PLC用于控制多臺空氣壓縮機的應用

1、國家職業(yè)資格全國統(tǒng)一鑒定維修電工技師論文（國家職業(yè)資格二級）論文題目：plc用于控制多臺空氣壓縮機的應用姓 名：張 健身份證號:考證號：110500010791所在省市：廣東省東莞市所在單位：東莞市榮利布匹定型有限公司plc用于控制多臺空氣壓縮機的應用 作者 張建單位 東莞市榮利布匹定型有限公司摘要 本文敘述了plc用于多臺空氣壓縮機聯(lián)機運行控制系統(tǒng)的改造。該系統(tǒng)采用fx0n-3a模塊對供氣壓力值進行讀取，再通過plc的處理去控制空氣壓縮機的啟動與停止。在啟動時空氣壓縮機按設定時間逐臺啟動，當供氣壓力達到設定值時結束啟動。在運行時能根據(jù)供氣壓力的大小自動

2、減少或增加投入運行的空氣壓縮機臺數(shù)，使供氣壓力維持在設定范圍內(nèi)。運行時還能按設定間隔時間進行輪換，使空氣壓縮機輪流得到休息。該控制系統(tǒng)提高了供氣壓力的穩(wěn)定性，并改善了空氣壓縮機的運行狀態(tài)。關鍵詞：空氣壓縮機、plc 、壓力 引言隨著公司規(guī)模的擴展，公司用于生產(chǎn)的空氣壓縮機數(shù)量逐漸增加到了現(xiàn)在的5臺。其原有控制方式為交流接觸器加時間繼電器控制，由壓力開關控制其啟動及停止。啟動時用時間繼電器控制其按時間順序啟動，當系統(tǒng)壓力達到設定壓力值時則一起停止，當系統(tǒng)壓力低于設定壓力值時則再次啟動，運行中則如此循環(huán)。由于用氣量的無規(guī)律性變化使得機器較為頻繁地啟動和停止。在用氣量較大的情況下，當系統(tǒng)壓力下降到設

3、定壓力值以下空氣壓縮機重新啟動時則無法迅速提升壓力，致使系統(tǒng)壓力過低，以至生產(chǎn)設備產(chǎn)生欠壓故障。鑒于上述情況，公司決定對空氣壓縮機的控制系統(tǒng)進行plc控制改造。第1頁工藝與控制要求對于空氣壓縮機的控制實際上就是對系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力進行控制，即使其產(chǎn)生的壓力控制在設定范圍內(nèi)。由此首先需要對該系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力值進行讀取，在此采用了一個壓力值為01mpa對應電流值為420ma的壓力傳感器及一臺fxon-3a的特殊功能模塊，基本單元采用一臺fx2n-32mr型plc壓力值讀取及壓力值設定程序梯形圖如下：（圖一）程序采用rd3a指令讀取fxon-3a模塊通道1的數(shù)據(jù)到do中，采用zcp指令對壓力進

4、行設定與監(jiān)視。這里設定的壓力下限值為0.6mpa上限值0.8mpa（可根據(jù)需要進行調(diào)整）。用讀取到的壓力值do與設定的下限值k153及上限值k204進行比較并將結果輸出到m1m3中，再由m1m3去控制壓力狀態(tài)（欠壓、正常、超壓）的指示及空氣壓縮機的啟動與停止。程序中y11為欠壓指示輸出，y12為正常壓力指示輸出，y13為超壓指示輸出。啟動 按下啟動按扭時系統(tǒng)進入啟動狀態(tài)，此時如果系統(tǒng)壓力低于0.6mpa則開始逐臺啟動空氣壓縮機。如系統(tǒng)壓力大于0.6mpa則進入等待狀態(tài)，須等到系統(tǒng)壓力低于0.6mpa時才開始逐臺啟動空氣壓縮機。其程序梯形圖如下：（轉下頁） 第2頁 . （圖二）程序中x0為啟動控

5、制。x0接通瞬間即置位m0，y15為運行指示輸出，m0作為主控控制進入啟動狀態(tài)。m1作為啟動條件（當系統(tǒng)壓力低于0.6mpa時為on），當m0及m1同時為on時則逐次置位y0y4。由y0y4的輸出去控制1#5#空氣壓縮機的啟動及停止。每臺空氣壓縮機的啟動間隔時間依次設置為5秒、10秒、60秒、120秒（可根據(jù)需要進行調(diào)整）。在啟動過程中如壓力達到0.6mpa則停止啟動，剩余未啟動的空氣壓縮機當壓力不足0.6mpa時會繼續(xù)啟動。前面三臺空氣壓縮機啟動的間隔時間設置較短是為了在啟動時讓壓力較快上升，因為在一般情況下是三到四臺空氣壓縮機投入運行，所以后面兩臺的啟動間隔時間較長。如果前面啟動的幾臺空氣

6、壓縮機能夠使系統(tǒng)達到設定的壓力值，則后面的空氣壓縮機就不用再啟動，由此減少空氣壓縮機的啟停次數(shù)。這里視0.6mpa為理想壓力，因為它既能滿足生產(chǎn)的需要又能兼顧運行的經(jīng)濟性。 運行 當系統(tǒng)壓力達到0.6mpa時啟動完成。系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài)。在自動運行狀態(tài)中由于用氣量的變化會使得系統(tǒng)壓力產(chǎn)化。當系統(tǒng)壓力高于0.8mpa時則會按預先設定的時間逐臺停止空氣壓縮 第3頁 機直至系統(tǒng)壓力等于或低于0.8mpa為止；當系統(tǒng)壓力低于0.6mpa時則會逐臺啟動空氣壓縮機，直至系統(tǒng)壓力達到0.6mpa為止。 超壓停機程序梯形圖如下：. （圖三） 程序中當系統(tǒng)壓力大于0.8mpa時m3為on，此時用enco指令將

7、y0y7中處于on狀態(tài)的最高位的位值讀入d10中，然后用deco指令拿d10中的值去控制m30m37，再用m30m34去復位y0y4。這段程序?qū)嵸|(zhì)就是找出正在運行的處于最高編號位置的空氣壓縮機將其停止。在停止一臺空氣壓縮機60秒后如系統(tǒng)壓力仍高于0.8mpa則再停止下一臺空氣壓縮機，如此逐臺停止直至系統(tǒng)壓力等于或低于0.8mpa為止。這里t30為設定停止各臺空氣壓縮機的間隔時間，可根據(jù)情況進行調(diào)整。當系統(tǒng)壓力小于0.6mpa時，系統(tǒng)會逐臺啟動空氣壓縮機。其動作原理如前文的“啟動”所述。當系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行狀態(tài)后有部分空氣壓縮機處于停止狀態(tài)（一般為12臺）。這樣就需要讓各臺空氣壓縮機輪流得到休息。

8、其程序梯形圖如下：（轉下頁）第4頁 （圖四）程序中t10和c0用來設定其輪換的間隔時間，這里設置為2小時。在每次達到設定的間隔時間時y0y7的狀態(tài)移向y1y10.因為傳送后y0的狀態(tài)不變，所以需要復位y0.如傳送后on位超過y4即y5為on，則由y5置位y0（見圖二），以保持開機的總臺數(shù)不變。傳送后復位y5y7是為了讓圖三中的enco指令正確讀取y0y4中處于on狀態(tài)的最高位。而t20是為了保證y5置位y0后才復位y5y7. 停機與保護 停機與保護的程序梯形圖如下：（圖五） 第5頁 程序中x1為停止控制，接通x1即復位m0及y0y4所有空氣壓縮機停止運行。超壓保護，這里設定超壓保護壓力值為0.

9、85mpa.當壓力傳感器讀取到的壓力值大于0.85mpa時m4為on復位m0及y0y4停止所有空氣壓縮機。x3為機械式電接點壓力開關與m4作用相同起到雙重保護的作用。x3導通的壓力整定值可等于或稍大于m4為on的壓力值。y14作為極限壓力故障報警指示。另外還需在系統(tǒng)的各個儲氣罐上安裝壓力安全閥，其整定壓力值為0.9mpa.為了保護plc的輸出繼電器，在plc的輸出端與控制空氣壓縮機的接觸器之間加裝了小型中間繼電器（型號為my2nj）。對于空氣壓縮機的電動機的保護，這里采用熱繼電器對其進行保護。故障報警指示燈由中間繼電器的常開觸點串聯(lián)接觸器的常閉觸點來控制。即當接觸器接到運行命令而不能吸合時故障報警指示燈點亮。另外，為了維護檢修方便每臺空氣壓縮機應安裝獨立的電源開關，其接觸器的控制線圈回路中也應單獨安裝控制開關。該系統(tǒng)中的空氣壓縮機無主次之分也無需設置備用機，它們的輪換是自動進行的。在運行中如有某臺空氣壓縮機發(fā)生故障也不會影響系統(tǒng)正常運行（需要系統(tǒng)中空氣壓縮機的臺數(shù)能達到運行要求）。通過將多臺空氣壓縮機的聯(lián)機運行由繼電器控制改為plc控制后提高了系