螺桿式空氣壓縮機智能控制技術研究及實踐探討

郭達 殷海軍

摘要：近年來，我國的螺桿式空氣壓縮機制造技術已經實現了長足的發展，螺桿式空氣壓縮機在我國的火力發電工程、化工行業、礦業開采等多種工業行業領域中均得到了普遍的應用。當前，國家關于空氣壓縮機的應用更加注重應用過程中的節能以及智能化控制要求，尤其是隨著現代化信息技術以及科學技術的飛速發展，相關行業更加注重螺旋桿空氣壓縮機的智能應用，實現應用過程中的節能降耗要求，并且能夠通過遠程監控螺旋桿空氣壓縮機的運行狀態，最終實現無人值守也能夠自動化運行的目標，而螺桿式空氣壓縮機的智能化應用，對于企業工業生產過程中的自動化發展以及智能化發展均具有重要價值。本文主要是分析了當前工業精細化管理對于螺旋桿空氣壓縮機設備智能化控制的需求，并且就螺桿空氣壓縮機智能控制技術的設計方案以及應用進行了探討，希望能夠為不斷推動螺桿空氣壓縮機的智能化發展提供參考意見。

關鍵詞：螺桿式空氣壓縮機;制冷控制技術研究;實踐應用

空氣壓縮機的工作原理其實就是通過將機械能轉化為氣體壓力，從而對工業生產提供相應的動力源。這種氣體動力源機械設備當前已經被我國廣泛地應用在石油化工加工行業、機械制造生產行業、礦業開采行業、冶金行業、電力發電行業、電子產品制造行業、食品加工以及醫藥制造等多個行業領域中，并且發揮出了顯著的應用優勢。螺桿空氣壓縮機在我國從上個世紀80年代才開始發展，相對來說，發展起步較晚，并且發展的時間也較短，但是由于其優良的應用性能，該空氣是螺桿壓縮機一經問世銷售量就逐年攀升?？諝鈩恿β輻U式壓縮機不僅能夠應用在傳統工業制造領域中，同時也在我國一些新興的發展領域展現出了優良的應用性能。但是隨著國家對于工業發展，綠色環保以及節能降耗的實際要求，企業在發展的過程中，螺桿式空氣壓縮機的自動化控制以及智能化發展要求也更加嚴格，因此，當前螺桿式空氣壓縮機的智能化研究，以及在企業發展過程中的應用成為行業領域中關注的重點問題。

一、工業發展管理對于螺桿式空氣壓縮機智能發展的實際需求

以我國礦山開采業為例，對螺桿式空氣壓縮機的智能化發展需求進行研究。在礦山開采行業中，用空氣壓縮機可以幫助生產以及開采時提供相應的動力能源，尤其是在礦山開采過程中，發生曠哉變化時，必須能夠安全可靠的應用空氣壓縮機的壓風自救系統況下工作人員提供新鮮的空氣。但是當前在礦山開采工業領域的應用中，螺桿式空氣壓縮機的控制只能依靠人為進行控制，但是在發生礦災的情況下，人為操作會受到外界因素影響。而當前礦產行業以及其他工業行業響應國家綠色生產以及節能降耗的發展需求，對于螺桿式空氣壓縮機設備的安全運行以及智能化控制需求更加迫切，外加工業企業的用工成本不斷提升，為了實現人性化的管理，必須要推動螺桿式空氣壓縮機設備的智能化控制以及改造，從而幫助企業的發展，節約人力成本，實現智能監控以及遠程控制的功能[1]。

二、螺桿式空氣壓縮機當前的應用現狀以及存在的問題

（一）運行過程中產生的噪音巨大，影響到職工人員的身心健康

當前，雖然很多行業采用的螺桿式空氣壓縮機已經采取了相應的隔震技術以及降噪措施，但是螺桿式空氣壓縮機在運行的過程中依然會產生巨大的噪音，而監督螺桿式空氣壓縮機的崗位工作人員在設備啟動、設備停運、設備正常運轉的情況下，需要定期對螺桿式空氣壓縮機的運行狀態進行檢查，這些工作人員長期處于噪音巨大的惡劣工作環境下，對其身心的健康發展造成了巨大的威脅。當前，國家以及相關部門對于截肢工的身體健康，權益保障措施以及相關政策日益完善，尤其是對于一些長期處于惡劣操作環境下的工人，實現身體健康權益的保護更為重要，而當前多數工業生產行業也正在推行人性化的管理，在這樣的條件下，如果能夠實現螺桿式空氣壓縮機的智能化改造以及遠程控制，通過無人值守的方式就能夠實現螺桿式空氣壓縮機的正常運轉，成為了保護職工身心健康的現實需求。

（二）無法及時地掌握螺桿式空氣壓縮機以及其備用設備的運行狀況

某企業采用螺桿式空氣壓縮機，在運行的過程中同時啟動了三臺空氣壓縮，該廠的運行方式主要是一臺設備用于運行，一臺設備備用，另外一臺設備處于檢修狀態。而在螺桿式空氣壓縮機運行的過程中，崗位值守人員需要定期巡工檢查，尤其是要注重檢查螺桿式空氣壓縮機運行過程中是否出現溫度變化、壓力不穩定或機油泄漏等問題，并且需要崗位值守人員將螺桿式空氣壓縮機的設備運行狀態詳細地記錄在文案中，但是這樣的記錄方法根本無法實現對螺桿式空氣壓縮機運行異常狀態以及相關數據的實時反饋。除此之外，處在備用狀態下的螺桿式空氣壓縮機，如果不通過開機進行試運行，那么就無法確保該備用機在工作時不會發生故障問題，無法實現對在用設備以及備用設備故障異常狀況的實時監測，從而影響到了工業生產活動的正常開展。

（三）螺桿式空氣壓縮機長期屬于空載狀態，資源浪費嚴重

螺桿式空氣壓縮機本身就屬于一種氣動設備，該設備在正常運行時用氣量會逐漸增加，但是在工人交接班時并不需要大量用氣。但是很多工廠交接班為了能夠減少對于螺桿式空氣壓縮機的啟動次數，導致螺桿式空氣壓縮機在沒有關停的狀態下時常屬于空載狀態，在這一期間，雖然空氣壓縮機不供給壓縮空氣，但是依然會消耗大量的電能，造成了嚴重的資源浪費問題[2]。

三、螺桿式空氣壓縮機智能化控制技術的設計以及應用

（一）通過與互聯網設備互通互聯，實現無人值守的自動化控制功能

當前，隨著現代化互聯網技術以及科學技術的飛速發，人們已經進入了通信發展時代。而這些技術的出現，也極大地改變了人們的生產生活方式。為了實現螺桿式空氣壓縮機的智能化運行，可以應用互聯網技術將空氣壓縮機的進水電動球閥、冷卻風機、各類型監測攝像設備以及關于壓力及溫度多種傳感器與plc控制器、工業以太網聯網，這樣就能夠通過互聯網設備對螺桿式空氣壓縮機的運行狀態進行實時動態的監測，可以通過后臺數據實時地觀測到螺桿式空氣壓縮機的進水溫度、儲氣罐壓力、水池液位、運行過程中應用的電流參數等等，如果螺桿式空氣壓縮機在運行時出現異常狀況，傳感器設備將會自動檢測到異常數據并且引發警報信號[3]。超過一定參數值時螺桿式空氣壓縮機將會自動切斷電源，從而實現對該機械設備運行過程中的智能化監測以及安全化管理。該系統具有遠程控制、集中化控制以及實時控制這三種模式，在無人值守的狀況下，通過遠程調度室就可以實現對螺桿式空氣壓縮機的自動控制，而在運行機房中，也能夠通過現場人工操作的方式實現就地控制，另外，還可以在系統運行之前，預先設定好運行過程中正常參數程序，通過傳感器檢測參數是否超過規定值，從而進行集約化的控制和管理[4]。

（二）通過變頻改造方案，實現螺桿式空氣壓縮機節能技術的應用

變頻改造技術能夠有效地控制螺桿式空氣壓縮機在運行過程中水泵以及其他負荷經常變化的內部設備。變頻改造技術主要是通過在螺桿式空氣壓縮機的相關零部件附近加裝變頻器，從而有效地改變電機的運轉速度，這樣就能夠有效地實現電機的軟啟動功能，從而達到節約電能的目的。通過這種軟啟動以及軟停機的控制功能，能夠有效地避免螺桿式空氣壓縮機機組長時間屬于卸載運行狀態，同時，在啟動的過程中也不會產生較大的電流沖擊，有效地提升了與之相連接的電氣設備使用壽命[5]。與此同時，這種軟啟動過程還能夠降低機械內部零部件的沖擊，減少零部件之間的磨損問題，也為后續螺桿式空氣壓縮機械設備的維護以及管理提供了便利。根據某工業企業對螺桿式空氣壓縮機智能化改造前后的電力費用進行計算發現，經過智能化改造后的空氣壓縮機在運行過程中每年節省電力費用11萬元，由此可見，智能化控制系統對于螺桿式空氣壓縮機應用過程中節能降耗功能[6]。

結語：

綜上所述，螺桿式空氣壓縮機是我國當前工業領域應用最為常見的一種氣動設備，但是該設備在運行的過程中依然存在資源消耗量較大、不利于值守人員身心健康的問題，而通過對螺桿式空氣壓縮機智能化控制系統的應用，能夠實現對空氣壓縮機的遠程控制以及節能降耗功能，從而有效地推動了工業設備的自動化發展。

參考文獻：

[1]許桂云，董明，王永紅.螺桿式空氣壓縮機智能控制技術研究與應用[J].液壓氣動與密封，2020，4003：24-27.

[2]莫晨光.螺桿式空氣壓縮機的應用[J].現代制造技術與裝備，2018，07：158+162.

[3]楊忠亮.螺桿式空氣壓縮機能耗損失與節能途徑[J].設備管理與維修，2018，21：165-166.

[4]耿殿君，趙東旭.探析螺桿式空氣壓縮機的運行及維護[J].化工管理，2020，36：163-164.

[5]張雷.螺桿式空氣壓縮機運行常見故障分析及處理策略[J].化工設計通訊，2021，4701：64-65.

[6]宋志宏.螺桿式移動空氣壓縮機智能監控系統研發[J].機械管理開發，2018，3108：15-17.