摘要:本文主要論述了臺達PLC和人機界面在大功率空壓機的應(yīng)用及其在該領(lǐng)域展示的一系列優(yōu)點。

    關(guān)鍵詞:空壓機；PLC；人機界面；多機聯(lián)調(diào)；氣調(diào)；電調(diào)。

    一、設(shè)計意圖

    　　基于成本原因，長期以來空壓機制造行業(yè)所采用的控制系統(tǒng)均采用單片機控制、數(shù)碼管指示工作狀態(tài)及指示參數(shù)值。雖然該系統(tǒng)制造成本低，但卻難以應(yīng)付自身的易受干擾、修改工藝程序及功能擴展不方便等缺陷和客戶提出的一系列挑戰(zhàn)。另外，工廠生產(chǎn)工序、時段的不均衡性用氣和間斷性用氣造成用氣的波動很大，若用高峰用氣量來規(guī)劃供氣系統(tǒng)，將不得不面臨用大功率的電機通過空載和容調(diào)來適應(yīng)供氣量所造成的巨大能量浪費。采用PLC和人機界面將輕而易舉地完成單片機所執(zhí)行的所有功能和解決不同需求用戶面臨的問題。

    二、硬件架構(gòu)

    圖一網(wǎng)路架構(gòu)圖

    圖二PLC配線圖

    DP210、PWS3760：功能操作;信息顯示;信息查詢；

    DVP14ES00R：提供通訊接口、進行數(shù)據(jù)及邏輯處理，執(zhí)行聯(lián)調(diào)程序任務(wù)；

    DVP20EX00R：提供通訊接口、進行數(shù)據(jù)及邏輯處理，執(zhí)行單機程序任務(wù)。

    I/O分配：

    四、軟件設(shè)計

    　　軟件上將分PLC程序設(shè)計和人機界面設(shè)計兩部分。

    　　PLC程序設(shè)計包括單機程序設(shè)計和多機聯(lián)調(diào)程序設(shè)計：單機程序設(shè)計包括工藝動作（啟動，氣調(diào)或電調(diào)撤換，排氣閥動作和冷卻系統(tǒng)動作判斷等）、報警及警報處理、模擬量采樣（溫度和壓力）、畫面更換、通訊等幾部分設(shè)計；聯(lián)調(diào)程序設(shè)計主要根據(jù)目標壓力需求通過RS-485通訊口處理多臺設(shè)備的邏輯增減。

    　　界面設(shè)計包括DP210界面設(shè)計和PWS3260界面設(shè)計：

    　　DP210界面：顯示單機信息及單機運行/停止、模式撤換、故障查詢及復位、運行/負載時間查詢、維護時間提示、用戶參數(shù)設(shè)定等操作。

    　　PWS3260界面：單機運行模式下顯示各機運行狀態(tài)及報警信息、遠程啟停、授權(quán)現(xiàn)場操作設(shè)定；聯(lián)機運行模式下顯示各機調(diào)配情況及顯示各機出口壓力和溫度、故障查詢及復位、運行/負載時間查詢、維護時間提示、用戶參數(shù)設(shè)定、授權(quán)現(xiàn)場操作設(shè)定、供氣壓力曲線顯示等操作。

    五、基本功能

    1多模式運行：

    　A單機自動氣調(diào)/電調(diào)運行：在氣調(diào)與電調(diào)間自動撤換

    　B聯(lián)機自動氣調(diào)運行：無電調(diào)動作

    　C手動氣調(diào)/電調(diào)運行：氣調(diào)與電調(diào)間手動撤換

    　　氣調(diào)運行：在輕載狀態(tài)（重載狀態(tài)禁止啟動），電機按星-三角啟動2秒后，加載電磁閥得電加載，壓力到達設(shè)定值，加載電磁閥失電斷開，主機繼續(xù)運行。在電磁閥連續(xù)掉電20分鐘后，系統(tǒng)進入空車過久停車狀態(tài)。當壓力下降到設(shè)定下限時，系統(tǒng)重啟，啟動完成2秒后加載電磁閥動作。自動狀態(tài)，90分鐘內(nèi)有三次空車過久停車出現(xiàn)，系統(tǒng)自動撤換到單機自動電調(diào)運行狀態(tài)。

    　　電調(diào)運行：在輕載狀態(tài)（重載狀態(tài)禁止啟動），電機按星-三角啟動2秒后，加載電磁閥得電加載，壓力到達設(shè)定值，加載電磁閥失電斷開，10秒后主機停止，但若10秒內(nèi)壓力開關(guān)閉合，主機不停。自動狀態(tài)，在30分鐘內(nèi)出現(xiàn)3次電調(diào)運行則系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到自動氣調(diào)模式。

    2參數(shù)設(shè)定：

    　　排氣壓力上下限：由用戶根據(jù)用氣情況設(shè)定，系統(tǒng)預(yù)設(shè)上限16Kg,下限7Kg。允許修改上下限區(qū)間為0-16Kg,但當下限值大于上限值時，系統(tǒng)強置上限值等于下限值。

    風機啟動溫度和風機停止溫度：系統(tǒng)默認設(shè)定分別為75℃和70℃，允許修改上限均為85℃。

    　　保養(yǎng)時間設(shè)定：包括整機保養(yǎng)時間設(shè)定、油過濾器保養(yǎng)時間設(shè)定、油細分離器保養(yǎng)時間設(shè)定、空氣過濾器保養(yǎng)時間設(shè)定。所有保養(yǎng)時間設(shè)定受密碼保護，由廠家設(shè)定，用戶設(shè)定需廠家授權(quán)。當整機保養(yǎng)時間到達，系統(tǒng)強制停機，禁止啟動，直到生產(chǎn)商用密碼解除；其它部件保養(yǎng)時間到則由用戶解除提示和更換配件。

    3狀態(tài)顯示：

    排氣壓力/排氣溫度

    空載運行時間/負載運行時間

    主機狀態(tài)：主機運行/主機停止

    負載狀態(tài)：負載運行/空載運行

    運行模式：單機自動氣調(diào)/電調(diào)運行

    　　　　　聯(lián)機運行

    　　　　　手動氣調(diào)/電調(diào)運行

    冷卻器狀態(tài)：風機[冷卻泵]運行/風機[冷卻泵]停止

    剩余保養(yǎng)時間：整機保養(yǎng)剩余時間、油過濾器保養(yǎng)剩余時間、油細分離

    器保養(yǎng)剩余時間、空氣過濾器保養(yǎng)剩余時間

    4保護功能：

    A、閃爍顯示各種警訊并記錄以備查詢，包括：相序錯誤（禁止啟動）；主機過載（緊急停機）；風機過載（緊急停機）；主機溫度高（緊急停機）；排氣溫度高（緊急停機）；壓力傳感器故障（緊急停機）；油過濾器堵塞（警報）；油分離器堵塞（警報）；空氣濾清器堵塞（警報）。

    B、雙溫度檢測保護：除了用PT100檢測排氣口溫度，還增加排氣口溫度開關(guān)以保證在PT100失效的情況下系統(tǒng)的絕對安全；

    C、整機保養(yǎng)時間到達，系統(tǒng)強制停機，禁止啟動；

    D、在控制電路上增設(shè)急停按鈕以策安全。

    5查詢功能：查詢最近故障紀錄、負載運行時間、設(shè)備運行時間、系統(tǒng)保養(yǎng)時間、壓力-時間波動曲線。

    六、擴展功能

    多機聯(lián)調(diào)：為了滿足不同層次的客戶的需求，方便客戶能任何時候合理配置供氣系統(tǒng)：既能滿足少用氣量場合，又能滿足用氣量波動大的特殊需求。本系統(tǒng)增加了多機聯(lián)調(diào)功能，即只要客戶在上位機中將運行模式設(shè)為多機聯(lián)調(diào)模式，同時在用戶參數(shù)設(shè)定畫面輸入當前參與聯(lián)調(diào)的設(shè)備的數(shù)目，系統(tǒng)將根據(jù)當前的用氣量需求，自動增減設(shè)備運行數(shù)目，以達到合理供氣，降低運行成本的目的。

    七、總結(jié)

    　　在螺桿式空壓機應(yīng)用PLC和人機界面，將輕易取代單片機并能做得更好。