采用PLC及触摸屏控制变频压缩机

shengke51

PLC控制变频功能简述

1.可编程控制器（简称PLC）
+ s( U6 g/ p# ]8 m采用德国西门子可编程控制器SIMATIC
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。
2.人机界面：
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。
$ L$ i' ]4 O$ I: j1 A' t3.控制面板:
( q0 A! W/ s' X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。
+ \* Q, c$ m; |9 l
1>
8 ~* h' {- s/ w' Q" c% X+ b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。
  {1 ]9 a5 E; G0 ]" x+ j, Z' g1 z2>
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。
3>
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。
3 k. U( _3 h' I( r: p4.变频压缩机的特点：
1>

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）。
4 p0 J0 A! C# v7 [& t2>
$ ^4 v" S3 @# I( Y# X+ G* Y; ?
' e5 Q) T$ v- N4 D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。
3>
: Y4 p3 k& J9 ^& |4 g  s. v
3 J# M& |' }8 V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)
8 Z9 k* c2 _1 k* o, |4>

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。
5.压缩机电控系统主要功能：
1>
$ s: \1 Z8 Z; `$ [- Z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。
2>
' D7 F) p$ @; E+ F% j# {9 A
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。
3 r( z+ Q" G4 c: p$ ]3>

3 h$ X( c5 r1 h) m' |; T7 c& |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。
+ X, l4 F" _* A, G3 a# d4>
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）。
5>
7 q5 f2 O2 }' Q. b6 A
6 U' y6 _( q5 {; F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）。
/ t0 o' g  ]6 E* E) f* B6>
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)
7>
# b% G# a' p% h2 C' j2 b) w! l3 B" LDCS---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）。
% Z0 L0 m# u3 q5 I3 i4 s. A8>
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。
7 |: o0 _6 h+ F2 ^( K9>
' I  W4 |6 D- {( N% Q5 E( ~! D- \$ X3 S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。
$ c: o& f$ G$ f2 }/ ~10>
3 l: b( b# ~, |# d8 c2 ^  D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。
3 w( |4 T3 O) d2 r2 g11>
  d9 y$ o) O5 c4 a! O% Q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。
6.触摸屏(GP)功能：
; m2 P1 W6 q- |$ n; U; o8 t1>
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。
& [& J* c# T. j7 i9 P6 Z* E8 Q  }% I2>
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。
3>
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。
) `6 E& M7 l8 q5 v' c4>
& y0 V3 J/ ?5 n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。
5>
3 A2 K6 h: o4 s) ^1 \6 [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。
# F3 B0 y# Q5 [$ V2 g1 I, `  x6>
0 F9 V% r; i" z1 V+ d. [: K- O$ G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。
7>
1 y" Q5 c9 T( H& k1 l! `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。
8>
* t3 F8 I+ d( Y! ]8 }* T9 q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。
* U' Z2 k0 l6 `) t- a7.压缩机的运行参数：
1>
/ S" e. m5 q* Z2 C7 r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。
2>
2 @+ p+ ]+ f6 ^$ I5 u* m
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。
3>
$ ]' |$ c/ v. L% g9 R3 ^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)
4>
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）。
' p" n" n/ R, K( U- P5>
5 t- ~) e9 W5 k. k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。
$ U$ v* g8 y/ n4 A' u9 {/ ?; N6>
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。
9 I$ X- a9 T1 L9 P6 ?: Y: _7>
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。
3 G4 e/ d3 G( N3 U/ T5 b) N2 y+ Y/ G$ r8>
& [1 K0 q: H4 W! M5 a+ F1 b手动停机延时---按下停止按钮到主电机停止运行的时间。
9>
* ^, J8 J+ B0 f5 }) n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。
4 g/ X2 ?2 p$ A$ O10>
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。
11>
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）
' C- C2 M9 e" V+ p' e( \12>
& N- L. K) k  [9 I  Y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）
13>
) J. F7 }! l/ N4 ?0 X8 V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）。
14>
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。