螺桿式壓縮機電腦控制器系統改造

張鵬

（陜西重型汽車有限公司，陜西西安722408）

螺桿式壓縮機電腦控制器系統改造

張鵬

（陜西重型汽車有限公司，陜西西安722408）

利用PLC和觸摸屏組成控制系統，升級改造復盛SA185W螺桿式壓縮機原有控制系統。介紹改造的硬件組成和軟件功能，改造后的控制系統具有操作方便、運行可靠、改造費用低等特點。

螺桿式壓縮機；PLC；觸摸屏；改造

0 引言

壓縮機是機械制造企業的關鍵動能生產設備，2004年陜西重型汽車有限公司購置第一批SA185W-7.5型螺桿式壓縮機，額定工作壓力0.75 MPa，額定產氣量32 m3/min，功率185 kW，生產廠家北京復盛機械有限公司。目前，由于電腦控制系統元件老化，程序設計簡單等原因，設備控制系統故障頻繁發生。本次改造采用通用型PLC作為控制核心，觸摸屏為操作界面組成控制系統，改造后保持設備原有功能不變，增加檢測、參數設置、預警、遠程控制等功能，對設備提供更加完整的保護和監視。

1 系統硬件部分

硬件主要由觸摸屏（人機界面）、PLC、壓力傳感器、溫度傳感器和電力模塊組成。人機界面裝置用來顯示PLC的I/O狀態和各種系統信息。壓力傳感器、溫度傳感器和電力模塊實現壓縮機運行壓力、溫度、電壓、電流等參數檢測。

2 系統軟件設計

采用昆侖通態TPC7062K觸摸屏，通過“組態王”軟件編程實現壓縮機控制組態動畫，組態王通過驅動程序和外部設備進行數據交換，包括采集數據和發送數據。每一個驅動程序都是一個COM對象，這種方式使通信程序與組態王構成一個完整的系統，保證了系統的高效運行。

2.1 軟件功能設計

實現壓縮機控制、實時數據采集、保養預警及故障報警功能。具有功能齊全，操作簡單的特點，主要功能有4點。

（1）設備基本參數。監控軟件可實時采集壓縮機運行參數，通過設定壓縮機控制參數的閥值，保證壓縮機正常運行。

（2）故障檢測與報警。實時檢測設備運行狀態參數，判斷故障發生類型，一般分為兩類：重故障和輕故障，重故障包括排氣高壓報警、排氣高溫報警、電機過載、軸流風機過載、緊急停機、最高啟動油壓報警，重故障報警即停機；輕故障包括空濾壓差過高報警、油濾壓差過高報警、油細分離器壓差過高報警、保養報警，輕故障報警不停機。

（3）保養計劃。按照壓縮機行業，每運行2000 h對易損易耗部件進行不同項目的維修保養，在壓縮機一個保養周期內按8000 h周期制定四級保養預警及保養項目提示功能。

（4）安全功能。本系統采用兩種安全措施，避免誤操作和參數隨意修改，造成不必要的損失及安全隱患。①用戶權限設置：為避免人為誤操作，對登錄級別及權限進行了嚴格限制，只有調試員和技術員具有參數修改權限。②狀態設置：對壓縮機運行模式分為聯網控制、本地控制、檢修狀態三種控制模式。在某一模式狀態下運行，其他按鍵操作無效。

2.2 軟件程序設計

（1）PLC程序設計。采用PEC4000和PEC8000控制器，對壓縮機模擬量和開關量進行采集，模擬量信號包括運行壓力、溫度等。開關量信號包括壓縮機啟動、停機、加卸載、報警等。PLC控制程序見圖1。

（2）觸摸屏監控界面設計。操作主頁界面顯示了壓縮機控制系統所有信息，操作方便，易理解（圖2），位置1為快速訪問窗口，通過此窗口條可切換到對映的窗口；位置2為壓縮機控制模式窗口，共有3種狀態，分別為聯網控制、本地控制、檢修狀態，通過按對應按鈕3 s以上，才會轉換到相應的模式；位置3為本地操作按鈕及狀態模式的顯示；位置4為壓力曲線圖和電力數據圖，顯示歷史溫度曲線和壓力曲線，報警復位：復位所有的報警故障；位置5顯示壓縮機的排氣壓力、油分壓差、空濾壓差、噴油壓力、排氣溫度、機頭溫度、冷卻介質溫度、運行時間、本機狀態等參數；位置6為報警窗口顯示報警信息及詳細的故障描述。故障記錄界面顯示壓縮機實時報警相關信息。出現故障，主操作界面彈出報警對話框，顯示故障類型，時間等。待故障排除后，需要在主界面按報警復位按鈕進行復位。基本參數界面設置加載壓力、卸載壓力、星∕三角型啟動時間、信號延時、最小停機時間等（圖3）。保養計劃界面，當保養設定時間等于運行時間時，報警窗口將提示報警。更換維修后實施復位操作，該部件的使用壽命重新開始計時。系統參數界面設置排氣壓力、主機機頭溫度、油分壓差、空濾壓差、最高啟動油壓等系統參數（圖4）。

圖1 控制程序

圖2 操作主頁

圖3 基本參數界面

圖4 系統參數

3 改造所需材料（表1）4 結論

復盛SA185W螺桿式壓縮機原有控制系統改造后，提高了設備運行可靠性，人性化的人機交換界面和全面的設備狀態檢測、預警設計，使設備操作人員和設備維修人員更全面的了解設備運行狀況，降低設備故障率，提高了企業的設備自主改造水平。

表1 改造所需材料

［1］吳中俊.可編程控制器原理及應用［M］.北京：機械工業出版社，2005.

［2］掌紅萍.工控組態技術及應用-組態王［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2011.

〔編輯 凌瑞〕

TH45

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.27