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标题:
采用PLC及触摸屏控制变频压缩机
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作者:
shengke51
时间:
2009-7-17 11:05
标题:
采用PLC及触摸屏控制变频压缩机
PLC
控制变频功能简述
1.
可编程控制器（简称PLC）
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采用德国西门子可编程控制器SIMATIC
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S7-224作本系统的控制核心，INPUT 14点，OUTPUT 10点，继电器输出，AC 220V供电，压力、温度模拟量转换采用S7-EM-235摸块，DC24V供电。需485通讯请在签技术协议时提出（费用另算），模块采用EM-277（PROFIBUS）或CP-243-1工业以太网摸块。
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2.
人机界面：
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采用日本专业生产触摸屏的DIGITAL-PO-FACE公司，ST400-AG41单色触摸屏，作本系统的人机界面（以下简称GP）。显示尺寸78×58，显示分辨率为320×240，DC 24供电，选用RC-485通讯接口。本设计开发画面50幅以上，信息量大，界面丰富，使用操作方便直观。
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3.
控制面板:
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控制面板为压缩机操作面板，按装在压缩机外壳上部，其设计简洁、美观、实用，符合人体工程学。
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控制面板左侧为显示灯面板，反映压缩机电源、主电机运行状态，加卸阀状态，故障报警及卸载过久停机信号。
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面板中部为GP人机对话界面，GP右边F1-F6按键同画面上菜单功能相同，详细操作方式及功能见GP操作说明章节。
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面板右侧设有3只按钮，用于压缩机启动、停机、紧急停机操作。
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4.
变频压缩机的特点：
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由变频器承担主电机的运行，采用PID调节使供气压力恒定，排气压力精度在±0.01MPa （用气压力突变时除外）。
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在稳定的排气压力下，根据用气量增减自动改变机组的转速，使功率消耗与排气量成正比（忽略压缩机低速时的效率），没有星角启动运行时的空车电耗，从而达到节约能源的目的。
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利用变频器固有的软起动的特性，使电机平稳启动，而无启动大电流。(启动电流小于电机额定电流的1.2倍)
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主电机及螺杆机在低于50HZ频率下运行，有效的降低运行噪音，减少机械磨损延长机组寿命。
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5.
压缩机电控系统主要功能：
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采用进口变频器承担主电机的启动及运行，由PLC执行控制。主电机接线方式为三角形，电机过载保护由变频器承担。
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风机电机采用直接启动方式，由PLC控制根据螺杆机的排气温度自动启停，电机过载采用热继电器保护。
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变频器柜散热风机采用单相AC 220V电源，过载、过流采用熔断器保护。
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压缩机除机旁启停外还设有远程启停功能，分别为：启动、停止、紧停（此功能需在人机界面设置方可操作）。
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压缩机自动运行---建立在第一次手动启动的基础上，由PLC、压力传感器、A/D模块、GP共同作用控制，一但手动启动后， PLC内部建立一个自动运行标志，供程序不断检测，若无停机信号，此标志一直存在，即系统也一直处于自动运行状态，压缩机一直处于自动运行模式（除重故障发生或停电外）。
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压缩机的安全停机---为保证压缩机故障情况下紧急停机，本系统设置了15个由安全原因致使压缩机立即卸载及自动停机功能，另外操作面板还设置一只紧急停止按钮，用于处理非预见性的PLC程序中不可处理的突发故障，按下急停按钮，压缩机立即停止运行。(停机故障内容见故障表)
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DCS---
标配为5个干接点开关量信号，分别为压缩机电源、主电机运行状态、加卸载状态、重故障报警、卸载过久停机。若用户需排气压力、系统温度硬接线模拟量信号，请在签技术协议时提出（费用另算）。
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三滤运行有压差及时限两种方式供用户选择,但不能同时使用。
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由PLC中PID控制根据GP设定排气压力值及当前采样压力值和采样时间、积分时间、微分时间进行自动PID运算，其运算结果直接控制变频器输出频率。当压力采样值低于设定排气压力值，变频器输出频率上升，即主电机转速提升；当压力采样值接近或高于设定排气压力值，变频器输出频率下降，即主电机转速降低。为此控制压缩机排气压处于恒压供气状态。
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采用变频器启动压缩机，其启动电流不大于电机的额定电流1.2倍，可大大降低启动电流对电网的冲击。
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变频压缩机具有非常好的节能效果，大大降低压缩机的空载运行功率，通常2年就可收回变频器的投资费用。
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6.
触摸屏(GP)功能：
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设有6个子菜单,分别为:查询、设置、功能、故障、I/O、复位，操作时按文字触摸键或对应的F1～F6键均可。
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设有实时的排气压力、系统温度曲线画面及仪表显示画面供用户查看和纪录。
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设有故障实时信息显示，按故障键可查询故障内容，最多可同时显示6条故障内容。
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设有历史故障纪录，提供用户查询历史上发生故障的信息，并提供故障发生的年、月、日、时、分信息及恢复时间，最大可保存128条纪录。
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设有排气压力、系统温度模拟量增益修正（正负均可），提供用户修正模拟量的显示精度。
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提供给用户一个十分方便的维修信息，将PLC所有I/O点的工作状态在GP上显示，维修人员可在不打开电控柜的情况下了解PLC输入输出点的工作状态，方便故障判断。
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设有压缩机启动条件查询画面，方便用户检查系统不能运转原因的查询。
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清零操作功能，当三滤运行方式选用时限时，运行时限到后GP发出更换信息（含系统油运行时限），在更换好新的滤芯或油后必须进行清零操作，使PLC内的计时器重新从零开始计时。
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压缩机的运行参数
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参数查询不需秘密,提供操作人员查看已设置的参数及有关运行信息,但不能对参数进行修改。
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用户参数设有密码,必须是专业人员方可操作,用户参数设置必须在工厂参数范围内，否则GP将出现用户参数错误报警提示，并且系统不能启动运行。
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工厂参数设有密码, 原则上出厂前已完成设置，用户现场不允许变更。 (除特殊需要外)
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加卸载压力---提供用户设置压缩机的加载压力及卸载压力,卸载压力不能小于加载压力,否则报警提示（变频机通常压缩机运行不会超过卸载压力）。
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警示/极限排气压力---警示排气压力表示排气压力超出卸载压力,但不至于发生危险,提示用户注意。极限排气压力表示排气压力超出卸载压力, 但要发生危险,GP报警并执行跳机。
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警示/极限系统温度---警示排系统温度表示系统温度超出设定温度,但不至于发生危险,提示用户注意。极限系统温度表示系统温度超出设定温度, 但要发生危险,GP报警并执行跳机。
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加载延时---加载延时表示变频器运行达到100%启动转速后到执行加载的延时，确保变频启动时处于空载。
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手动停机延时---按下停止按钮到主电机停止运行的时间。
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卸载过久停机延时---变频压缩机运行时用气量极低或者不用气，也就是说变频机最低转速时排气量大于用气量，此时变频机的排气压力达到卸载压力执行卸载后，排气压力在所设定的延时时间过后还大于加载压力，系统执行卸载过久停机，当排气压力低于加载压力系统将自动启动运行。
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停机重启延时---压缩机热机停机后，螺杆机头内还留有相当大的压力，为了防止带负载启动，设置此重启延时使压缩机油分离器前压力放空，确保压缩机顺利启动运行。
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三滤运行时限---即空滤、油滤、油分允许使用的时限，此功能在三滤运行方式选用时限时有效，当运行时限到后GP自动提示通知用户更换。（更换后需做清零操作）
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系统油运行时限---即系统油允许使用的时限，当运行时限到后GP自动提示通知用户更换。（更换后需做清零操作）
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运行方式---压缩机运行方式标配为两种（现场、远程），若需多机联控请在签技术协议是提出（费用另算）。
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加卸载方式---压缩机加卸载方式有两种（自动加卸载、卸载），自动模式为压缩机电控根据系统运行需求自动进行加载和卸载操作，卸载模式为压缩机维修需要时选用。
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