关于螺杆压缩机PLC控制相关研究.pdf

机械与设备 2017 年 1 期︱255︱ 关于螺杆压缩机关于螺杆压缩机 PLCPLC 控制相关研究控制相关研究 朱 凯 张希东 王 艳 沈阳鼓风机集团自动控制系统工程有限公司，辽宁 沈阳 110869 摘要本文简要介绍 PLC 控制系统在螺杆压缩机中的应用，其在联锁控制以及联网通讯方面的优势均较为突出，将 PLC 控制技术作为 螺杆压缩机的核心并以人机接口为上位机，能够提高系统控制界面的灵敏度，易于操作，发挥出良好的运用效果。 关键词螺杆压缩机；PLC 控制；联网通讯；人机界面 中图分类号TB652 文献标识码B 文章编号1006-8465（2017）01-0255-01 1 前言 螺杆压缩机属于一种喷油回转机械，其容积型特征决定压缩机 的排气量可进行调节。螺杆压缩机主要用于气体的吸收、压缩以及 排出，其具备螺旋状齿槽的螺杆，通过螺杆的旋转有效控制齿间容 积，螺杆压缩机具有诸多优点，具有良好的运用前景。 2 螺杆压缩机相关简介 螺杆压缩机主要依靠其装置中啮合齿槽的转动改变容积，其主 转子与副转子在机壳内有序转动，使其齿槽之间的气体发生周期性 的改变，自气体吸入一侧转向排出一侧，由此实现气体输送、压缩 以及排出等流程的完成。螺杆压缩机的主要特征为结构简单、零件 少、排气范围易于控制、外型美观、工作成本低等，可以运用于多 个行业。 螺杆压缩机主要采用单片机进行电气控制，单片机的可靠性以 及稳定性均较为突出，同时价格相对较低，但是单片机控制方案依 然存在诸多问题，在其定型结束后，控制资源不可改变，不可编程 软件也不可拓展硬件。同单片机控制方案相比，PLC 控制方案的适 用范围较广， 其基本性能符合复杂螺旋压缩机电器控制的基本要求， 一方面，PLC 设计方式的资源可以进行控制，也就是说，在适用螺 旋压缩机的时候，工作人员可以根据其输入输出信号以及不同接口 的差异性，合理设计与之适应的配置方式。另一方面，在适用 PLC 模式进行控制时，其通讯接口、数字量以及模拟量均可以进行随意 组合，同时，其功能相对完善、实用性强、易于程序变更以及配套 全面等优点 [1]。 3 PLC 控制在螺杆压缩机中的运用 3.1 DCS 开关量输入输出信号 分散控制系统主要以通信网络作为纽带，其主要包括过程控制 系统以及过程监控系统， 简称为 DCS。 DSC 这一系统综合了控制技术、 显示技术、通讯技术以及计算机技术，其基本原则为组态方便化、 管理分级化、操作集中化以及配置灵活化。螺杆压缩机是企业机械 的中心环节， 无论是作为工艺用气或者动力都被纳入分散控制系统， 因此，螺杆压缩机的运行方案主要为压缩机定时巡查，而系统的 运作、停止、下载则主要通过中控室收集数据，从而进行集中化监 控操管。其中，开关量分散控制系统主要包括机器远程开关、故障 警报、运行预警等。 利用 PLC 电气控制系统不仅可以进行远程开关以及停止，还可 以进行远程加载、维修、管控等基本行为。输出信号主要包括电源 提示、运行状态提示、故障报警、温度提示、压力提示以及紧急断 水等。一般来说，分散开关量信号要求较为特殊，而利用 PLC 设计 系统进行控制 DCS 的开关量输入输出信号，则仅需配置数据输入模 块。可以众多的特殊 DCS 开关量信号的要求，采用 PLC 设计的只需 配置一定量的数字量输入输出模块即可。DCS 开关量输入输出信号 的主要控制装置为电缆，保障螺杆压缩机输出为本机运行状态，而 用户中控室的接受信号则为控制命令。常规模式是在螺杆压缩机总 控系统设置 PLC 控制系统，其主要作用包括采集、存储以及控制 罗噶怒爱所及的运行信息，接受、控制并转发上位机的运行信息。 （1） ）当某单一螺杆压缩机收到检修维护警报，PLC 系统立即停止 运作，并拒绝接受系统启动命令； （2）远程仅能在螺杆压缩机旁进 行操作，该操作系统用于分辨远程命令的可执行性； （3）卸载停机 信号用于分散控制系统辨别系统所执行的操作，即延时后自动停机 或者立即停机，前者加载压力应大于排气压力，PLC 螺杆压缩机自 行延迟，后者执行停机命令 [2]。 3.2 螺杆压缩机联网通讯 PLC 控制系统表现在联网通讯方面的功能主要表现为 （1）屏 幕的触摸控制、文本显示器等，也就是人机界面的控制； （2）用于 多台系统机器之间的联系控制，应用在不同螺旋压缩机之间的通讯 以及联网； （3）PLC 同上位机之间的联网通讯，上位机属于 PLC 控 制系统的核心，也称作工控机，即 PC。采取 PLC 电器控制系统能够 良好的控制螺杆压缩机，解决其特殊的联网通讯需求，比如当用户 需求为 Profibus 通讯时，其通讯联网表现为主从关系，进行 PLC 控 制设计的的方式即配置相关通讯模块，该通讯无需编制程序，只需 制作表格，用于表现模拟量、寄存器数据以及各个 I/O 的实际地址 或者名称即可。螺杆压缩机的联网通讯地址可利用开关按钮进行直 接设定，在次前提下，上位机可以通过其联网通讯网路对螺杆压缩 机的 PLC 控制系统进行直接的读取以及代入。 3.3 PLC 与人机界面 人机界面指的是人与系统之间的信息传递以及相关资料交流的 载体，也是螺旋压缩机中电器控制系统的主体，人机界面的主要目 的是实现数据的查询、更改以及设置等相关系统操作，而人机界面 作为电气技术操作人员主要的工作平台。因此，PLC 的电气控制系 统的设计应当预设性人机界面，而该系统的人机界面选择系统主要 包括两个产品，即屏幕触摸、人本显示器。在人机界面中，屏幕触 摸的主要又是偶体现为信息量较大、操作便捷简单等方面优势，终 端用户只需要根据屏幕显示中的操作要求执行动作方可，同文本显 示器相比，屏幕触摸的信息量较大。另外，在进行信息查询时，工 作人员可以设置 PLC 电气控制系统的实时状态信息控制表，这一设 计优势体现为，在故障检修人员工作期间，可以简要明了的观察到 系统的闭合状态，而不需要打开电气箱检查触点的实际状态即可直 接判断系统故障。还有采取屏幕触摸来编制电气原件，比如模拟仪 表画面、动态画面等，实现控制界面的形象化以及直观化，其应用 范围较为广泛 [3]。 4 结束语 将 PLC 控制系统应用于螺杆压缩机中，其工艺参数以及控制过 程均易于控制，采用 PLC 控制系统能够提高系统的稳定性以及可靠 性，避免仪表原件的错误问题而引起的系统故障，保障装置的长时 间运作，提高经济效益。 参考文献 [1]李忠,常雪花.PLC 控制条件下变频器在螺杆压缩机制冷中的运用 [J].食品工业,201420. [2]于海城,西门子.S7-400 PLC 控制系统在丁二烯压缩机上的应用[J]. 炼油与化工,201415. [3]王宇鹏.撬装式螺杆压缩机在煤层气井田中的应用[J].煤炭与化 工,201526.