王艷　郭宏（.沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)自動(dòng)控制系統(tǒng)工程有限公司，遼寧沈陽(yáng) 0000；.沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)總經(jīng)理辦公室，遼寧沈陽(yáng) 0000）

離心壓縮機(jī)試車臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王艷1郭宏2
（1.沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)自動(dòng)控制系統(tǒng)工程有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110000；2.沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)總經(jīng)理辦公室，遼寧沈陽(yáng) 110000）

介紹離心壓縮機(jī)組試車臺(tái)的控制系統(tǒng)，根據(jù)試車臺(tái)控制系統(tǒng)的技術(shù)要求，利用西門(mén)子S7-300PLC，合理的設(shè)計(jì)出了控制系統(tǒng)的整體控制方案和軟件控制流程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種不通類型的壓縮機(jī)組的試車控制，畫(huà)面顯示更加直觀、控制更加安全，目前已經(jīng)通過(guò)多臺(tái)機(jī)組的圓滿試車得到了用戶的認(rèn)可［1］。

試車臺(tái) 控制系統(tǒng) 硬件布置 邏輯流程

離心壓縮機(jī)的主要性能參數(shù)是出口流量、出口壓力、進(jìn)口壓力、軸功率、效率和轉(zhuǎn)速等，每臺(tái)壓縮機(jī)出廠時(shí)都需要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，以滿足用戶的要求。所以在離心壓縮機(jī)試車時(shí)需要一套試車控制系統(tǒng)。可以說(shuō)試車臺(tái)控制系統(tǒng)是整個(gè)試車臺(tái)的重要組成部分，它不但能夠記錄每臺(tái)離心壓縮機(jī)的試車參數(shù)，還能確保機(jī)組試車時(shí)的安全以及對(duì)試車輔助設(shè)備的控制，如油壓控制、加熱器控、冷卻水控制等。采用PLC組建的試車臺(tái)控制系統(tǒng)，在壓縮機(jī)組啟動(dòng)和試車過(guò)程中，控制裝置能夠滿足試車技術(shù)要求和工藝提出的各項(xiàng)聯(lián)鎖、保護(hù)要求，具有完善的防喘振控制和自動(dòng)報(bào)警功能［2］。

1　試車臺(tái)控制系統(tǒng)的主要技術(shù)要求

1.1試車臺(tái)要求

可控制6個(gè)試車臺(tái)位；同一時(shí)間試車時(shí)只控制一臺(tái)機(jī)組；可對(duì)不同機(jī)組類型進(jìn)行控制。

1.2控制系統(tǒng)功能要求

（1）試車臺(tái)設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)；（2）流量、壓力調(diào)節(jié)控制；（3）冷卻水控制；（4）油壓控制；（5）油溫控制；（6）壓縮機(jī)啟動(dòng)控制；（7）壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)報(bào)警控制；（8）壓縮機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)控制；（9）防喘振控制；（10）試車數(shù)據(jù)歷史記錄；（11）壓縮機(jī)調(diào)速控制；（12）要求系統(tǒng)安全、可靠工作穩(wěn)定［3］。

2　試車臺(tái)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

試車臺(tái)控制系統(tǒng)的硬件布置如圖1所示，整個(gè)試車臺(tái)共有6個(gè)試車臺(tái)位，每個(gè)臺(tái)位旁有一個(gè)轉(zhuǎn)接柜，6個(gè)轉(zhuǎn)接柜的信號(hào)線送到中控制的選控柜內(nèi)，通過(guò)選控柜將試車臺(tái)位的信號(hào)傳輸給PLC控制。每個(gè)部分的功能介紹如下：

轉(zhuǎn)接柜：通過(guò)轉(zhuǎn)接柜將機(jī)組的信號(hào)線轉(zhuǎn)接到100米外的選控柜內(nèi)。選控柜：通過(guò)選控柜對(duì)要試車的臺(tái)位進(jìn)行選擇，哪個(gè)臺(tái)位要試車，就將選控柜打到相應(yīng)的臺(tái)位，并且將信號(hào)與要試車的臺(tái)位進(jìn)行對(duì)接。振動(dòng)采集：通過(guò)振動(dòng)采集器將機(jī)組的振動(dòng)和位移信號(hào)采集上來(lái)，并將其轉(zhuǎn)換為PLC可識(shí)別的4-20MA信號(hào)，通過(guò)PLC在操作上進(jìn)行顯示，并執(zhí)行報(bào)警和聯(lián)鎖等邏輯功能。振動(dòng)分析：通過(guò)機(jī)組的振動(dòng)分析器可以對(duì)機(jī)組的性能進(jìn)行檢測(cè)，如對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)子的平衡問(wèn)題進(jìn)行分析等。低壓電控：通過(guò)低壓電控柜將PLC發(fā)出的信號(hào)命令轉(zhuǎn)換為低壓電控制命令，對(duì)油泵、加熱器等進(jìn)行控制，同時(shí)與高壓電控也有控制信號(hào)傳輸。變頻器：通過(guò)變頻器對(duì)機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，PLC可以通過(guò)對(duì)變頻器的調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)速的控制，并且可以通過(guò)機(jī)組的流量或壓力的控制對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的性能控制。操作臺(tái)：在操作臺(tái)上有一些指示燈用以顯示機(jī)組的當(dāng)前狀態(tài)，如機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)、聯(lián)鎖狀態(tài)、準(zhǔn)備啟動(dòng)、油泵運(yùn)行等等。在操作臺(tái)上有一些控制按鈕也是非常必要的，比如加熱器啟動(dòng)、緊急停機(jī)、報(bào)警確認(rèn)等。操作站：操作站是機(jī)組監(jiān)視的人機(jī)接口，通過(guò)操作站可以直觀觀察到機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)操作人員對(duì)機(jī)組的任何操作也必須在操作站上來(lái)完成，通過(guò)操作站還可以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和記錄，用以記錄整個(gè)試車的過(guò)程。PLC控制柜：PLC控制柜可以說(shuō)是整個(gè)試車臺(tái)控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，基本上所有的輔助設(shè)備都要與它進(jìn)行連接。通過(guò)PLC控制柜對(duì)所有采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的邏輯處理和邏輯輸出。PLC硬件主要包括CPU、數(shù)字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊還有些輔助電子元器件，如變送器等。

3　試車臺(tái)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

由于試車臺(tái)控制系統(tǒng)需要對(duì)不同機(jī)組進(jìn)行頻繁試車，對(duì)相應(yīng)的信號(hào)需要進(jìn)行頻繁拆解，而且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境油污較多，對(duì)信號(hào)傳輸將有一定影響，這些因素都對(duì)試車臺(tái)系統(tǒng)的組建提出了更高的要求。本套試車臺(tái)系統(tǒng)采用西門(mén)子的S7-300控制器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)離心壓縮機(jī)的起停、報(bào)警、防喘振性能控制、緊急停車、油壓調(diào)節(jié)等控制功能，控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4　控制系統(tǒng)的軟件功能設(shè)計(jì)

控制的軟件采用了STEP7 5.4開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在邏輯功能上與以往試車臺(tái)控制系統(tǒng)不通的是，本套試車臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了通用控制功能，針對(duì)不通類型的機(jī)組可以進(jìn)行選擇，控制系統(tǒng)中會(huì)自動(dòng)識(shí)別機(jī)組類型。同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)部集成了機(jī)組的啟動(dòng)、停止、報(bào)警、聯(lián)鎖、歷史記錄、油泵控制、冷卻控制等相應(yīng)功能。該試車臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了INTOUCH上位機(jī)操作人機(jī)界面，整個(gè)系統(tǒng)的操作流程在上位機(jī)上均可以顯示。系統(tǒng)監(jiān)控界面友好，操作更簡(jiǎn)單，大大的降低了操作人員的工作強(qiáng)度。增加了后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，使得系統(tǒng)的維護(hù)與擴(kuò)展更加容易。該系統(tǒng)的許多功能都做成了通用模塊，只更改監(jiān)控畫(huà)面和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，便可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的監(jiān)控系統(tǒng)。

5　結(jié)語(yǔ)

采用西門(mén)子300 PLC的試車臺(tái)控制系統(tǒng)，替代了傳統(tǒng)試車臺(tái)繼電器控制的試車裝置，不僅提高了壓縮機(jī)組試車的安全性和穩(wěn)定性，還解決了傳統(tǒng)試車臺(tái)系統(tǒng)在成的接線復(fù)雜、穩(wěn)定性差、難維護(hù)等缺點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)我們沈鼓集團(tuán)齒輪公司試車實(shí)際使用后表明，該控制系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高，滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求。

［1］盧雙龍.鍋爐引風(fēng)機(jī)調(diào)試期間振動(dòng)問(wèn)題分析及處理.風(fēng)機(jī)雜志［J］，2012（5）：85-88.

［2］樊丁.某型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)計(jì)算機(jī)數(shù)采及自動(dòng)試車系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.航空動(dòng)力學(xué)報(bào)，1997（1）：101-102.

［3］申法義.氫沖壓燃燒試車臺(tái)控制系統(tǒng)［J］.燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究，2000（3）：45-48.