空压机智能监控系统在选煤厂的应用

姚慧琳

摘 要：随着工业自动化技术的日益提高，生产企业自动化管理水平也逐步向智能化、管理控制一体化的方向发展。本文详细介绍了空压机智能监控系统的工作过程，实现了对空压机设备的自动控制及实时在线监测，解决了旧系统中管道气压波动大、支气管路漏气造成气压过低供气不足带来的资源浪费、空载运行和机器损耗、电耗等一系列影响安全生产的问题，经济效果显著。

关键词：空压机；PLC；智能监控；节能降耗

一、概述

为了提高空压机组的自动化水平和实现节能降耗目的，对空压机房控制系统进行了改造，在使用该智能监控系统中变频控制后，可准确地根据生产系统用气量的需求来控制空压机的启停输出，并且减少了对部分电气部件和机械部件的冲击，降低了各类相关电磁阀和气动元件的工作频率，延长了零部件的使用寿命，提高了空压机的使用效率，减少了空压机的维护费用，改造后的空压机智能监控系统实现了现场无人值守、远程集中控制和节能降耗等目的。

二、新旧系统简介

旧系统空压机电耗一直是主要消耗对象，主要原因是原加压过滤机运行多年密封效果不好，造成空压机运行台数多与运行时间长，其次是无压力自动监测监控系统，致使空压机出现空开现象多。旧空压机组系统采取人工控制方式，操作工根据经验手动控制空压机的启动停止，自动化程度低，输出压力的调节是靠人为调节阀的开度来实现的，调节速度慢，波动大，不稳定，精度低，需工作人员24小时监视，浪费人力资源；异步电动机易频繁的启动、停止，影响电机的使用寿命，空压机工频启动电流大，对电网冲击大，机械部件磨损大，设备维护检修工作量大；

空压机智能监控系统自动控制模式可避免空压机卸荷空载运行、持续运行在高压状態、气压持续大波动，从而节约了电能，减少了对空压机的持续冲击，延长设备使用寿命。自动控制模式完全可以在达到预定节能、保护设备要求的前提下，满足生产需要，在不同情况下更有极佳的控制效果。在用气量小的情况下自动控制模式可实现小波动精准控制；在用气量大波动小的情况下自动控制模式可实现小波动精准控制；在用气量大波动大的情况下自动控制模式可实现大波动准确控制，无论在何种情况，自动调节模式都可达到稳定气压目的，并且完全可满足实际生产要求。

三、系统组成

3.1PLC配置

CPU模块是系统中信息运算和处理的核心；电源模块用于为PLC系统提供24V直流电源；模拟量输入模块采集空压机电流信号；模拟量输出模块输出PLC控制信号；开关量输入模块采集向空压机变频、软起或智能控制器机柜的状态信号（如：启动允许、供电故障、过载故障、运行反馈、辅助设备运行状态等）、与空压机相对应的手自动转换开关和紧急停止按钮的状态信号；开关量输出模块输出PLC的控制信号如启动、停止、加载、卸荷、急停等，控制空压机运行；通讯接口模块将PLC系统接入以太网，负责PLC和上位机之间的通讯；数据交换机串行通讯处理器模块，采集从站控制器中存储的空压机运行状态信息。

3.2上位机部分

上位机采用RSView32软件编制，能够监控整个空压机组的运行状态及主要技术参数，电源电压、主电机电流、排气温度、油温、油压、排气压力、报警信息等，当检测到异常的状态参数时能及时报警、显示故障点并记录。在PLC和上位机之间的通讯中，PLC通过以太网模块光电转换，将信号通过光纤传输到调度室，然后再用光电转换模块转换成以太网与工控机联接，上位机通过网络实现远程监控功能，选择接口类型为工业以太网，设置工控机IP地址来与PLC通讯，实现上位机通过PLC来控制和监视设备的运行故障等一系列信号。

四、系统控制方式

该系统可实现三种控制模式：就地控制、远程手动控制、远程自动控制。

就地控制：通过转动控制柜上的远程就地旋钮，可使系统进入就地模式，此时可在集控室对空压机运行状态及相关运行数据进行实时监视，操作员可在空压机机房内进行手动控制空压机启停。

远程手动控制：通过拨动控制柜上的远程就地旋钮，可使系统进入远程模式，此时可在集控室对空压机运行状态及相关运行数据进行实时监视，并可对其进行直接控制。通过在界面上选择手动模式可进入远程手动控制模式，操作员亦可在空压机机房内进行手动控制空压机启停。

远程自动控制：通过拨动控制柜上的远程就地旋钮，可使系统进入远程模式。此时可在集控室对空压机运行状态及相关运行数据进行实时监视。通过在界面上选择自动模式可进入远程自动控制模式，此时无需操作人员进行任何操作，系统可自动调节控制空压机的启停和变频空压机的自动变频。

五、结束语

空压机智能监控系统自动化程度高，可无人值守；操作控制方式简单灵活；安全可靠性高，具有完备的保护功能，空压机本体、气路系统、供电系统等发生故障时均有相应的保护措施，并能显示详细故障信息，保护动作迅速而可靠。整个系统结构简单、成本、性能稳定，安全可靠，而且功能齐全，非常适合应用和推广。

参考文献：

[1] 吉永成 用PLC对数台空气压缩机的控制. 机械工业出版社，2002

[2] 薛迎成 罗克韦尔PLC技术基础及应用.中国电力出版社，2009

[3] 余先涛 基于PLC监控的空压机变频恒压控制，2005