潘昊宇

【摘要】改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)的工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用也是越來(lái)越廣泛。本篇文章主要針對(duì)空壓站中的自動(dòng)化儀表的應(yīng)用進(jìn)行論述，結(jié)合具體的實(shí)際情況對(duì)空壓站的電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)改造提出一些問(wèn)題與建議。

關(guān)鍵詞：空壓站，自動(dòng)化儀表，電氣控制，技術(shù)改造

引言：自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展逐漸的代替人工的勞動(dòng)，為許多工業(yè)場(chǎng)合節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間，工業(yè)控制系統(tǒng)是自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)中應(yīng)用的一種表現(xiàn)形式。電氣控制系統(tǒng)在空壓站中的應(yīng)用也體現(xiàn)了其不可替代的地位，控制系統(tǒng)主要采用人工控制，所以在進(jìn)行控制的時(shí)候，一些故障的發(fā)生不容易被發(fā)現(xiàn)，所以要針對(duì)這種電氣控制技術(shù)進(jìn)行改造。

1. 現(xiàn)行空壓站電氣控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

1.1空壓站電氣控制系統(tǒng)的可靠性差

在我國(guó)的許多工業(yè)生產(chǎn)型企業(yè)，由于生產(chǎn)許多，多會(huì)使用壓縮空氣，并且一般采用的控制形式多為淡季控制，這樣就會(huì)存在機(jī)組進(jìn)行出氣的時(shí)候壓力的控制精度低，而且，整個(gè)控制系統(tǒng)主要以人工的操作為主，就會(huì)使得一些細(xì)微的故障出現(xiàn)時(shí)極不容易為人發(fā)現(xiàn)，并且在人工進(jìn)行操作的過(guò)程中的可控制性能很差，控制壓力的精度也相當(dāng)?shù)牡?，最終致使整個(gè)空壓站的工作可靠性下降[1]。

1.2電氣控制系統(tǒng)的安全性能差

傳統(tǒng)的空壓機(jī)在使用的過(guò)程中，內(nèi)部的電流負(fù)荷比較大，所以，通過(guò)認(rèn)為的手段對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)一些電流波動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。加之，這個(gè)空壓站的電器線路自身就存在一些安全隱患，如果不進(jìn)行相應(yīng)的電氣改造工作[2]，空壓站系統(tǒng)中的一些硬件設(shè)置以及相應(yīng)的變頻器通信等設(shè)備的安全性能就會(huì)大大降低。而且，空壓站中的主控機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)的噪音也會(huì)影響操作人員的正常工作與判斷力，最重要的一點(diǎn)就是這種空壓站系統(tǒng)有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)空載運(yùn)行的情況，是一些工廠型企業(yè)出現(xiàn)無(wú)用的能源浪費(fèi)。

2. 空壓站自動(dòng)化儀表及電氣控制系統(tǒng)技術(shù)改造

2.1具體改造方案

改造方案的提出，應(yīng)該首先考慮到進(jìn)行改造的過(guò)程中不影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，再者整個(gè)技術(shù)改造應(yīng)該基于工廠的生產(chǎn)工藝以及相關(guān)的技術(shù)支持進(jìn)行實(shí)施，電氣控制方便主要采用的是PLC可編程序控制器進(jìn)行控制，因?yàn)镻LC的控制性能相對(duì)來(lái)說(shuō)比較安全可靠[3]，而且功耗也相對(duì)較小，控制器包括一個(gè)擴(kuò)展模塊，模擬量的輸入與輸出模塊。空壓站的運(yùn)行方式主要依賴(lài)變頻器進(jìn)行啟動(dòng)、運(yùn)行、停止，一旦在進(jìn)行工作的過(guò)程中，空壓機(jī)的供氣符合超過(guò)了相關(guān)規(guī)定的最高上限，致使主控機(jī)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，相關(guān)的操作人員就可以針對(duì)空壓機(jī)的主控電源進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將當(dāng)前的主控電源切換到工頻電源，實(shí)現(xiàn)變頻器控制整個(gè)空壓站的機(jī)組運(yùn)行。可編程序控制器與變頻器之間的通信協(xié)議采用RS485通信技術(shù)，控制的人機(jī)界面主要采用觸摸屏的形式。

應(yīng)用可編程序控制器作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部件，將空壓站內(nèi)的變送器、變頻器以及相應(yīng)的空壓壓縮機(jī)進(jìn)行控制系統(tǒng)的連接，并且將這個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)反饋控制。空壓站中的可編程序控制器的模擬量模塊相關(guān)的壓力、溫度等現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量值進(jìn)行輸入以及輸出，并將整個(gè)測(cè)量值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并且用過(guò)比較器將這些數(shù)字量與事先設(shè)定好的規(guī)定數(shù)值進(jìn)行比較，可編程序控制器的中央處理器就會(huì)針對(duì)測(cè)量的相關(guān)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且通過(guò)總線接口對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)空壓站的空壓機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行自動(dòng)控制，保證空壓站的所有實(shí)時(shí)發(fā)生的各種參數(shù)值控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，達(dá)到自動(dòng)恒定控制的目的[4]。

2.2空壓站的電氣控制系統(tǒng)系統(tǒng)改造的硬件配置

整個(gè)空壓站的自動(dòng)控制系統(tǒng)輸入和輸出主要采用可編程序控制器的模擬量輸入以及輸出模塊，系統(tǒng)的控制器主要采用數(shù)字?jǐn)?shù)字智能變頻形式，變頻采用的是自動(dòng)化模式?？諌赫镜木唧w硬件一桶的組成模式在這里不一一贅述。

變頻器中的ACS800輸入端口通常為自動(dòng)或者手動(dòng)形式，SA14的工作狀態(tài)始終保持在選擇開(kāi)關(guān)的自動(dòng)工作狀態(tài)上。輸入端口控制在啟動(dòng)信號(hào)的模式上，這樣就會(huì)保證一旦整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工作人員手動(dòng)將開(kāi)關(guān)調(diào)整在正常工作位置上，在整個(gè)系統(tǒng)中輸入電信號(hào)之后采用手動(dòng)的方式針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的電壓信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作系統(tǒng)的速度控制要求。

2.3空壓站的PLC以變頻控制系統(tǒng)改造

在空壓站中的電氣控制系統(tǒng)與通信工業(yè)中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用的是MODBUS通信協(xié)議，這個(gè)通信協(xié)議可以在一定的程度上針對(duì)變頻器的工作進(jìn)行控制，主要的控制包括工作機(jī)組的啟動(dòng)、工作機(jī)組的運(yùn)行速度、變頻器的實(shí)際工作頻率、通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)的電流量以及電流產(chǎn)生的實(shí)際功率和電壓值等實(shí)際產(chǎn)生的各種數(shù)值，在進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的控制之后就就可以針對(duì)整個(gè)空壓站進(jìn)行全方位、全數(shù)字的通信控制，下面針對(duì)變頻器的具體組成進(jìn)行詳細(xì)的介紹：

首先，變頻器中應(yīng)包含相應(yīng)的硬件配置。在空壓站中的變頻器進(jìn)行工作的時(shí)候可以在上面加裝一塊串行得通信模塊，以及一個(gè)與系統(tǒng)總線進(jìn)行通信的串聯(lián)配置器，針對(duì)總線系統(tǒng)進(jìn)行鄉(xiāng)音的串聯(lián)需要使用一條電纜，電纜應(yīng)該有屏蔽保護(hù)層[5]；

其次，就是變頻器的通信設(shè)置模式，空壓站中的變頻器通過(guò)計(jì)算技術(shù)線連接，所以，工作中的操作人員針對(duì)通信的特殊格式進(jìn)行設(shè)置，具體在實(shí)際中需要進(jìn)行設(shè)置的通信格式主要由通信的頻率，數(shù)據(jù)的大小以及協(xié)議的格式等等；

再者就要針對(duì)變頻器的串行模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，與變頻器相連接的總線協(xié)議具有一定的開(kāi)放性以及擴(kuò)展性，所以，相關(guān)的變頻器制造廠家在生產(chǎn)的時(shí)候可以針對(duì)需要的特殊要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，并且主要依靠每一級(jí)的線路形成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，這樣對(duì)會(huì)對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，監(jiān)控的主要手段就是采用集中監(jiān)控的形式，這樣，針對(duì)空壓站的管理效率以及準(zhǔn)確程度都會(huì)有明顯的提高。

2.4空壓站電氣控制系統(tǒng)的人機(jī)界面的升級(jí)與改造

為了實(shí)現(xiàn)更加方便的控制，在空壓站中的電氣控制系統(tǒng)使用人機(jī)界面，針對(duì)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)應(yīng)該更加完善與合理，使得實(shí)際應(yīng)用的效果能有一定程度的提高。人機(jī)界面的主要形式采用的是觸摸屏，這樣機(jī)會(huì)針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更好的監(jiān)控以及設(shè)計(jì)，針對(duì)系統(tǒng)的故障報(bào)警、相關(guān)的操作流程也能夠準(zhǔn)確的顯示出來(lái)。

針對(duì)空壓站控制系統(tǒng)中人機(jī)界面的觸摸屏顯示，可以清晰的對(duì)各種相關(guān)的電氣參數(shù)進(jìn)行顯示，在空壓站的電氣控制系統(tǒng)的升級(jí)方面 ，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的升級(jí)與改造之后的電氣控制系統(tǒng)的工作效率以及可靠性一定會(huì)更高。

結(jié)束語(yǔ)：電氣控制系統(tǒng)在空壓站中的應(yīng)用也體現(xiàn)了其不可替代的地位，控制系統(tǒng)主要采用人工控制，所以在進(jìn)行控制的時(shí)候，一些故障的發(fā)生不容易被發(fā)現(xiàn)，所以要針對(duì)這種電氣控制技術(shù)進(jìn)行改造。本篇文章針對(duì)空壓站的電氣系統(tǒng)的改造提出了具體的方案。通過(guò)改造后的空壓站整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性一定會(huì)更高，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)也會(huì)有直接現(xiàn)實(shí)的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭博升. 空壓站自動(dòng)化儀表及電氣控制系統(tǒng)技術(shù)改造分析[J]. 電子技術(shù)與軟件工程，2015，05：170.

[2]崔巍. 空壓站自動(dòng)化儀表及電氣控制系統(tǒng)技術(shù)改造[J]. 本溪冶金高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2004，01：39-41.

[3]張還，劉茂升. 基于MODBUS通信的空壓站PLC變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 壓縮機(jī)技術(shù)，2009，05：17-21.

[4]鄭敏，彭昱. 基于INSPEC和PLC的空壓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，02：46-49.

[5]劉繼修. 鋁型材氧化著色生產(chǎn)線空壓機(jī)組變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電工技術(shù)，2011，06：54-55+59.