空压站空气压缩机的新技术改造实例

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1.1运行中空气压缩机供风量远大于实际用风量由于生产用风量随机性和不均衡，而装机容量需根据工厂最大用风量并留有余量设计，采用三台45KW空气压缩机 (星-三角启动)并联使用， (如图1)故实际运行中空气压缩机供风量远大于实际用风量。如果减少机组运行的话，当生产用风量要增加时，只能通过电话通知空压站开车人员增加机组运行，这对生产调度和管理均很不方便。

为保证生产用风 ，空压站-般保持两台机组连续运转，储气罐内的气体压力随时会越来越大，罐内压力上升达到设定压力时 ，空气压缩机卸荷运行 ，不产生压缩气体，电动机处于空载运转，其用电量仍为满负载的30% ～6O% ，这部分电能被白白浪费掉；如果停止空气压缩机运行，将会带来电动机的频繁启动≌气压缩机的空载启动电流大约是额定电流的5～7倍 ，对 电网及其它用 电设备冲击较大，同时使空气压缩机的使用寿命也会缩短。

2改造方案选用与三台电动机容量相 当的三菱A740变频器驱动三台空气压缩机，通过检测储气罐压力，实现系统的压力闭环控制，自动调节空气压缩机的转速。利用三菱FX2NPLCPG1300压力传感器实现空气压缩机的运转台数控制。其结构如 (图2)。

3工作原理3.1 改造后的空压站控制系统 由两个基本系统组成，即变频调速系统IPLC控制系统。系统工作时，压力传感器PG1 300将总管压力P转变为电信号送以压力设定值Po比较，并根据差值的大写给定控制模式进行运算，产生控制信号送变频调速器和控制系统。即通过变频器控制电机的转速，通过PLC控制空气压缩机运行的台数，使实际压力P始终接近设定压力P0。当用风系统只需- 台空气压缩机运行时，单台空气压缩机变频运行维持恒压供风。当用风系统运行风量不足时，变频器运行频率升高为50Hz，原变频运行空气压缩机自动转为工频运行，变频器启动另-台空气压缩机变频运行维持恒压供风。三台空气压缩机都由变频器来启动，实现带载软启动，避免了启动冲击电流和启动给空气压缩机带来的机械冲击。

图23.2变频器的设定三菱FR-A740为用户实现闭环控制提供了内藏PID功能，它能将外部变送器输入的模拟信号反馈输入到变频器，并取得与变频器设定频率指令之间的偏差，进行比例、积分、微分控制。PID控制器在减少或消除静差 ，提高精度，以及抑制过大超调量，提高稳定性，加快过渡过程，得到更完善的控制效果。从而使负荷-侧的动作跟随指令值的变化而改变。在变频闭环控制下使用-个4mA对应0 MP，20 mA对应0.5MP的压力传感器 (PG1300)调节储气罐的压力。设定值通过变频器的2.15端子给定(0～5V)。

其相关参数为#啦 世 定 醣 筘数 j俯3 50t]Z 基唯蛳半 1.j0 0 5 PID糨骨常数为 tl 5SPl 7 I5S h J墟时间 IJrl 34 0 5 PID微 抒常敞 为0 5S城速时间 RI r功 能为 I- 择剖 教仃攫式为外椰佶 q启 ， (H r世为 P 的植城卑由 墩定或井部倍母 刹颤苹。

果用补 热 t 赫做 过渡 H l予 为l'50 椅护 删 娥串PID为 4端辅. 刮 1 I F 顿# t 山 ln L匕例常敖 l0 J 颊 # I 山 l1)3.3变频器与PLC的连接示意图及I/0分配表。

PL端口 用 途 PI(端l1 用 途XO 启劬 YO l#变频 (KM1)X1 停止 Y l#工锄 (KM2)Hi力 限 (频率 r限 ) Y2 2#变额 (KM. )X3 力 F碾 (频率 r1限 ) 2#r额 (KM4)：l#变额 (Kg5)∞ 顿 tK黼 束连接 )变频 器启动倍1443.4 PLC的工作过程 ： (PLC梯形图见附录)PLC主要是进行交流接触器组的控制，以实现各机组的变频和工频切换和台数的调整。由接线图 (图c)可见，交流接触器KM1、KM2分别控制1#机的变频和工频运行，而KM3、KM4和KM5、KM6分别为2#机和3#机的控制。但3#机没有进行工频接线 (为了安全没必要 )。

系统启动时，KM1闭合，1#机以变频方式启动运行。经1分钟KMl断开，KM2闭合，1#机转为工频运行。同时KM3闭合，2#机变频启动运行。当变频器的运行频率超出设定值 (若压力过低)时，输出频率上限信号 (FU)，PLC通过上限信号将KM3断开，KM4闭合，2#机由变频转换为工频运行。同时KM5闭合，3#机变频启动运行。相反，若压力过高，变频器输出频率下限信号 (OL)，PLC通过下限信号关闭KM5、KM4，3#机退出。 KM3闭合，2#机变频启动并运转。当再次收到下限信号时则关闭KM3、KM2，2#机退出。KMl闭合， l#机变频运行。

工频氅图34改造后系统运行特点(1)风压幅值变化小由于该变频器是以压力控制的 ，Il1]v/f保持恒值，使压力- 转速- 功率达到动态匹配，在设定的压力下稳定运行。使用变频运行时，在设定压力为0.5MPa时，其压力变化幅值可望在0.486～0.52MPa区间变化。而工频运行时，在同样的条件下，其压力在0.368～0.523MPa区间变化 ，其变化幅值较高。因风压幅值变化小，使用风负荷稳定，供风质量好，生产效率高。

(2)噪音低使用变频运行时，机房平均噪音和排气时机房噪音比使用工频运行时校由于噪音降低，改善了工作环境。

(3)操作简便使用变频运行 ，只要按动启动按钮就下转第1 61页 l，lm-