空压机PLC控制方案2010

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1、空压机PLC控制方案关 键 字：螺杆式空压机 PLC 人机界面 电气改造 引言：空气压缩机作为气动控制系统的气源设备， 其在运行过程中的稳定程度和可靠性直 接关系到生产安全性。由于原有NEZA PLC已停产，在设备故障情况下，难以用原有PLC 直接进行更换，同时需要原设备供应提供新控制系统，方能解决问题，如此将给正常生产造 成影响。本方案在原有设备基础上，以施耐德NEZA及TWIDO、西门子S7-200可编程控 制器，重新编写程序，根据实际需要，改进和增加部分功能。一基本控制要求：运行：1）开机前按通电源，所有安装在中控室和现场的状态指示灯点亮，显示当前状态。2）按下起动按钮，空压机按星形启动

2、方式起动，进入减载运行状态,减荷阀关闭。（供油电 磁阀、进气口电磁阀打开。）3）油压上升到0.2MPA且运行时间13分钟后，按加载启动，加载电磁阀得电加载，卸荷 阀（Q0.7）开启。（分离油罐内压力升高，当工作压力大于最小压力阀设定的开启压力 时，压缩机排出压缩空气，空压机全负荷加载运行。）4）排气压力达到压力开关（系统）设定值，减荷运行；低于压力下限时，加载电磁阀得电， 机组重新加载。5）停机： 按下停止按钮，加荷时先转入减荷运行， 30S 后，机组停机。6）紧急停机：按下按钮，所有输出信号强行终止，停机。2、安全保护相序错误（禁止启动）；1）主机过载保护（紧急停机），轴承温度高报警。2）排

3、气温度过高保护，报警上限为110C。3）环境温度过低保护 设定为-20C，实际不用。4）超压保护：实际排气压力高出设定额定排气压力0.07MPA压缩机停机减荷停枷，显示 压力超高信息.5）发生水压不足：流量过低时，水流量开关动作，20S内不能排除，及排气温度大于110 度时，压缩机减荷停机），并发出指示。6）供油电磁阀故障保护 压缩机工作时需要充足的润滑油来冷却密封和润滑。在供油电磁阀两侧安装压差发讯器，故障时发出信号，压缩机组紧急停机。（实际无此信号?）7）油过滤器堵塞（警报）；空气滤清器堵塞（警报）。油分离器堵塞（警报）,压差开关： 压差达0.10.15MPA时动作.均为压差开关信号.8）

4、压力传感器故障（报警） 3参数设定：排气压力上下限：上限7.8BAR,下限6.7Kg。排气温度上下限：上限110,下限-67。排污阀排污时间: 3 秒, 关闭时间 3 分电机起动间隔时间: 10分钟 ;人机介面提示。远程/本地控制设定; 常压超差显示 : 压力补偿设定: MPA 压力延时停机功能开启/关闭设定: 1111 为开通,2222为关闭.正常减荷停机时间设定: 15秒保养时间设定：包括整机保养时间设定、油过滤器保养时间设定、油细分离器保养时间 设定、空气过滤器保养时间设定。4、状态显示：排气压力/排气温度空载运行时间/负载运行时间主机状态：主机运行/主机停止负载状态：负载运行/空载运行

5、 主机运行/主机停止润滑油使用时间空气过滤器、油过滤器使用时间各种警讯并记录， 包括：相序错误（禁止启动）；主机过载（紧急停机 ；风机过载（紧急停机）；排气温度高 （紧急停机）；压力传感器故障（紧急停机）；油过滤器堵塞（警报）；油分离器堵塞（警报）； 空气滤清器堵塞（警报）。以下可考虑增加功能项:联机运行/单机；手动/自动剩余保养时间：整机保养剩余时间、油过滤器保养剩余时间、油细分离器保养剩余时间 空气过滤器保养剩余时间状态显示：排气压力/排气温度空载运行时间/负载运行时间主机状 态：5、查询功能：（根据上述第 4 点增减） 查询最近故障纪录发生时间、负载加减载运行时间、设备总运行时间、系统保

6、养时间、 压力、时间波动曲线。A、闪烁显示各种警讯并记录以备查询，包括： 相序错误（禁止启动）；主机过载（紧急停机）；主机温度高（紧急停机）；排气温度高（紧 急停机）；压力传感器故障（紧急停机）油过滤器堵塞（警报）;油分离器堵塞（警报）；空 气滤清器堵塞（警报）。起动提示，停机提示。B、双温度检测保护：除了用PT100检测排气口温度。6、扩展功能多机联调：（另考虑）为了合理配置供气系统：既能满足少用气量场合，又能满足用气量波动大的特殊需求。 本系统增加了多机联调功能，即只要客户在上位机中将运行模式设为多机联调模式，同时在 用户参数设定画面输入当前参与联调的设备的数目，系统将根据当前的用气量需求

7、，自动增 减设备运行数目，以达到合理供气，降低运行成本的目的。二硬件配置方案硬件配置 1 （原配置）：主要的有 NEZA 本体 TSX08CD12R8D+扩展模块TSX08EA4A2 TSX08H04M 4 行文 本屏接触器相序保护继电器。 1） 主控器采用施耐德 小型 PLC NEZA 系列TSX08CD12R8D， 该型号 PLC 性价比非常高， CPU 单元： 8 点输入 / 6 点输出， 12 点 输入 / 8 点输出 普通 I/O 扩展单元： 12 点输入， 8 点输出的扩展结构，最多可连接 3 个 扩展单元，可将本地 I/O 点数扩展 至 80 点。模拟量扩展单元： 4 路 AD

8、2 路 DA。 4 远 程通讯扩展单元：点输入/ 4点或8点输出，一个RS485 4通讯端口连接远程I/O,支 持 Modbus 通讯。编程：中文化界面， Windows 平台。梯形图，指令表编程语言。允许简 单编程，语言自然。 2）模拟量模块采用 TSX08EA4A2 该模块具有 4AI/2AO， 输入与输 出都可以连接010V或420mA信号，分辨率高达12位。在螺杆式空压机中，温度和压力信号对保障系统安全可靠运行起到关键作用。温度过高，会 影响系统，有可能会导致机头损坏；而压力的的迅速建立，保证空压机的运行效率。本方案 使用模拟量模块来检测温度和压力信号， 但是由于很多 PLC 的供应商

9、并不提供同时接温 度信号如PT100热电阻或K型热电偶和标准模拟量信号010V或420mA,主要用于 采集压力信号的模拟量模块（即使有，价格也很高），这样，就需要使用一个变送器，把温 度信号和压力信号转变为标准模拟量信号。本案使用：DLW/DLF二线制温度变送模块器（珠海市德莱环保科技有限公司） 输入信号：热电阻,热电偶输出信号：420mA精 度 ： 0.2%/0.3%， 0.5%稳 定 性： 0.1%FS供 电 ： 24VDC安装方式： DIN35mm 导轨、螺纹、固定或墙面安装（现场所用温度变送模块/器为：PT100量程为-10200C，精度0.3%）压力传感器：美国MSI压力传感器 型号

10、：MSP-300-016-B-5-N-2 ,压力范围为016MPA输出信号： 420mA主电机的相序检测采用相序保护继电器 因为在螺杆空压机运用中，是不允许螺杆机头反转 的，一旦反转的话，会导致机头损坏。 当端子通电时，继电器吸合，如果相序正确并且所 有3相带电，黄色LED灯亮，正常工作（无故障）时继电器吸合，当主电机出现相序故 障或缺相时，切断电机三相电源，并把故障信号接入PLC以进行故障报警。人机界面采用施耐德TSX08H04M 4行文本屏，该文本屏功能强大，可通过MODBUS连 接到NEZA PLC。该屏在系统中主要用来参数的设定和显示，故障报警等等。NEZA PLC在 空压机系统中担任

11、着集中控制的重要角色，通过采集各种传感器信号，并使用一定的工艺算 法，对执行机构进行控制，以下为接线图软件设计软件上将分 PLC 程序设计和人机界面设计两部分。 PLC 程序设计包括工艺动作、 报警及警报处理、模拟量采样（温度和压力）画面更换、通讯等几部分设计；HMI界面设 计：显示单机信息及运行/停止、模式转换、故障查询及复位、运行/负载时间查询、维护时 间提示、用户参数设定等， 使用编程软件编程。状态显示：排气压力/排气温度空载运行时间/负载运行时间主机状态：主机运行/主机停止润 滑油使用时间空气过滤器、油过滤器使用时间各种警讯并记录，包括：相序错误（禁止启动）； 主机过载（紧急停机）；风

12、机过载（紧急停机）；主机温度高（紧急停机）；排气温度高（紧 急停机）；压力传感器故障（紧急停机）油过滤器堵塞（警报） 油分离器堵塞（警报） 空 气滤清器堵塞（警报）。硬件配置2：控制系统主要由模块化主机TWDLMDA20RT、模拟量扩展模TWDALM3LT与TWDAMI2HT和文本显示屏XBTN400 （配通讯电缆）组成。其它功能与方案一同。一体型TWDLCAA1ODRF6输入24 VDC80x90x70100/24010 I/O4输出继电器VAC一体型TWDLCDA1ODRF6输入24 VDC80x90x7024 VDC10 I/O4输出继电器一体型TWDLCAA16DRF9输入24 VDC

13、80x90x70100/24016 I/O7输出继电器VAC一体型TWDLCDA16DRF9输入24 VDC80x90x7024 VDC16 I/O7输出继电器一体型TWDLCAA24DRF14输入24 VDC95x90x70100/24024 I/O10输出继电器VAC一体型TWDLCDA24DRF14输入24 VDC95x90x7024 VDC24 I/O10输出继电器混合型模块4点输 入/4点 输出TWDDMM8DRT4输入24 VDC可拆卸 端子排4输出继电器16点输 入/8点 输出TWDDMM24DRF16输入24 VDC不可拆 卸端子 排8输出继电器2路模拟量输入TWDAMI2HT

14、2输入12 位 0-10 V, 4-20 mA1路模拟量输出TWDAM01HT1输出12 位 0-10 V, 4-20 mA2路模拟量输入/TWDAMM3HT2输入12 位 0-10 V, 4-20 mA1路模拟量输出1输出2路温度输入/TWDALM3LT2输入RTD、热电偶输入：1路模拟量输出1输出12 位 0-10V, 4-20mA 输出三详细1.扩展单元i/o分配及接线对PLC的扩展口进行分配，其接i/o 口定义如附表所示。输入口地址输出口地址起动按钮%I 0.0OK排污%Q 0.0减荷停止%I0.1OKKM1%Q0.1加载%I0.2KM2%Q0.2电机过载%I0.3OKKM3%Q0.3水流量低%I0.4三滤堵故障信号%Q0.4油过滤器堵%I0.5停机故障信号%Q0.5油精分器堵%I0.6允许远程控制信号%Q0.6进气过滤器堵%I0.7减荷阀及加载指示灯%Q0.7相序错%I0.8OK远程停止%I0.9OK远程起动%I0.10OK急停%I0.11OK压力传感器BP