基于PLC在空压机控制系统中的应用

基于PLC在空压机控制系统中的应用

贾培林

陕西柴油机重工有限公司，陕西 兴平 713105

摘要：本文主要从空压机的监控入手，采用PLC对空气压缩机进行控制，取代传统的继电器控制手段，以此获取更高的效益和安全稳定性能。

关键词：可编程控制器；PLC；空气压缩机控制系统；梯形图 中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)56-0096-02

概述

可编程控制器（PLC）是一种新型的通用控制装置，他将传统的继电器控制技术、机控制技术和通信技术融为一体，专为控制而设计，具有功能强、通用灵活、可靠性强、环境适应性好、编成简单、使用方便、体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。近年来，随着可编程控制器的日渐成熟，越来越多设备的控制都采用PLC控制器来代替传统的继电器控制，并取得了很好的经济效益。

空气压缩机系公司重点设备之一，重大危险源之一，影响其安全生产的要素主要有空压机的超温、超压、断水、断油等因素，其能否安全稳定运行直接影响着公司产能和效率。公司空气压缩站现有活塞式压缩机3台，产气量分别为两个100立方/小时和一个60立方/小时，运行中3台压缩机合理调配，保证公司压缩空气的供给，改造前空压站空压机电气控制系统主要采用继电器控制，从1995年使用至今，其使用时间长达13年。其电气控制系统采用无系统故障指示的常规继电器方式，电气设备老化，线路混乱，继电联动保护系统结构复杂，造成设备维护管理复杂困难、检修技术要求较高，故障较难短时排除。空压机年平均故障次数达10次之多，造成压缩空气压力波动较大，极大影响了公司各生产单位各项生产任务的正常完成和产品质量。

随着公司产能的不断扩大，生产设备不断更新，不断进步，可靠性、易操作性、可监视性、易维护性等已是最基本的要求了。用传统继电器搭成的控制电路具有集成度低、可靠性差、不易维护、不易监视，已不能适应当前的要求，现在迫切需要可靠性高、易维护、易操作、可监视并且价格不高这样的控制器来代替继电器搭成的电路。随着计算机技术、软件技术、PLC控制技术飞速发展，可编程控制器（PLC）发展迅猛，性能很高，价格较为合理，以广泛使用在各种控制场合。通过比较分析，我们采用具有结构紧凑，成本低廉、功能强大的指令集等特点的SIMATIC S7-200系列小型PLC(MicroPLC) 作为核心控制器，通过检测仪器为PLC提供控制中所需要的信号参数对空压机进行自动巡回检测控制。对空压机电气控制系统进行了改造，取得了良好的效果。

1 PLC电气控制系统的组成

本系统采用西门子S7-200系列6ES7 224 DC/AC继电器14输入/10输出主控制模块和6ES7 223 DC/AC继电器4输入/4输出扩展模块，采用可编程控制器（PLC）作为核心控制器，通过检测仪器（仪表）为PLC提供控制中所需要的信号参数对空压机进行自动巡回检测控制。进行监控的主要参数有空压机一、二级缸温度、轴承温度、润滑油温度、冷却器温度；一二级排气压力、润滑油压力；高/低压、中/后冷却水流量检测、油泵和注油器副机状态；励磁柜工作状态；主机低电压、主机过流等参数。

2 PLC电气控制原理图

改造后电气控制回路原理图如图1所示，在PLC输入端分别检测压缩机温度、排气压力、润滑油压力、电压循环水流量，辅机（注油器和油泵）状态、同步电动机励磁状态、同步电动机电压、电流状况等保护信号，在PLC输出端提供相应的告警指示信号或动作信号。其中启动按钮SB8通过X0.0端口向PLC输入压缩机启动信号，经PLC程序处理后，

通过输出端口Q0.1带动继电器K2为压缩机提供启动信

号；相应的停止按钮SB7通过X0.1端口向PLC输入压缩机停止信号，经PLC程序处理后，通过输出端口Q0.0带动继电器K8为压缩机提供停止信号。压力调节器PK1和PK2分别为PLC提供高低不同压差的接点输出，经PLC程序处理后，形成具有迟滞效应的压力调节，通过输出端口Q2.1 和Q2.2带动继电器K7（50％卸荷）和K10（100％卸荷）动作，以控制压缩机进气阀的打开与否，从而达到压缩机压力自动调节的目的。

图 （1）

3 程序控制流程

改造程序流程如图2所示，

图 （2）

2015年56期 97

工业技术

4 程序实现

程序实现如图3所示。

5 结束语

系统改造后的优点：系统采用高可靠性PLC(可编程序控制器)内部软逻辑功能，极大的简化了空压机控制回路外部接线，外部线路清晰明了，此外PLC支持在线编辑功能，方便实现程序现场调试和故障的现场诊断；增加了故障指示功能和故障闭锁功能，便于空压机故障的查找和排除，极大地缩短了系统恢复时间，即使非电气专业人员也可以根据故障显示知道故障所在，及时检查和处理，从而极大得提高了系统的可靠性；系统程序设计中采用相互闭锁接点故障检测设计，避免主交流接触器、热继电器、水压仪表、油压仪表出现接点老化接触不良等故障；在满足设备功能要求的基础上程序设计语句实用、简练、功能清晰明了。

本系统在2008年初投入使用至今，工作稳定可靠，故障状态锁定，故障显示清晰明了，极大得缩短了系统恢复时间，降低了维修人员劳动强度，取得了良好的经济和社会效益。

参考文献 [1] SIMATIC S7-200，可编程控制器系统手册[S].

[2]石化厂空压站空压机PLC控制系统分析[OL].中国自动化网,2007-1-26.

图 （3）

（上接第 96 页） 3.2 沙盘模拟仿真控制

铁道信号电子沙盘在整个铁道信号专业教学、实践环节中具有重要作用，直接关系到所开设相关实验的效果。另外，沙盘可以直观、全面的展示列车在车站和区间的行走过程中，进路、道岔、信号机之间的联锁关系，并且为演示和讲解铁道系统整体情况提供了平台。

沙盘采用环形沙盘，沙盘比例为1∶15，轨道间距为9.5cm。包括3个沙盘站和1个计算机联锁站，其中计算机联锁站可用沙盘仿真软件控制，也可用控制室外设备的甲站的计算机联锁控制系统进行控制。

在沙盘上建设CTCS-2级列车控制系统和调度系统，设置车载设备、地面设备，并且可根据建设情况自行开发一些系统。

3.3 列控系统仿真

列控系统通常是由地面列控中心或无线闭塞中心、轨道

电路、地面点式信号设备、车载传输设备和车载速度控制设备构成，用于控制列车运行速度、保证行车安全和提高运输能力的控制系统。

4 结语

铁道信号联锁设备是铁道信号正确运行的基础。铁路运行的过程中需要保证铁路信号连锁设备完好无误，实时的检测和监控铁路的运行秩序，为铁路的安全提供重要的保障。所以铁路信号联锁设备的维护工作显得十分重要。

参考文献

[1]李金文.浅谈铁路信号技术的发展[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2011(1).

[2]韩臻.铁路信号联锁设备的故障诊断[J].中国高新技术企业，2007(12).

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