空压机在线监控系统
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空压机集中控制技术方案随着工业自动化的不断发展,空气压缩机作为一种重要的工业设备,其集中控制技术方案的优化和提升也成为了当前研究的热点之一。
空压机集中控制技术方案的改进,不仅可以提高工作效率,还可以减少能源消耗和维护成本,对于企业的可持续发展具有重要意义。
I. 空压机集中控制技术的背景空气压缩机作为输送能源的设备,广泛应用于制造业、能源行业和化工行业等领域。
然而,在许多企业中,空压机的管理和控制通常是分散的,每台空压机都有独立的操作和维护。
这种分散式的管理模式存在一系列问题,如能源浪费、设备负载不均衡、维护保养不及时等,导致了生产效率的降低和成本的增加。
II. 空压机集中控制技术的原理空压机集中控制技术的原理是通过传感器和监控系统,实时收集和分析空压机的运行数据,然后根据预设的条件和算法,对空压机进行控制和优化。
集中控制系统可以监测空压机的电流、压力、温度等参数,控制在线运行和停机,并自动调整维护周期和运行模式,以实现能源的节约和设备的正常运行。
III. 空压机集中控制技术的优势1. 能源节约:通过集中控制技术,可以实现空压机的智能运行和调节,避免了无效运行和能源的浪费。
合理调整压力和负载,最大程度地减少了能源消耗,降低企业的生产成本。
2. 设备保养:集中控制系统可以实时监测空压机的工作状态,预测和预警故障,并调整维护计划。
通过定期的维护和保养,可以延长设备的使用寿命,提高生产的可靠性和稳定性。
3. 远程监测:集中控制系统可以与其他监控系统进行联网,实现远程监测和操作。
企业的工程师可以通过电脑或手机远程监测空压机的运行状态,及时发现问题和进行调整,减少了人力资源的投入和延误。
4. 数据分析:通过集中控制系统收集的数据可以进行深入分析,为企业提供决策依据。
例如,可以通过数据分析找出设备的瓶颈和问题,优化设备的配置和调度,提高生产效率和质量。
IV. 空压机集中控制技术的应用案例目前,空压机集中控制技术已经在许多企业中得到应用。
空压机控制原理
空压机控制原理是通过控制系统实现对空压机的启停、运行和调节,以保持压缩空气供应的稳定性和可靠性。
空压机控制系统通常包括启停控制、压力控制、温度控制和安全保护等功能。
启停控制是空压机控制系统的基本功能,主要通过控制空压机电机的启停来实现对压缩空气供应的控制。
通常通过控制空压机电机的电源线路,如控制主接触器的闭合和断开来实现。
压力控制是空压机控制系统的重要功能,主要用于调节和维持系统中的压力在设定范围内,防止压力过高或过低。
常见的压力控制方式包括使用压力开关、压力传感器等设备进行测量,并通过控制空压机的负载和运行频率来实现调节。
温度控制主要针对空压机机体温度进行监测和控制,避免因长时间高温运行对空压机的损坏和影响。
通常通过安装温度传感器监测机体温度,并通过控制系统实现对冷却风扇、冷却水等冷却系统的控制。
安全保护是空压机控制系统不可或缺的一部分,主要用于保护空压机和人员的安全。
常见的安全保护机制包括超温保护、过载保护、电流保护、短路保护等,通过在控制系统中设置相应的保护设备和逻辑来实现。
空压机控制系统还可以根据实际需求增加其他功能,如远程监
控、节能控制、报警和诊断等。
总之,空压机控制原理是通过对空压机的启停、压力、温度和安全等参数进行监测和调节,以实现对空压机运行的控制和保护。
这种控制原理可以确保空压机的正常运行和压缩空气的供应稳定。
空压机站集中控制方案随着工业化的不断发展,许多工厂和企业都需要使用空压机来提供稳定的压缩空气供应。
然而,传统的单个空压机运行的方式无法满足大规模工业生产的需求,因此需要一种集中控制方案来管理多台空压机的运行。
本文将介绍一种适用于空压机站的集中控制方案,以提高空压机的运行效率和降低能源消耗。
一、方案概述在传统的空压机站中,每台空压机都有独立的控制系统,无法实现集中管理和监控。
为了解决这个问题,本方案提出了一种集中控制系统,通过连接多台空压机到一个集中控制系统,实现对整个空压机站的统一管理。
二、硬件设备1. 主控制器:使用一个主控制器来连接和管理多台空压机。
主控制器具有强大的数据处理和通信功能,能够集中监控和控制空压机的运行状态。
2. 传感器:通过在每台空压机上安装传感器,实时监测压缩空气的压力、温度和流量等参数,并将这些数据传输给主控制器。
3. 通信设备:利用网络或无线通信技术,将主控制器与各个空压机连接起来,实现数据的传输和控制命令的下发。
三、功能实现1. 远程监控:主控制器能够实时接收并显示各个空压机的运行状态,包括当前的压力、温度和流量等参数。
运维人员可以通过终端设备随时监控空压机站的运行情况,及时发现并解决问题。
2. 运行调度:主控制器能够根据空压机站的实际需求,智能地进行空压机的运行调度。
通过分析各台空压机的运行状态和工作负荷,主控制器可以自动切换空压机的运行模式,保证空压机在最佳工作状态下运行。
3. 故障诊断:主控制器通过与传感器的实时数据交互和分析,可以及时检测到空压机的故障,并生成故障报警信息。
运维人员可以通过故障报警信息快速定位和排除故障,避免因故障导致的生产中断。
4. 能耗统计:主控制器能够对空压机站的能耗进行统计和分析,帮助企业实现能源的合理利用和节约。
通过分析每台空压机的运行能耗和产生的压缩空气量,可以找出能效较低的空压机,并进行能源优化和调整。
5. 报表生成:主控制器可以生成各种报表,包括空压机运行状态、故障记录、能耗统计等。
空压联控柜触摸屏操作说明天津市易控科技发展有限公司2010年07月07日空压机联控系统操作说明一、系统启动前检查1) 确认触摸屏TP177B与S7-314C-2DP的通信电缆已经连接,并固定。
2) 确认触摸屏TP177B供电电源为24VDC,并已经连接好。
3) 确认本控制系统的外部供电电源为220V AC。
4) 控制箱有可靠的接地。
5) 其它控制回路接线完整、可靠。
二、系统启动在启动前的条件确认达到要求后,可以启动系统,请按照以下顺序进行:1) 在X0-1/2#,检测到外部电源220V AC。
2) 空开QF1供电,系统带220V AC电源。
此时系统24VDC供电,触摸屏TP177B启动,如果不操作,等待5S后,系统自动进入默认的主画面。
5) 将S7-314C-2DP的开关打在“RUN”位置,PLC系统启动,系统自检通过后,与触摸屏TP177B建立通讯。
三、触摸屏TP177B操作本系统共计画面有8幅。
分别为主画面,流程图,报警记录,参数设定等。
触摸屏TP177B为触摸操作,在操作过程中,使用手指直接轻轻点击对应按钮,禁止使用金属棒、铅笔等硬物去点击屏幕。
3.1主画面系统启动后,出现选择对话框,如下:图1 加载菜单出厂前,系统参数已经设置好,建议不要操作,等待5S后,系统自动进入操作主菜单:图2 主画面主画面为系统调其它画面的基础,通过主画面,可以调空压机A/B、干燥器、报警、参数设定等画面。
3.2生产流程在主画面,点击屏幕下方按钮“空压机A”,可以调用空压机A监控画面:图3 生产流程画面注:操作按钮显示文本与设备当前状态相反,如“自动/手动”按钮,当设备为自动时,显示“手动”,即显示的是操作后设备的状态。
在本画面,左侧数据显示区只能显示数值。
右侧操作按钮显示将要执行的操作,并可操作,操作各个按钮均需要操作员权限。
如果没有登录操作员或者管理员环境,点击右侧按钮时会弹出登录界面。
“切为主机”按钮为空压机A、B主备状态切换,A切为主机时,B自动切为备机。
空压机自动化控制方案设计空压机自动化控制方案设计一、引言本文档旨在设计一种空压机自动化控制方案,通过采用自动化控制系统,提高空压机的工作效率和精度,实现自动化生产。
二、设计概述2.1 目标本设计旨在实现以下目标:- 提高空压机的生产效率;- 提高空压机的稳定性和精度;- 实现空压机的自动化控制,减少人工干预;- 实现对空压机的远程监控和管理。
2.2 设计原则在设计空压机自动化控制方案时,需遵循以下原则: - 安全可靠:确保自动化控制系统稳定运行,保障人员和设备安全;- 高效节能:通过控制空压机的启停、负载调节等方式实现高效的能源利用;- 灵活可扩展:设计应考虑到将来系统的扩展和升级需求。
三、系统架构设计3.1 硬件组成本自动化控制系统的硬件组成包括:空压机、传感器、执行器、控制器和远程监控设备等。
3.2 软件设计本自动化控制系统的软件设计分为以下几个部分: - 空压机控制程序:实现对空压机的控制、监测和故障诊断等功能;- 数据采集与处理:负责获取各个传感器的数据,并进行相应的处理与分析;- 控制算法:根据采集到的数据,进行控制指令的与执行;- 远程监控与管理:支持远程监控和管理系统,可以通过网络实时监测和控制空压机。
四、系统详细设计4.1 空压机控制程序设计4.1.1 空压机启停控制:根据需求自动控制空压机的启停状态,减少无效运行时间;4.1.2 负载调节控制:根据实时需求调整空压机的负载,保持压缩空气供应的稳定性;4.1.3 故障诊断与报警:通过监测各个传感器的数据,及时识别故障并发出相应的报警信息。
4.2 数据采集与处理设计4.2.1 传感器选择和布局:根据生产过程需求选择合适的传感器,并合理布局;4.2.2 数据采集:实时采集各个传感器的数据;4.2.3 数据处理与分析:对采集到的数据进行处理与分析,提取有用信息。
4.3 控制算法设计4.3.1 控制指令:根据传感器数据和系统需求相应的控制指令;4.3.2 控制指令执行:将控制指令传输给执行器,实现对空压机的控制。
空气压缩机自动控制技术研究摘要:在生产过程中,往往保证中央机组能够正常地通过压缩空气生产,并配备一个合理的、科学的空压机室。
同时,生产车间还应配备专业的空气过滤仪器、水泵和干机等设备。
空气压缩机供气系统主要由储气罐、阀门和连接管道组成。
此外,在实际工作中,有关人员还必须确保空气压缩机自动控制技术包括制冷系统和空气压缩系统,并利用先进的科学信息技术根据实际情况控制空气压缩机,从而大大提高操作效率同时,企业不断完善空压机自动控制技术,使终端设备满足企业生产需求,充分保证最终运行效率。
关键词:空气压缩机;自动控制技术;研究引言压缩机由于压力适应范围宽、压缩效率高等突出优势在化工行业具有十分重要的地位。
但是,离心式也存在故障率高、振动大等问题。
应达到99%及以上的运转率,所以压缩机均应具备完善的监护系统,基于PLC和组态软件的控制技术可以更好地完善压缩机等工业生产设备的自动化程度。
西门子系列PLC已经广泛应用于现代工业控制领域,其系列产品具有稳定性高、性价比强等许多优点,其中的S7-300型PLC属于模块化中小型PLC控制系统,主要包括CPU模块、PLC电源等模块。
自动控制系统,其具有数据显示、报警停机等功能,可快速反馈故障,并采用PID变频为辅助,调节负荷。
文中将对控制系统硬件进行选型和合理的摆放设计,基于此进行软件编程,利用西门子S7-300型PLC对压缩机参数进行扫描,通过MCGS组态软件设计人机界面,显示离心机的控制系统信息,使操作人员对数据能够实时地监控,并掌握离心机各部分的压力、温度、振动等信息,以判断设备运转是否正常。
1空气压缩机的工作原理离心式空气压缩机,各压缩机及压缩等级为三级压缩。
三级压缩程序如下:发动机带动叶轮不停转动,空气通过过滤网过滤,进入一级压缩腔,即一级压缩;在离心力作用下,空气流入一次压缩腔壁,空气进入腔壁孔,进入二次压缩腔,即二次压缩;空气通过二级壁压力进入三级压缩腔,二级壁压力是三级压缩。
技术背景 在21世纪的今天,随着微型计算机技术和自动化技术的不断进步与发展,许多领域中都引进了计算机检测与控制系统,网络化的智能终端不断涌现,现在代化煤矿,空压机装置自动化水平要求的提高,采用微机控制空压机是一种发展趋势,它可以减轻空压机操作员的劳动强度,对空压机的安全可靠运行起到保证和促进作用。
部件名称: 工作原理 PLC配置设计 系统选用西门子公司的S7-300PLC实现集中监控。S7-300PLC为模块化结构,具有模块齐全、扩充方便、通信能力强、运行稳定可靠等优点,特别适合用于工业环境及电气干扰环境。根据系统控制要求并考虑留有一定的余量,PLC的硬件配置如下: (1)电源模块PS307:输入电压为220VAC,输出电压为24VDC,输出电流为5A,向其他PLC模块供电。 (2)CPU模块CPU315-2DP:系统中信息的运算和处理的核心,内有48KB随机存储器和80KB装载存储器,每执行1000条指令约需0.3ms,最大可扩展1024点数字量或128个模拟量通道。它有一个MPI通讯口和一个DP通讯口,MPI口用于连接触摸屏,DP口用作调试程序时监视PLC程序的运行以及下载程序;并留作将来系统扩展时使用。 (3)数字量输入模块SM321:配置3块型号为DI16×24VDC的SM321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。 (4)数字量输出模块SM322:配置2块型号为DO16×24VDC/0.5AREL的SM322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。 (5)通信模快CP341:CP341模块是串行通讯处理器模块,硬件接口可采用RS-232C或TTY或RS-422/485方式,集成了3964(R)、RK512、ASCII通讯协议,并且支持用户加载协议。系统选用接口为RS-485标准的CP341模块,并在CP341通讯模块中插入Modbus主站Dongle模块加载Modbus协议,使CP341模块成为Modbus主站。CP341模块利用基于RS-485总线的Modbus协议,与作为Modbus从站的变频器、软启动器或智能控制器进行通讯,采集从站控制器中存储的空压机运行状态信息。 (6)通信模快CP343-1:CP343-1是用于连接工业以太网的通讯处理器模块,将PLC系统接入以太网,负责PLC和上位机之间的通讯。 触摸屏配置设计 系统采用西门子触摸屏作为车间级的集中监控站。它是基于标准操作系统MicrosoftWindowsCE的多功能人机交互界面,具有强大的数据采集和管理功能,稳定可靠,界面友好,图形显示,操作和管理方便。操作人员可以通过图形和菜单的方式查看空压机的运行状态及实时数据,设定空压机的压力、时间等运行参数,查看系统的历史数据、故障报警信息,并可设置是否允许上位机远程控制空压机。触摸屏直观显示了空压机组的运行状况,操作方便快捷,避免了定时巡检记录的烦琐工作,大大提高了工作效率和管理水平。 上位机配置设计 系统采用PC机作为上位机远程监控站。通过网络在线监视空压机的运行状况,查看压力、温度、运行时间、电机电压、电机电流、输出功率等实时数据,记录并存储历史数据,提供数据的查询和打印功能。当现场设备有动作或者出现故障时能够弹出提示消息并记录存储下来;在远程控制允许的情况下,值班人员还可以远程控制空压机。远程监控方便了调度,提高了管理自动化水平,是煤矿信息化发展的需要。 其他元件包括手自动转换开关、紧急停止按钮、声光报警器等。 通讯系统的构成 系统中的通讯包括三个部分。 现场设备通讯 PLC和作为从站的控制器之间的通讯采用控制方便、设计简单的RS-485接口标准作为物理通信标准。RS-485标准要求采用两线制差分方式发送和接收数据,因此能够有效克服共模干扰、抑制线路噪声。根据实际情况,通信协议采用单主站多从站结构的Modbus协议,选用Modbus的RTU通讯模式。RS-485标准是总线的物理层标准,负责完成电平转换和数据收发;Modbus协议则构成了总线的数据链路层协议,规定了总线上传输的数据帧格式,为主站和从站之间传递数据提供通信规约,保证有效数据在主站和从站之间可靠传递,两者共同构成了RS-485总线。 CP341模块设置为总线的主站,变频器、软启动器或智能控制器设置为总线的从站,每个从站分配唯一的地址,主站和从站的通讯速率统一设定为76.8kbps。工作时采用命令/应答的通讯方式,每一种命令帧都对应着一种应答帧,Modbus协议为命令帧定义了许多功能码,不同的功能码要求从站进行不同的响应。CP341模块发出相应功能码的命令帧,地址匹配的从站控制器就会做出响应,将存储在寄存器中的空压机运行信息(电压、电流、载荷状态、运行状态、故障信息等)组成应答帧发出至CP341模块。重复上述过程,CP341模块即可实现轮循采集空压机组的运行信息。 最后需要说明的是,RS-485总线仅用作数据采集,控制信号由PLC的数字量输出模块SM322输出,经过信号线传输到空压机自身的控制继电器,这是由现场的实时性要求决定的。如果控制信号也由CP341模块发出,就需要经过RS-485总线传输到空压机组控制器,再由空压机组控制器控制空压机的控制继电器;而采用硬接线的方式直接传送控制信号到空压机的控制继电器,就大大缩短了系统的控制响应时间;同时,RS-485总线能够以更快的速度采集实时数据。 触摸屏通讯 PLC和触摸屏之间的通讯二者均为西门子的产品,通过MPI电缆连接PLC的MPI通信口和触摸屏的RS-485通信口.组态时对相关通讯参数如所要连接CPU的MPI地址和槽号等进行定义,选择接口类型为MPI,将波特率设置为187.5kbps进行简单的组态操作即可实现通讯。 上位机通讯 在PLC和上位机之间的通讯中,PLC通过以太网模块CP343-1接入工业以太网,上位机通过网络实现远程监控功能。选择接口类型为工业Ethernet,通信速率为100Mbps,设置PLC和上位机的IP地址。 软件设计及其功能 系统的控制要求如下:手自动转换开关为手动状态的空压机,仅受其空压机控制柜操作面板控制,以方便机器检修和维护,此时PLC只能采集该空压机控制器中的数据而不能控制空压机;手自动转换开关为自动状态且远程控制无效的空压机,将由PLC进行集中监制,PLC根据风压的变化来决定投入运行的空压机台数,维持风压能够满足井下用风的需要,并且依据空压机运行时间的长短使它们轮换工作;当触摸屏上的远程控制设置无效时,上位机只能监测到空压机的运行状况而没有控制权限,当远程控制有效且手自动转换开关为自动状态时,空压机将只受上位机远程控制。 单台空压机的主程序流程图如图:
PLC控制程序主要具有以下功能: (1)自动轮换运行。PLC根据总线采集的信号进行综合判断,然后发出启动、停机、加载、卸荷、报警等控制指令,监控空压机组自动运行,使得总管压力维持在设定的压力下限值和压力上限值之间。若风压低于压力下限值就增加空压机运行的台数,若风压高于压力上限值则减少空压机运行的台数,达到既满足井下用风需要、又可以降耗节能的目的。 空压机连续运行8小时(用户可以自行设置)后机身温度会很高,需要停机休息,用于散发自身的热量,以保证机器不受损伤。因此,空压机需要进行轮换工作,以保证空压机安全可靠运行,延长设备使用寿命。PLC根据运行时间将受控于PLC的空压机进行排序,建立开机序列和停机序列,当需要增加空压机的运行台数时,PLC将启动总运行时间最短的空压机;当需要减少空压机的运行台数时,PLC将停止本次运行时间最长的空压机。 (2)延时启动和延时停机。PLC自身具有较强的抗干扰能力,但由于现场条件、电网、用风量等各种复杂因素的影响,电机电流、电机电压等受到干扰将产生误报警;如果总管压力的扰动发生在压力下限值或者压力上限值附近,将它们作为一般工状处理就会出现频繁启动、停机现象,影响设备的可靠性和使用寿命。因此,需要对发出动作指令的起因信号作适当的延时处理,以消除扰动,防止误动作。 (3)智能保护。空压机主电机在启动时,启动电流为额定电流的5~7倍,对电网和其他用电设备冲击很大,同时也会影响空压机的使用寿命,所以,空压机不宜频繁启动。为了使系统能够对用风状况进行准确判断,并据此控制空压机的启动,在井下用风高峰期空压机启动较频繁,当两次启动时间间隔小于预先设定的值时,将保持空压机持续运转而不停机,当连续两次加载间隔时间较长时,可认为用风高峰期已过,空压机投入间断运行状态。另外,对电机电流、电机电压、排气压力、进气负压、运行温度、油温、油滤压差等重要参数进行实时监控,出现异常及时进行故障报警,并作出处理。 触摸屏人机界面设计 选用与西门子触摸屏配套的组态软件wincc flexible2008设计界面。画面包括:(1)主画面:空压机组的运行状态以及主要参数的显示。(2)数据报表:实时数据汇总显示,并可查询历史数据和总管压力曲线。(3)运行设置:设置启动远程控制是否有效;设置自动启动、停机、加载、卸荷的压力阈值;设置时间参数、报警参数等。(4)报警查询:查询报警详细信息。(5)系统管理。 系统特点 S7-300PLC具有较高的性价比,但与现场设备支持的通信协议不兼容,系统采用CP341模块作为Modbus主站的方案具有一定的实际意义。现场调试和运行表明,该系统运行稳定,安全可靠,提高了空压机组的运行效率,实现了监控和管理的自动化。该系统不仅可以应用于煤矿的空压机组监控,而且可以推广到其他场合。 1、 自动化程度高 可实现全自动运行,达到无人值守的目的。 2、 操作方式灵活 系统具备单步操作、半自动一键启停及全自动联动运行三种运行方式,并具备现场手动操作,现场触摸屏集中监控及调度室远程监控三种控制方式。 3、 可靠性高 系统具有完备的保护功能,压风机本体、冷却系统、气路系统及供电系统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。设备故障停机后,系统能自动倒换到另一台无故障设备运行,最大限度地保证了动力用风的安全和不间断供应。远程计算机可以采用双机热冗余模式,提高系统的可靠性。