多台空压机联动控制节能运行
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整车厂的空压机站房节能运行应用原理摘要:随着我国经济发展水平的不断提高,国家越来越重视节能减排和环境保护,节能减排已经成为我国的一项基本战略,十四五规划也明确了节能减排在国家战略中的重要地位。
相关数据表明,整车厂的空压机站房所消耗能量超过汽车整车厂的70%,所以如何有效降低整车厂空压机站房的能源消耗已经成为汽车行业领域提高收益、降低成本的重要手段,也是实现通信行业绿色可持续发展的必然选择。
本文对整车厂的空压机站房空压机系统的结构以及在实际应用中所采用的工作原理进行了全面的分析,并且结合实际情况提出了节能运行改造方案,旨在为相关工作人员提供参考。
关键词:整车厂;空压机站房;节能运行目前,空压机系统在我国整车厂行业领域内得到了广泛的普及和应用,空压机系统的结构复杂,运行过程的专业性较强,为了满足现代社会经济快速发展下的新要求,空压机系统有必要针对自身的性能等进行全面的优化,借助自动化节能技术、提高空压机系统的节电效果,真正做到节省能耗。
运用自动化节能控制技术,提高空压机系统的整体运行质量和效率,消除噪音,提高系统运行效率的同时,将绿色低碳的理念融入其中,为我国的现代化社会建设打下坚实的基础。
一、整车厂的空压机站房空压机应用原理空气压缩机能够压缩空气,将化学能转化成气体压力,进而更改气体压力。
它有一个类似泵的结构。
依据原理,空气压缩机有容积式、快热式、驱动力式等多种类型;依据特性可以分为低噪音、防爆型、变频式等。
依据主要用途可以分为油气田制冷压缩机、天然气压缩机、轮胎加气制冷压缩机。
空气压缩机系统软件包含水控制回路循环系统、油控制回路循环系统与空气控制回路循环系统。
最常见的就是螺杆式空气压缩机,选用双重转动,服务器上方为进风口,服务器下方为出气口。
二、整车厂的空压机站房节能运行分析近些年来,我国的科学技术和计算机网络技术快速发展,运用先进的技术手段实现整车厂空压机系统和先进技术的深度融合,提高整车厂的空压机站空压机系统设计水平和管理水平,使空压机系统向着自动化。
三台空压机联控控制方案
一、系统说明:
用一台汇川PLC作为主站,分别与三台MD380变频器的PLC编程卡(MD38PC1)进行RS485通讯,站号任意标定,实现启动、停止、压力/温度、空压机轮换等控制功能;每台空压机配置一台HMI,和PLC编程卡进行RS422通讯,实时读取变频器的运行状态、电流/功率、压力/温度等显示参数,也可作为在单机模式下独立的控制。
同时PC机可以安装组态软件与PLC通讯,用作后台的监控,实时进行数据读取和发送,来控制系统的运行。
二、系统配置图(如下)
二、系统运行逻辑说明
1、启动运行
设置为联控状态,在所有机器待机的状态下,1#启动,进入打气状态,在设定的联机延时时间到达,如果压力未达到联控压力要求,那么2#机启动,联动延时时间到达,压力还是没有达到用气要求,那么3#机启动。
2、加载运行
空压机加载过程不改变,空压机启动后,根据联控压力进行加载,在加载过程中,另外两台机器均以一号机压力为检测标准。
3、卸载运行
当压力高于联控压力时,此时系统的3号机将进入卸载状态(可任意以条件设定,如总的运行时间等等),联动延时时间到,如果系统压力还是高于联控设定压力,那么继续执行2#机卸载,直至压力平衡。
4、停机状态
在联控状态下,如果手动停止1#主机,联控系统将关闭,其它空压机进入独立运行状态,互补影响,其它空压机手动停止运行后,进入停机状态。
5、空压机轮换状态
假设当前1#机,2#机运行能够满足用气需求,3#就处理待机状态或空载运行状态,再假设2#空压机连续运行时间达到轮换时间,此时3#空压机将启动,2#空压机进入停机状态。
6、单机和联机运行可切换。
目--录:一、客户需求二、改造方案三、功能的实现四、控制特点五、改造材料六、项目实施计划进度表七、售后服务措施及承诺一、客户需求通过与客户沟通,客户需要要求如下:客户设备数为7台,安装在同一个空压机房,共同对同一个储气罐打气,输出管道统一。
现在各空压机为独立运行。
现需希望通过空压机联网控制实现下列功能。
1、起停控制:7台空压机顺序启动,加载,卸载及停机。
避免空压机同时启动,影响电网波动。
2、压力及流量控制:空压机的启停根据用气要求,当气压达到用气压力低于用气需求,空压机将再启动一台。
压力过盛,达到卸载状态后,空压机自动减少一台。
现场压力已经达到要求,则保持当前空压机开启数目。
3、空压机轮换:空压机启动时,可以互相变换启动顺序,充分消耗每台空压机的耗材使用时间,平均使用耗材时间。
二、改造方案针对客户的要求,我们采用如下联网控制方案,方案如下:为了实现所有空压机联网,使空压机使用同样的通讯协议,实施方案过程中,必须更换所有空压机控制器,更换为支持同一通讯协议的控制器(控制器的规格及型号将更加每台机器的安装尺寸而定)。
这样所有空压机将可以实现同步通讯。
分别设置每台机器的地址编码。
按下列连接方式,使用485半双工通信方式连接各机器。
实现网络连接。
设定其中一台空压机为主机(初步选定110KW空压机为主空压机)。
其他为从机,并根据排列顺序依次对从机进行编号并设置地址。
连接图如下:根据每台机的功率配置好参数,使空压机单机运行正常后,再将空压机选择为联控模式。
在新的控制器安装过程中,必须更换对应的压力传感器及温度传感器。
交流互感器等设备。
同时,如外观差别比较的情况下,可能需要采用钣金件覆盖,填补的措施,恢复原机器的外观。
三、功能的实现我们将空压机编号假设为 主机------1#从机------2#,3#,4#,5#,6#,7#我们现假设从机启动顺序为2#到3#顺序启动(实际启动根据每个空压机的运行时间而定,运行时间最少的空压机优先启动)1,联控的运行启动运行设置为联控状态,在所有机器待机状态下,主机启动,进入打气状态,在设定联动延时时间达到,如压力未达到压力要求,那么2#开始启动,也进入打气状态,此时联动延时时间达到,压力还是没有达到用气要求,此时,3#空压机将启动,以此类推,直到7#空压机也启动。
变频多联机节能运行方案变频多联机是一种节能运行方案,它通过调整制冷剂的流量和压力,实现室内温度的精确控制,从而达到节能的目的。
下面将从变频技术、多联机系统和节能效果三个方面,详细介绍变频多联机的节能运行方案。
一、变频技术变频技术是变频多联机的核心技术之一。
传统的空调系统是通过定频压缩机来控制制冷剂的流量和压力,而变频多联机则采用变频压缩机。
变频压缩机可以根据室内温度的变化实时调整转速,从而调节制冷剂的流量和压力。
这种变频调节的方式可以更精确地控制室内温度,避免了传统空调系统频繁启停的问题,减少了能耗。
二、多联机系统多联机系统是指通过一台室外机连接多台室内机,实现多个房间的独立控制。
在传统的中央空调系统中,需要为每个房间安装独立的空调系统,而多联机系统则可以通过一台室外机满足多个房间的冷暖需求。
这种方式不仅减少了室外机的数量,还可以减少管道的长度和阻力,提高了制冷效率。
三、节能效果采用变频多联机系统可以显著提高能源利用效率,实现节能运行。
首先,由于变频压缩机可以根据实际需要调节转速,所以它可以根据室内温度的变化来调整制冷剂的流量和压力,避免了能耗的浪费。
其次,多联机系统可以根据实际需求选择运行的室内机数量,不需要同时启动所有室内机,从而避免了能耗的浪费。
此外,多联机系统的管道长度较短,减少了冷凝阻力,进一步提高了制冷效率。
变频多联机是一种节能运行方案。
它通过采用变频技术和多联机系统,实现了精确的温度控制和高效的能源利用。
采用这种节能运行方案可以有效降低空调系统的能耗,减少对环境的污染,为建筑节能提供了可行的解决方案。
随着人们对节能环保意识的提高,相信变频多联机将在未来得到更广泛的应用。
空压机联机控制技术空压机是一种广泛应用的工业设备,用于压缩空气并提供动力供应。
随着科技的不断进步,传统的空压机已经逐渐被具备联机控制技术的新一代空压机所取代。
这些新型空压机具有更高的效率、更低的维护成本和更可靠的运行。
本文将介绍空压机联机控制技术的原理和优势。
一、原理空压机联机控制技术基于现代化的控制系统,通过传感器和电子元件实时监测和控制空压机的运行状态。
系统根据实时数据进行自动调节和优化,以确保空压机的高效运行。
常见的联机控制技术包括压力控制、容量调节和多台机组的协同运行。
1. 压力控制:联机控制系统通过实时监测管道中的压力变化来控制空压机的启停。
当压力下降到设定值以下时,系统自动启动空压机,直到压力达到设定值以上才停止。
这种控制方式避免了多余的能耗和空压机的空转现象。
2. 容量调节:联机控制系统可根据实际需求自动调节空压机的容量。
通过控制空压机的旋转速度、进气口的开启程度等参数来实现容量调节,以满足不同压缩空气需求的变化。
这种方式可以充分发挥空压机的效能并提高能源利用率。
3. 多台机组协同运行:在大型工业生产中,常常需要多台空压机共同供气。
联机控制系统可以实现多台机组的协同运行,根据需求自动调节各台机组的启停和容量,以达到最佳的工作状态。
这种方式保证了空压系统的稳定运行,提高了生产效率。
二、优势空压机联机控制技术相比传统的空压机具有许多优势。
1. 能效提升:联机控制技术可以根据实际需求自动调节空压机的运行状态,避免了空压机无效运行和能耗浪费。
通过优化运行参数和控制机组数量,可以大幅度提高能源利用效率,降低能耗成本。
2. 维护成本降低:联机控制系统可对空压机的运行状态进行实时监测和故障诊断。
一旦出现异常情况,系统会立即发出警报并提供针对性的维修建议。
这大大减少了维修时间和维修成本,提高了设备的可靠性和稳定性。
3. 智能化管理:联机控制系统可以与其他设备进行联动,实现信息共享和智能化管理。
通过与生产计划系统的对接,可以实现空压机的自动调度和生产过程的优化。
空压机简单却有效的7种节能方法,受益无穷展开全文压缩空气作为制造生产企业的动力源之一,需要持之以恒连续运转来保证供气气压的稳定,这是企业生产运转的基本条件,而作为主要制造设备的空气压缩机组是承担这一任务的核心设备,不断需要连续的可靠的运转,以保证无故障稳定的运行。
既然是运转设备,就需要供电运转,耗电量大是成本增加核心。
同时在连续供气过程中,企业内部的整个供气管网系统,是否存在泄露和无效使用,让生产出来的压缩空气白白的又泄露,这是成本增加的又一个核心。
为了有效的降低空压机组的使用成本,笔者从以下几点进行说明。
1.设备技术改造中,需要关注高效能的机组,比如让螺杆式空压机取代活塞机,这是设备发展趋势。
虽然行业已经进入螺杆机时代将近二十年,但是目前国内不少用户还在使用活塞机。
螺杆式空压机与传统的活塞式压缩机相比,具有结构简单、体积小、可靠性更高、稳定、维护简单等优势。
螺杆式空压机的市场份额逐年上升,尤其是近年来节能型螺杆压缩机不断涌现,各家企业争相推出高出国家能效等级标准的产品,希望每一个设备改造中都要关注这个问题。
2.压缩空气使用过程中整个管网系统的泄漏治理。
工厂压缩空气的平均泄漏量高达20~30%,所以节能的首要工作是治理泄漏。
所有的气动工具,软管、接头、阀门,一个1平方毫米的小孔,在7bar压力下,一年差不多损失4000元。
检查空压机管路泄露、优化管路的设计刻不容缓。
泄漏压缩空气的无效利用,通过耗能,用电、用水生产的一种动力能源,让其白白的泄漏,是多么可惜的事情,希望引起企业管理者的高度重视。
3.压缩空气每经过一个设备装置后都会产生压缩空气损耗,气源压力会降低,需进行压降治理,也就是管路各段设立压力表。
一般空压机出口到工厂使用点,压降不能超过1bar,更严格的是不能超过10%,即0.7bar。
冷干过滤段的压降一般为0.2bar,详细检查各段压降,有问题需及时维护。
(每提高一公斤压力多增加7%-10%的能耗)。
空压机联控方案空压机(Air Compressor)是一种将气体压缩至高压状态的机械设备,广泛用于各种工业领域。
随着现代工业的快速发展,对空压机的需求也越来越高。
为了提高空压机的效率和可靠性,以及实现智能化控制,研究和开发空压机的联控方案变得至关重要。
一、背景介绍空压机通常由多台压缩机组成,根据实际工作负载的需求来选择运行台数,以达到节能、高效和稳定的目的。
传统的控制方式是手动操作,缺乏灵活性和智能化。
为了解决这些问题,空压机联控方案应运而生。
二、联控方案的原理空压机联控方案采用先进的控制技术和算法,通过对各个压缩机的运行状态进行实时监测和分析,并根据实际需求进行智能化调度和控制。
其原理可以概括为以下几点:1. 实时监测:通过传感器和数据采集系统,对各个压缩机的运行参数进行实时监测,包括温度、压力、流量等数据。
2. 数据分析:将监测到的数据进行处理和分析,得出各个压缩机的运行状态和性能指标。
3. 智能调度:根据实时监测和数据分析的结果,通过控制系统对各个压缩机的运行模式和负荷进行调度,以实现最佳的工作效率和能耗控制。
4. 故障诊断:通过对压缩机的故障诊断和预测,提前发现和解决潜在问题,以降低故障率和维护成本。
三、联控方案的优势采用空压机联控方案可以带来多个优势和益处,包括:1. 节能高效:通过智能调度和控制,优化压缩机的运行模式和负荷,在保证生产需求的同时降低能耗。
2. 稳定可靠:通过实时监测和故障诊断,提高空压机的稳定性和可靠性,减少停机和维修时间。
3. 扩展性强:联控方案可以根据实际需求进行配置和扩展,适应不同规模和复杂程度的空压系统。
4. 智能化管理:联控方案可以实现对空压机的远程监控和管理,提高工业自动化水平,降低人力成本。
四、应用实例空压机联控方案已经在多个行业得到了广泛应用,取得了显著的效果。
以下是两个典型的应用实例:1. 制造业:在制造业中,空压机通常是生产线不可或缺的设备。
采用联控方案可以实现多个工作区域的统一调度和控制,提高整个生产线的效率和稳定性。
空压机集中控制技术方案空压机一直作为各种行业中必不可少的设备之一,其稳定运行和高效节能一直是厂家和用户关注的焦点。
为了实现空压机的自动化控制和远程监控, 空压机集中控制技术方案被提出并逐渐应用于实际生产中。
本文将介绍一种可行的空压机集中控制技术方案,并分析其优势和应用前景。
一、方案概述空压机集中控制技术方案是通过将多台空压机连接至一个控制系统中,实现对多台设备的集中管理和监控。
通过传感器、仪表等监测设备实时采集各种数据,并通过控制器进行数据处理和控制指令的下发,从而实现对多台空压机的集中控制和管理。
二、技术方案设计1. 硬件设计(1)采集设备:选择高精度的传感器和仪表,用于实时监测空压机的各项参数,如压力、温度、流量等。
(2)控制系统:选用可靠稳定的PLC(可编程逻辑控制器)作为控制核心,通过编程实现对采集设备的数据处理和控制指令的下发。
(3)通讯设备:采用现代化的网络通讯设备,如以太网、Modbus 等,实现不同设备之间的数据传输和系统与上位机的连接。
2. 软件设计(1)数据采集:编写相应的程序,实现对传感器和仪表的数据采集,并将数据传输到控制系统。
(2)数据处理:通过编程算法对采集到的数据进行处理,如实时计算空压机的能耗、效率等指标,以便实现能耗优化和设备故障预测。
(3)控制策略:依据实际需求和设备特性,设计合理的控制策略,实现对空压机的自动化控制,如启停控制、负载均衡等。
(4)报警与提示:根据设备状态和设定的阈值,设定相应的报警和提示功能,及时告警和提醒操作人员进行处理。
三、优势与应用前景1. 优势(1)集中管理:通过集中控制系统,可以方便地对多台空压机进行管理和监控,提高管理的效率和准确性。
(2)节能降耗:通过对空压机能耗的实时监测和控制,可以优化设备运行参数,降低能源消耗,达到节能的目的。
(3)故障预测:通过对空压机运行数据的分析,可以提前判断设备运行状态,及时发现并解决可能出现的故障,降低设备维护成本和生产停机时间。
冶金动力METALLURGICAL POWER 2019年第9期总第235期
多台空压机联动控制节能运行
王亮
(河钢集团邯钢公司非钢事业部,河北邯郸056003)
【摘要】就伊拉克MASS钢铁公司压缩空气站7台空压机实现最优控制运行方式进行了阐述,在满足生产需求的前提下,通过设定参数实现最佳的节能高效压缩空气系统。
这种基于压力控制、能效控制、优先级控制和定时控制的多重控制管理模式,在生产实践中凸显其优越性。
【关键词】空压机;节能运行;联动控制
【中图分类号】TP27【文献标识码】B
【文章编号】1006-6764(2019)09-0088-03【开放科学(资源服务)标识码(OSID)】Operation of Energy Saving by Interlinked Control
of Several Air Compressors
WANG Liang
(Non-steel Dept.of Handan Iron and Steel Co.,Ltd.of Hegang Group,Handan,Hebei056003,China)【Abstract】The paper presents the achievement of optimal control operation mode of the7air compressors at the compressed air station of Iraqi MASS Steel Company.Under the premise of meeting production demand and through setting up parameters,an optimal en-ergy saving high-efficiency compressed air system was achieved.This multi-control manage-ment model based on pressure control,energy efficiency control,priority control and timing control has clearly shown its advantage in production practice.
【Keywords】air compressor;energy saving operation;interlinked control
1项目背景
伊拉克MASS钢铁公司地处苏莱曼尼亚市郊35km,建设有一个最大外送压力0.85MPa的压缩空气站,共有7台空压机并列运行,全部采用IN-GERSOLL RAND公司SSR350-2S Wc型空压机。
压缩空气站为整个MASS钢铁公司提供洁净、干燥、压力稳定的压缩空气,保障拥有1台120t级电弧炉的炼钢和一条日产2000t的棒材生产线的轧钢的生产需求。
由于伊拉克当地发电厂的能力限制,当地供电情况比较紧张,对MASS钢铁公司分时段限制用电量,所以炼钢和轧钢都不能实现24h连续生产。
根据统计,在炼钢单独生产阶段,压缩空气站的外供压缩空气流量为6000~7000m3/h;在轧钢单独生产阶段,压缩空气站的外供压缩空气流量为4000~ 5000m3/h。
在这种工况下,压缩空气站的7台空压机只需一部分启动加载运行,此时如果将7台空压机全部启动,并利用空压机自身的微处理器控制面板设定高、低压力功能来实现每台空压机的自动加载、卸载作业,虽然可以满足生产需求,但多台空压机长期处于卸载状态下运行,消耗大量的电力,造成能源浪费。
如果人为的参与控制每台空压机启动、停止,却又不利于外供压缩空气压力的稳定保障,甚至会影响到炼钢和轧钢的生产安全。
为了使设备的运行状态最佳,炼钢和轧钢生产工作更加安全稳定,同时避免电力浪费、节能环保的目的,压缩空气站采用7台空压机联动控制节能运行的方式。
2设备简介
INGERSOLL RAND SSR350-2S Wc型空压机一种由电动机驱动两级螺杆的空气压缩机。
螺杆式空气压缩机中的压缩是通过两个成对的螺旋转子的啮合产生的。
由一台额定电压
400V、额定功率350kW、额定电流661A、额定转速1485r/
88
min、功率因数0.91的电动机提供动力来源。
INGERSOLL RAND X8I 是一款先进的系统联动控制器,旨在为压缩空气站实现安全、可靠和节能的管理。
一般请况下的空气压缩系统有20%到60%的能源被浪费,这是因为实时运行的空压机的数量超出了实际需求的数量,还有可能是空压机配置错误或者系统运行压力设置过高导致的。
X8I 能够控制多达8台容积式空气压缩机。
有效的减少了能源的浪费,其中包括不同气量,不同类型(定速,变速,可变气量)以及各种组合配置的压缩机组。
通过高级的控制功能及广泛的连接性能,多空压机组联动控制器X8I 可以与用户包括英格索兰和其它
率,并且降低能源成本。
ir-485网关是设计用于通过RS485网络将In-gersoll Rand 压缩机上的微处理器控制面板与X8I 自动化系统连接。
X8I 通过使用ir485协议的双线RS485网络与ir-485网关进行通信。
ir-485网关模块安装在压缩机控制柜内,使用Belden 9841或等效的RS485电缆连接到X8I。
连接到X8I 的每台压缩机将生成唯一的指定压缩机识别号;从压缩机1开始,顺序地增加到连接到X8I 的压缩机的数量。
开关SW1用于在ir-485网关上分配此唯一地址。
3RS485网络连接
安装概述如图1
所示。
4
联动控制功能实现
4.1
压力控制
通过将系统压力保持在可接受的范围内来实
现压力控制,该压力范围根据实际生产需求定义和编程,目前pH (高压)设定值0.75MPa,PL (低压)设定值0.70MPa。
在PL 和pH 定义的指定压力范围内,通过卸载和加载压缩机来实现压力控制,将压缩机输出与系统需求紧密匹配,见图2。
图2压力自动控制图
4.2能效控制
能效控制模式的主要功能:(1)根据压缩空气需
求动态匹配压缩空气供应。
(2)利用最节能高效的空气压缩机组合实现1的需求。
压缩机的启、停和利用率动态地与自适应控制逻辑相结合。
能效控制模式通过X8I 实时分析每台压缩机容量、系统压力变化等条件来实现各台压缩机的启动、停止,以便在生产需求发生变化时动态实施并持续检查“最佳”配置。
4.3
优先级控制
优先级设置可用于修改序列分配模式。
可以为压缩器分配1到8的优先级,其中1是最高优先级。
可以为任何压缩机分配任何优先级,并且任何数量的压缩机可以共享相同的优先级。
优先级允许设置轮换序列,具有相同优先级编号的所有压缩器将在其自己的序列内轮换。
具有最高优先级的组将始终位于序列的前面。
4.4
定时控制
(下转第93页)
图1X8I 网络连接控制图
经过改进后的整个网络构架子站减少了30个之多(如图3)
,站点的减少了故障点也减小了,问题
查找的范围以及难度。
4总结
DP 总线现已被广泛应用于流水线的过程自动
化领域。
但由于生产现场情况复杂,因而导致通讯上存在隐患和故障,大部分此类故障都是前期设计不完善以及安装不严格造成的,在平时多挖掘多改进从而减少隐患或者故障点,达到减少故障发生频次避免停机的目的。
通过实施了措施和改进工作
后,统计了近期几个月网络通讯情况,发现原有的网络不稳定故障次数已经近于零。
后期将会把改进措施进行拓展。
收修改稿日期:2019-05-29
作者简介:贾建(1987-),男,大学本科学历,助理工程师,现从事电气自动化技术工作。
图3改进后的整个网络构架
(上接第89页)定时器旋转模式的主要功能可以使用“优先级”设置修改例行旋转分配,每次达到旋转时间时,系统发生顺序旋转并重新排列每个压缩机的顺序分配。
分配给第一台压缩机的任务被重新分配给第二台,而第一台变为最后备用,所有其他压缩机分配同样增加1。
有效避免单机运行时间过长,设备过度疲劳。
5结语
联动控制功能的实现,正是基于这四种控制功
能,避免压缩机发生重复启动,自动最优组合实时
运行空压机的台数,满足压缩空气管网系统对压力的需求,同时节约最大能效。
这种基于压力控制、能效控制、优先级控制和定时控制的多重控制管理模式,在生产实践中优越性凸显。
[参考文献]
[1]COMPRESSED AIR PLANT TECHNICAL Manual [K][2]Ingersoll Rand System Automation Operator's Manual [K]
收稿日期:2019-04-10
作者简介:
王亮(1986-),男,汉族,工程师,大学本科学历,现从事电气设备技术管理工作。