井下空氣壓縮機(jī)PLC智能控制改造

位于濟(jì)寧市微山縣的棗莊礦業(yè)集團(tuán)高莊煤礦應(yīng)用PLC、現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)改造井下空氣壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)空氣壓縮機(jī)參數(shù)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)及智能控制，達(dá)到無人值守的目的。

該礦空氣壓縮機(jī)房位于-215m水平，3臺(tái)SM-5185W型礦用螺桿空氣壓縮機(jī)通過3個(gè)氣包由輸氣管路送往其它用戶，2臺(tái)水泵電機(jī)給空氣壓縮機(jī)提供冷卻水循環(huán)。原電氣控制為手動(dòng)方式。

⑴系統(tǒng)組成。①信息獲取。排氣壓力傳感器安裝于制壓閥與排氣管連接管路上，通過在原連接管路上加裝三通實(shí)現(xiàn)；潤(rùn)滑油壓力傳感器安裝于機(jī)頭回油管末端，壓力信號(hào)與現(xiàn)有模擬壓力表取自同一位置，通過加裝三通實(shí)現(xiàn)；考慮到現(xiàn)場(chǎng)離集控柜較遠(yuǎn)，所有溫度測(cè)量裝置都選用能提供4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的高性能一體化溫度變送器；空氣壓縮機(jī)振動(dòng)參數(shù)通過在其底座上加裝振動(dòng)傳感器及變送器獲取。②集中控制。系統(tǒng)由壓力及溫度檢測(cè)傳感器、PLC控制柜、帶觸摸屏的西門子S7-300PLC及模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、以太網(wǎng)模塊等組成。采用集中管理、分散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制層、中央管理層和遠(yuǎn)程監(jiān)控層。其中中央管理層和遠(yuǎn)程監(jiān)控層系統(tǒng)在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，有效地減少了硬件需求?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制層由各類測(cè)量模塊、傳感器、變送器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，是控制系統(tǒng)最前端的測(cè)量元件及執(zhí)行器部分，主要完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、處理及控制；中央管理層和遠(yuǎn)程監(jiān)控層由監(jiān)控主機(jī)組成，與現(xiàn)場(chǎng)控制層通過現(xiàn)場(chǎng)總線相連，動(dòng)態(tài)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集，向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出控制指令，控制系統(tǒng)的運(yùn)行，并通過以太網(wǎng)與其他系統(tǒng)通信，傳遞現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)信息。

⑵系統(tǒng)功能。①實(shí)現(xiàn)空氣壓縮機(jī)及相關(guān)冷卻和氣路系統(tǒng)閥門的自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制，按程序執(zhí)行啟動(dòng)、停止空氣壓縮機(jī)操作，提高操作準(zhǔn)確性和安全性。②具備就地手動(dòng)，遠(yuǎn)方控制兩種控制方式。地面控制系統(tǒng)能對(duì)空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)所有運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及故障信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示和記錄并生成運(yùn)轉(zhuǎn)報(bào)表。通過授權(quán)，操作人員可對(duì)井下空氣壓縮機(jī)發(fā)出命令，控制空氣壓縮機(jī)的啟停。③可自動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)的耗氣量，通過容調(diào)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)排氣量。正常供氣時(shí)開動(dòng)2臺(tái)空氣壓縮機(jī)；當(dāng)氣壓＞0.65MPa時(shí)1臺(tái)停止工作，低于0.5MPa時(shí)恢復(fù)2臺(tái)空氣壓縮機(jī)供氣，持續(xù)1h達(dá)不到0.65MPa時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)第三臺(tái)運(yùn)行；控制氣包壓力罐的定期排污；系統(tǒng)留有無源接點(diǎn)及RS485通訊接口，能將所有運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及故障信號(hào)傳至上位機(jī)。④保護(hù)及報(bào)警顯示，故障診斷與分析，故障排除后實(shí)現(xiàn)安全復(fù)位。⑤在線測(cè)量與處理空氣壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)歷史曲線與數(shù)據(jù)的查詢、打印。⑥設(shè)備運(yùn)行參數(shù)設(shè)定。