螺杆式空气压缩机智能控制技术应用

陈建宇

摘 要：将智能控制技术用于螺杆式空气压缩机的机械控制领域中，强化控制效果，保障所有工作的落实及其开展质量，有利于螺杆式空气压缩机的可靠控制以及高效应用。

关键词：智能化控制技术；应用；螺杆式空气压缩机；研究

中图分类号：TH45                                    文献标识码：A                               文章编号：2096-6903（2023）05-0059-03

0 引言

空气压缩机设备，就是把机械能转化为气体压力的一种转换装置，是气动系统的内部区域的一种关键的动力源。当前，其在石油化工以及机械制造、冶金、食品、电力、医药等各个行业均得到了普遍的应用。在20世纪80年代，国内开始对空气动力式螺杆压缩机设备展开应用。此后，把螺杆式空气压缩机深入地投入到各个相关领域中，为了强化设备以及装置、系统的整体的控制水平，智能化控制技術也得到了重点的应用，强化了螺杆式空气压缩机的整体应用效果。

1 螺杆式空气压缩机的智能控制技术应用的意义

1.1 可切合国家的节能改造需求

当前，世界各国都面临着环境污染以及资源短缺的问题，绿色化的制造业发展思路成为关键，也成为全球各国的提升竞争力的有效途径。国家经济的不断进步，让资源以及能源的消耗量在持续地加大，基于此，各行各业提出了相应的节能减排要求，积极倡导绿色、节能的生产模式。大部分企业也都在投入巨量的资金去引进以及使用一些先进的节能设备以及工艺技术，并积极地升级改造现有设备以及技术。

在此情形下，螺杆式空气压缩机设备自然也在此列。而传统的控制方式以及技术的深入应用，也容易发生资源浪费、带来环境污染问题等，过大的能源消耗量以及过多的污染物排放，必然是难以满足节能减排要求的，因此，应当要合理地应用智能化控制技术。为了达成控制系统以及工艺升级改造的整个目的，就要淘汰以往的各种高能耗以及高排放量的技术模式，让螺杆式空气压缩机可以在实际的应用过程中，尽量地减少能源的消耗以及污染物的排放量，切合行业的节能绿化要求。

1.2 可强化智能化制造水平

当前，国内的螺杆式空气压缩机的设备在投入应用的过程中，早已因为运用先进性和适应性的高水平技术设备，而得到了智能化控制技术的全面、有效的应用，并提升了效果。利用动态化、实时化的监测控制电机设备以及泵体设备、风机设备等，结合互联网技术，就能有效地强化工业生产的智能化以及绿色化水平。

根据实际情况，应用智能化控制技术则可切合智能化制造的发展需求，利用数字化技术，则能强化设备的整体控制效果，还可整合云计算技术以及大数据技术、物联网平台、远程控制技术，实现大型机械设备的全面监测以及有效控制能源消耗量，达成各种优化效果，开展能源数字化管理以及精细化管理。

1.3 可切合企业的精细化制造需求

运用螺杆式的空气压缩机设备来进行生产时，不仅要得到相应的动力支持，在发生灾难以及突变的情况时，也能够为生产提供合理的、高度安全的压风自救系统作出支持，保障新鲜空气的可靠供应。不过，当前的绝大部分螺旋式空气压缩机在实际的应用过程中，都是选择就地控制，人工操作不能保障压力的稳定以及供气的合理性，不利于提升操作质量，也无法及时地找到设备故障问题，并予以预警，继而让生产过程的安全得不到有力的保障。而在应用了智能化控制技术后，则可基于自动化控制的方式以及全过程监督等有力的措施，来达成设备的精细化安全管控目的。运用智能化技术来强化设备的全过程监控，以更快地找出设备的故障风险问题及其具体的影响因素，及时做出安全预警，令管理部门能够按照预警情况，对此作出应对。

2 螺杆式空气压缩机具体应用问题

2.1 电能损耗比较严重

一般来说，在整个作业过程中，设备的运行效率会很高，而且都是处在一种连续性的运作之中，而工作人员彼此之间的交接班过程，会明显减少对于设备的需求。有些企业为了让设备启动的频率降低，在成功开启设备之后不供气，因此往往会处在一种卸载运行中。虽然不会压缩空气，但实际上仍然会造成较大的电力能源的浪费，使得电能浪费问题过于严重。

2.2 设备的寿命比较短

在应用螺杆式空气压缩机的设备时，其电机额定电压具体为6 kV，而额定电流、额定频率则分别为 40 A、50 Hz。直接启动式操作，在空载启动时则会生成庞大的电流。加载以及卸载时的操作也将使得机械传动系统大受冲击，发生供气压力过于波动、波动幅度过大的现象。如此一来，将会让设备加速磨损，加速老化，继而缩短其整体使用寿命，也会在各个操作环节中遭受到设备的本质影响，带来电能损耗过度的问题。

2.3 职业安全的问题比较多

当前，绝大部分企业都已在设备中应用了隔震以及降噪技术，不过在设备的运行以及运转的期间，往往会造成噪声过大的问题，不管是正常的工作人员操作，还是安排检修人员做好定期性的检查维修，都会使得设备的噪声过高、温度过高，如此一来，必然会影响相关人员的身体健康。

当前，国内的一些部门已开始持续地完善工作人员的健康权益保障制度以及相关的法律，提高了对恶劣环境中长期工作的工作者的保护。若是企业无法保障合理的设备操作管控，则必然会导致过重的后果。在应用这类设备的时候就要着重地引入智能化控制技术以及健全的人性化管理控制模式，继而使其达成无人值守的智能化全过程监测，以解决职业安全性的问题，让职工们都能获得身心健康的安全维护以及保障。

2.4 检修方式比较落后

一般的设备检修以及维护方式不能全方位地达成检修维护的效果，当该类设备处于运行状态时，也不能更快地找出故障、相关的安全隐患以及风险。特别是在整个检修的过程中，要多安排一些人来值守巡查，确定有没有出现各类问题，比如压力问题以及泄漏问题、温度问题等，并将其记录到有关的册子上。但记录在纸面上的信息是很难及时地反馈出某些数据信息的。如果备用设备长期不开机的话，也无法及时地了解到它的故障，不能确保备用设备是可用的，是处于良好的状态的，若是兩个设备均有了故障，则必然会使得正常的生产直接受到影响。

3 螺杆式空气压缩机设备的智能化控制技术的有效应用措施

3.1 变频技术的合理使用

在螺杆式空气压缩机的智能化控制中，变频技术的应用是很关键的，它适合不具备水泵负荷以及压缩机负荷变化，而且对于恒速度没有什么要求的环境，在设备控制系统之中安排变频器设备，可提升电动机系统的整体运行速度。基于软启动的方式，来达成电力能源的有效节约。

变频控制技术的合理应用，可帮助设计整个变频控制系统，具体来说，在其中去设置它的各个部分，比如旁路柜部分以及变压器柜部分、移向变压器柜部分、传感器部分、变频器部分以及智能控制器部分等，把压力传感器安于压缩空气总管之处，把现场的压力数据信息有效地采集起来，并将其反馈至高压变频器设备上，继而达成闭环性的控制目的。而在这一过程中，变频器能够按照其压力数据值的具体情况，来自动化调节变频器的输出频率，并对电机设备的转速情况加以改善、对气量作出合理的调节。

以变频控制技术智能控制设备的使用来看，电机的转速以及电源频率之间的关系应当要以式（1）来运算和分析。

N = 60 f （1- s）/ p                                                    （1）

式中：N为电机的转速指标，s为电机转差率指标，f为电源频率指标，p为电机设备对应的极对数指标。

因此，建议每3台设备共用1个变频器系统来展开控制操作，并且以变频调速智能化控制来对供气电压的数值作出统一的设定。变频器系统应与对控制器所反馈的供气电压的波动情况结合，自动化及实时性地就压缩机设备的转速作出调节处理，把供气压力波动区间尽量地控制到最小化程度，生成良好的恒压供气模式。而当生产过程中只有极少的用气数量时，变频器系统会保持5 min下限频率。可停止设备，并在压力明显降低至设定的下限阈值之后，再重启设备，就能在智能化控制的基础上预防能源的不良浪费以及设备的过分磨损[1]。

3.2 制定远程化的智能监控计划

企业使用智能控制技术基础的设备，要用以太网平台以及矿井自动化平台等有效整合工业，并设计基于PLC控制器这一核心的智能化的控制程序以及在线的监测程序，并在此之中去设置高清的数字化摄像仪设备以及正压或温度类传感器设备、液位传感器设备等。同时，准确地采集现场的设备运行图片内容以及数据信息等，并将其反馈至一个成熟的闭环控制系统之中，并借助于PLC通讯以及远程接口来达成对以太网系统的接入。

除此之外，应于压风机房之中新增一批高清的数字化摄像仪设备，在使得光纤以及以太网达成了互相的连接之后，真正地实现自动化以及现代化的压风机设备监控平台。将其并入于整个自动化管控系统之中，运用集控室来有效地监测与处理设备自动化。在智能化控制以及实时性的监管、无人值守之状态下，基于对控制室的有效的调度，在计算机系统中真正地达成对于设备运行状态的远程化的、实时化的监控。对设备的具体的用能时间以及用能状态的状况等加以监督，对设备的整体运行状态作出准确的判断，继而让启动设备能够长久地运行下去，让它的用气条件始终保持良好。并根据实际用气需求来实现供气、科学供风，让终端用能设备的能耗可获得科学化管理以及高效的利用。除此之外，管理部门还可在任意的联网计算机中，尽量地了解到压缩机设备的现场数据信息以及其具体的运行状态，并强化远程化监控的效果，对当前的监管状态作出改善，切实呈现出各项控制措施以及控制手段的最终价值表现。

3.3 智能化监控系统的功能的完善

智能监控系统是否具备齐全的、可靠的功能，这会对螺杆式空气压缩机本身的智能控制效果产生直接性的影响。故而，企业在其工作过程中，须尽量地着重把握监控系统的功能应用水平，确保监管质量的有效提高。

3.3.1 节能降损功能的有效完善

智能化控制系统的实际应用会对空压机设备的启动与停止作出优化，对其启停功能予以完善，并智能化地为其调节空气情况，以防设备在经过长时间段的卸载之后发生电能的损耗问题。启动过程处在平滑及稳定的状态之下，在启动时不会带来冲击性的电流，而且电网系统鲜少发生电压波动的状况，继而不让电气设备被它的大电流冲击所影响，有效延长电网中的种种电气设备的使用寿命。同时，还会在智能化监控系统的应用过程中，强化软启动功能应用的平稳性，以免影响到机械设备，对其产生冲击性的影响，防范相关的零部件磨损状况，并降低设备的维修数量。此外，每年节约10万以上的电能成本，节约2万元以上的维修费用成本。

3.3.2 对恒压供气功能的深入完善

在智能化控制的过程中，对恒压供气功能予以设置以及完善，就可切实地强化空气以及供风质量。从根本上来说是由于在智能化以及自动化的控制技术的应用过程中，可基于供风负荷的具体情况，对设备的运转作出自动化的调整，继而达成恒压供气目标，保障供风质量的提高，防范由于不标准的风量问题而引起的不利影响，继而提高启动设备的整个运行过程中的工作效能，并让设备以及系统的整体的使用寿命得以延长，切实保障系统的运作的安全性及其可靠性[2]。

3.4 智能化控制器的合理应用

智能化控制器在投入应用之后，就能强化压缩机的整体的智能化控制效率及效果。企业在整个生产管理的过程中，须着重结合设备的实际以及控制需求等，更有力地引入一些优秀的、高水平的智能化控制器。

具体而言，第一，要严控设备排气压力这一指标，运用输出压力，让继电气设备可以快速发出压力信号，在设备的压力明显过高或过低的情形下，严控输出开、关主机。

第二，油过滤器设备以及油分滤芯设备之中的过压报警的工作，运用继电器来送出过压信号，以方便管理部门展开调整以及控制。

第三，切实地把握好温度信号以及三相电源各自模拟量的自动化以及智能化管理，真正地将其执行到底。并对智能化控制器的空压机展开合理的负荷运行控制以及减荷运行控制、停止运行控制等状态，确立与压缩机的具体实际结合，继而动态性地展开智能化的控制，将智能化控制器的合理价值切实地发挥而出。

4 结束语

在具体的工作过程中，必须结合空压机的实际运行状态及其控制目的等要求，借助于变频技术来对远程化的智能监控计划展开完善处理，并对智能化监控系统中的各项功能予以完善，切实利用好智能化的控制器设备，将其作用切实发挥，继而强化智能控制水平。

参考文献

[1] 许桂云，董明，王永红.螺杆式空气压缩机智能控制技术研究与应用[J].液压气动与密封，2020，40（3）：24-27.

[2] 张帅.空气压缩机自动控制技术的分析及研究[J].建材发展导向（下），2020，18（11）：376-389.