俞詩雄

（廣東博德精工建材有限公司，佛山528000）

Machine&Equipment機械與設(shè)備

輪空壓機自動聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用

俞詩雄

（廣東博德精工建材有限公司，佛山528000）

本文分析了空壓機節(jié)能現(xiàn)狀，探討了一種空壓機自動聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用。此應(yīng)用解決了多臺空壓機與現(xiàn)場壓力需求無法實時匹配問題，節(jié)約了15～20%空壓機用電及大幅減少了空壓機加載卸載次數(shù)。

空壓機；自動聯(lián)鎖；恒壓控制；節(jié)電

1 前言

陶瓷行業(yè)生產(chǎn)線占地面積廣、使用空氣壓縮氣的設(shè)備眾多（如噴霧塔、拋光磨邊設(shè)備、窯爐、壓機等），且部分用氣設(shè)備屬于間歇性生產(chǎn)設(shè)備（根據(jù)生產(chǎn)計劃安排進行開停），因此，空氣壓縮氣需求波動較大。目前陶瓷行業(yè)使用的空壓機基本為雙螺桿式空壓機，具有可靠性高、操作維護方便、動力平衡性好、強制輸氣等特性，但多臺空壓機之間未能根據(jù)生產(chǎn)用氣需求進行很好的協(xié)作，缺乏一套自動聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)，導(dǎo)致空壓機頻繁加載卸載，與用氣需求量無法達到實時精準匹配，造成空氣壓縮氣的浪費和空壓機的維護成本偏高。本文主要從以下兩方面對空壓機節(jié)能運行進行探討：

（1）陶企空壓機節(jié)能現(xiàn)狀；

（2）空壓機自動聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用。

2 空壓機節(jié)能現(xiàn)狀

針對現(xiàn)今使用較普遍的螺桿型空壓機，陶企主要從以下幾個方面進行節(jié)約電力：

（1）治理泄漏。

由于陶企幾乎各工序均要使用到空氣壓縮氣，管道布置較長，極易存在管道泄漏。解決措施主要是在管路各段設(shè)立壓力表，一般空壓機出口到工廠使用點，壓降不能超過1 bar，確保管道不泄漏。

（2）匹配壓力需求。

通過仔細評估用氣設(shè)備的壓力需求，在保證生產(chǎn)的情況下盡量調(diào)低空壓機排氣壓力。在空壓機安裝時，采用就近原則，在壓縮氣使用需求量較大的地方就近選擇位置進行安裝；在管道布置方面采用環(huán)型管網(wǎng)，以平衡各點用氣壓力。

（3）降低采氣溫度：因一般空壓站內(nèi)部溫度都高于室外，可考慮室外采氣。

（4）空壓機余熱回收。

將空壓機運轉(zhuǎn)過程中的熱量通過換熱管進行回收加熱自來水，以送至宿舍等使用。

上述的空壓機節(jié)能措施均無法真正實現(xiàn)實時匹配用氣需求，達到一個精準的狀態(tài)，會造成空壓機頻繁加載卸載，導(dǎo)致用電增加和空壓機維護成本居高不下。因此，這里提出一種空壓機自動聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)，它能夠大大的減少空壓機加載卸載，且能夠與用氣需求達到精準實時匹配，節(jié)約空壓機用電、減少維護成本等。

3 空壓機自動聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用

空壓機自動聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)主要是通過電路技改，達到與實際用氣需求實時匹配，以實現(xiàn)節(jié)約用電、節(jié)省維護成本的目的。下面舉例說明：某陶瓷廠2臺空壓機（均為75 KW阿特拉斯螺桿型空壓機），原先空壓機全部采用工頻控制，且單獨工作不聯(lián)鎖，當(dāng)管道壓力低于5.8 bar時，兩臺空壓機自動進行加載；當(dāng)管道壓力高于6.6 bar時，兩臺空壓機自動進行卸載；當(dāng)管道壓力介于5.8～6.6 bar時，由于空壓機的壓力變送器存在±0.3 bar誤差或因兩臺空壓機距離較遠存在管道壓力誤差等，有時會導(dǎo)致一臺空壓機正在加載，而另一臺空壓機卻在卸載，造成空壓機頻繁加卸載及用電損失。其電路如圖1所示。

為解決此問題，對這兩臺空壓機進行電路技改，技改分聯(lián)鎖控制和變頻恒壓控制兩部分。

首先對2臺空壓機電磁閥線路進行技改，新增管道壓力監(jiān)測點，增加PLC控制。將壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)送至PLC，由PLC統(tǒng)一控制兩臺或多臺空壓機的加卸載動作，保障了不同空壓機的統(tǒng)一動作，即同時加載或同時卸載。為避免壓力傳感器4～20 mA信號受干擾，增加電流隔離器，以保障壓力信號的傳輸準確。

其次對2臺空壓機主電機線路進行技改，新增變頻器、完善PLC程序，保證管道壓力信號（4～20 mA）經(jīng)PLC處理后送至變頻器進行變頻控制，此技改保障了空壓機的運行與實際生產(chǎn)用氣需求實時相匹配，即達到恒壓控制效果。根據(jù)實際情況，設(shè)定了恒定壓力為5.9 bar；設(shè)定變頻器下限頻率為30 HZ，當(dāng)?shù)陀谙孪揞l率時，空壓機自動停機。

經(jīng)上述兩部分改造后，空壓機節(jié)能技改電路如圖2所示，其中2號空壓機電路技改同1號空壓機。

圖1 75KW阿特拉斯螺桿型空壓機電路控制圖

4 結(jié)語

上述兩臺空壓機經(jīng)自動聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)改造后，大大降低了空壓機加卸卸載次數(shù)、節(jié)約了15～20%的用電、減少了空壓機維護成本等。

圖2 阿特拉斯GA75型新增變頻器電路圖

圖3 阿特拉斯GA75型加卸載新增PLC自動控制電路圖

圖4 兩臺空壓機變頻器控制原理圖

圖5 兩臺空壓機PLC自動控制接線原理圖

圖6 兩臺空壓機PLC模擬量接線圖

[1]廖常初等.PLC編程及應(yīng)用[M].機械工業(yè)出版社,2014.

[2]胡壽松.自動控制原理(第四版)[M].科學(xué)出版社,2013.

[3]阿特拉斯.科普柯固定式螺桿壓縮機使用說明書，2002年.

[4]魏召剛.工業(yè)變頻器原理及應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2006.