（湖南华菱涟钢能源中心 湖南娄底 417009）
摘要：在介绍PLC集中监控系统的构成的基础上，分析系统工作过程，探究PLC可编程控制器改造空压机站的技术方案，以提高空气压缩机自动控制系统可靠性与稳定性，优化操作环境，强化系统控制保护功能，为同类设备改造提供技术参考。
关键词：PLC；可编程控制器；空气压缩机；自动控制系统
前言
空气压缩机属于压缩空气设备，广泛应用于工业生产与实际生活之中，其能否安全、可靠、稳定的运行，直接关系轧钢厂、炼钢厂等主体单位生产的有序运行与否。传统电气控制以继电器控制回路为主，经过长期运行后设备元件极易老化，灵敏度下降，停机故障频发。此外，设备老化后，固化在芯片中的系统程序将难以读取，无法明确系统控制思路，倘若故障信息未能正确指示必然难以排查故障，增大了维护难度。鉴于此，为提高空气压缩机自动控制系统运行效率及其可靠性与稳定性，确保生产有序运行，可运用可编程控制器PLC技术对空气压缩机进行改造，解决旧有纯继电器控制电路中的问题，以有效控制开关量，控制模拟量，强化设备运行的有序性与灵活性。与此同时，减少操作人员作业量，大幅度提高控制系统的稳定性与可靠性；根据压力来自动调节，以大大降低能耗，空压机利用效率提升13%左右。
1、PLC监控系统构成
本项目所用可编程控制器为施耐德公司Quantum系列，控制三台空气压缩机。该控制系统省去了旧有空压机自带控制箱，利用Quantum系列可编程控制器扩展空压机，对空压机实现远处、当地的双重控制。本项目主要利用PLC控制盘、元件器具盘的控制操作系统控制3台空压机，控制作业人员可在远处或当地（即上位机操作站）对单台空压机的运行启停进行控制，设置运行参数，监视故障警报灯。
1.1 PLC配置
该控制系统基于PLC可编程控制器实施集中监控。其中PLC属于模块化结构，模块齐备、扩充便捷、运行稳定有序、通信高效，可用于电气干扰下的工业环境中。基于系统控制要求，为系统留够相应裕量，可编程控制器PLC硬件配置如下：
1.1.1电源（140、CPS、12420），交流电压220V（输入），直流电压5.1V（输出），电流11A，输出电压可向其他模块供应电流。
1.1.2 CPU（140、CPU、65150），属于系统处理核心，包含存储器48KB，装载存储器80KB，0.3ms可执行1000条指令。此外，它还包含Modbus Plus端口、modbus端口、USB端口各一个，其中modbus端口主要用于触摸屏连接上，USB端口主要用于监视系统程序调试时程序的运行，还可用于系统的后期拓展。
1.1.3 开关量输入，主要用于采集空压机本体、压力传感器在储气罐压力过大或过小时、空压机温度或油压过高时获取的报警等状态信号，空压机会对应手动转换开关机报警信号。
1..1.4 开关量输出，属于PLC控制信号输出模块，PLC控制信号主要包括启、停、加载、卸荷等，基于此对空压机运行进行控制。
1.1.5 主、从站通信，通过主、从站适配器实现两者间的通信，其功能在于将双通道模块与CPU模块装置与同一背板中，在CPU于RIO之间实现双向数据传输，RIO头模块与其子站模块相连。该项目主要用于PLC主站及其子站运行状况的信息采集。其架构图如图1所示。
1.1.6 通信以太网，主要用于以太网通讯处理器的连接，以太网中接入PLC系统，连接其与上位机间的通讯。
1.2触摸屏配置
触摸屏主要作为空压机控制监控站，属于多功能人际交界面，主要用于数据采集、管理，运行有序、稳定可靠，图像直观显现，操作简单便捷。系统操作人员借助图像菜单览阅空压机运行情况、信息数据、历史数据、报警信息等，对上位机能否远程控制空压机进行控制。触摸屏更为直观立体的展现空压机运行情况，便于操作，工作效率高，减少了很多繁琐作业。
1.3上位机配置
安装于系统操作员站，用于上位机远程监控，网络实时监视空压机运行情况、压力、温度、电压、电流等数据，存储、查询、打印相关信息数据。倘若现场设备出现故障，操作人员可对其进行远程控制，调度更为便捷，自动化、智能化水平大幅度提升。
2、系统工作
2.1空压机组工作过程
2.1.1自动启停
自动启泵，储气罐上压力传感器检测到的压力较之空压机启动定值低0.58MPa时，通过软启动器启动空压机，卸载阀电磁阀处于失磁状态，减荷2分钟后，电磁线圈运行15分钟后排污减荷2分钟，以此循环。当自动泵出现故障，无法启动时，且压力低至0.56MPa，信号传输至PLC系统控制器，PLC启动备用泵命令，由此启动2台备用泵，确保空压机正常运行。
自动停泵，储气罐上压力传感器检测到的压力为空压机停止定值0.635MPa时，电磁线圈立即失磁，随即出现减荷排污现象，直至下次启泵，软启动器延时2分钟停止。
2.1.2手动启停
论文作者:甘江华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
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