮機恒壓控制裝置，其特點是，該控制裝置包括PLC，PLC分別通過信號線與觸摸顯示屏、第一AI模塊、第二AI模塊、DI模塊、DO模塊和AO模塊連接；

第一AI模塊分別通過信號線與壓縮機齒輪箱上安裝的震動儀、冷卻器的冷卻水出口處安裝的出水溫度傳感器、冷卻器的冷卻水進口處安裝的進水溫度傳感器、壓縮機的電動機電流表連接；

第二AI模塊分別通過信號線與壓縮機出口處安裝的出口壓力傳感器、壓縮機進口處安裝的進口壓力傳感器、齒輪箱的潤滑油壓力傳感器、齒輪箱的潤滑油溫度傳感器連接；

DI模塊分別通過信號線與潤滑系統的過濾壓差開關、潤滑系統的油泵過載控制器、壓縮機出口閥反饋、主電機軟起控制柜、急停按鈕連接；

DO模塊分別通過信號線與壓縮機出口閥、齒輪箱的潤滑油系統、壓縮機的出口導葉控制器連接；

AO模塊分別通過信號線與壓縮機出口放空調節閥、導葉轉速調速器連接。

本發明所述的基于PLC的多級離心式壓縮機恒壓控制裝置中：所述的PLC的控制軟件采用模塊化沒計，采取開閉環相結合和模糊PID控制方法。

本發明所述的基于PLC的多級離心式壓縮機恒壓控制裝置中：PLC上還可以設有通訊口與外部計算機進行通訊連接。

本發明多級離心式壓縮機恒壓控制裝置的控制對象為包括壓縮機、齒輪箱、電動機、冷卻器、潤滑油系統、進排氣系統。本發明裝置可適應不同功率的空氣壓縮機較寬廣的工作范圍，其控制靈活機動、匹配性強，任何工況下都能保證壓縮機出口理想的空氣壓力，達到氣壓、溫度、效率最佳匹配。該控制裝置的核心部件是電控單元，通過I/O設備將檢測信號包括進出口壓力、溫度、軸承振動、進油溫度壓力等信號送至CPU計算處理，通過返回參數計算當前機組的運行曲線，通過導葉和出口閥門聯合控制保證出口壓力的恒定和機組的穩定運行，同時兼顧機組的運行效率。在機組高效運行區域通過控制導葉來調節出口壓力，在極限區域通過調節閥門來控制出口壓力。

控制軟件采用模塊化沒計，采取開閉環相結合和模糊PID等控制策略。為便于試驗調試，電控單元還留有通訊口與外部計算機進行通訊，可以通過計算機設置控制命令或將數據傳送給計算機，以便于數據存儲、處理和分析。

本發明裝置選用國產可編程控制模塊PLC控制，它集成度高、質量可靠、技術先進、擴展方便，提供MODBUS和網絡通訊接口，可方便的與計算機、觸摸屏以及其它工控智能設備相連接，通過觸摸屏完成對氣體溫度、壓力、流量等信號的測量和對調節閥、伺服電機、電動油泵等生產設備的控制任務。PLC通過工業現場總線與主控制站聯系，完成整個控制過程。其中，各控制實現方式如下：

（1）導葉、調節閥結合精確控制

利用模糊控制，通過現場試驗得出工程數據，得出相關公式及控制算法。系統采用壓縮機氣壓反饋參數為輸入參數，用以表征壓縮機的工作狀態；以導葉開度為控制變量，壓氣機出口壓力為被控變量，根據機組的運行曲線選擇控制對象。在機組高效運行區域通過調節導葉來實現機組輸出壓力的穩定。在機組運行極限區域則通過調節閥門來實現壓力調節的目的。

（2）多種恒壓方式控制