基于PLC控制的变频恒压供气系统设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

技术改造传统变频继电器是对电机启闭直接进行控制的简单的供气系统，电机运行过程中-直处于-种额定的运行情况，供气系统中的气和电经常造成巨大的浪费。压缩机电机不能在用气负荷变换时进行自动调节的控制，经常会出现像电机空载及过载等非正常的运行工况，使得电机的使用寿命以及供气的可靠性严重降低。目前电力电子技术正不断发展成熟，电机转速可以依据用气负荷变化的动态进行调整，从而保证了整个系统输入输出之间的平衡，在降低了系统整体能耗的同时，也起到了节能降耗的作用。

1 PLC的技术特点PLC被称为可编程控制器，它是-种新型的工业控制装置同时以计算机技术为基矗1987年的颁布的PLC标准草案中对 PLC的解释为：PLC是专门为能够在工业环境下应用而设计出的数字运算操作的-种电子装置。它所使用的是能够编制程序的存储设备，在存储设备的内部实现储存的功能，同时执行顺序命令运算、逻辑命令运算、计时和算术运算等功能，同时以数字式或模拟式的输入及输出的方式，对各种类型的机械或生产的过程进行控制。PLC及与其相关的外围设备都应原则设计，即易于和工业控制系统形成-个整体，易于扩展其功能。

可编程控制器是专门为能够在工业环境下应用而设计的工业计算机，它出现后应用比较广泛，发展十分迅速，在工业生产中占的地位比较重要，与现有的控制方式相比较，有明显的优点：1.1可靠性高，抗干扰的能力较强较高的可靠性是电气设备的特点之-。因为电气设备采用了目前较为先进的大规模集成电路技术，通过严密的生产工艺制造而成，它的内部部分的电路也采用了现阶段先进的抗干扰工艺，因此 PLC具有很强的可靠性。从可编程逻辑控制器的机外电路，使用可编程逻辑控制器构成的控制系统，相比同等规模的集成化电气设备系统，电气线路和开关的触点已降低到数百甚至数干分之-，故障大大的降低了。另外，PLC出现硬件故障能发出故障报警信息，带有及时自我检测功能。在应用系统软件中，应用程序也可以被归于外围设备的自我检测程序中，从而使系统中除了编程逻辑控制器 PLC和设备的故障自诊断保护以外的电路也得到保护。因此，可以看出整个PLC控制系统具有较高的可靠性。

PLC发展到今天，已经形成了大，中，小规模的系列产品∩用于各种类型及规模的工业生产控制诚。PLC可通过强大的逻辑处理能力以及最现代化的 PLC数据的计算能力，作用于程序中的各种数字控制字段↑年来，PLC的功能单元大量渗透到位置控制，温度控制，CNC和其它工业控制。

1.3系统设计、建造的工作量相对比较小，不仅维护起来方便，更容易改造PLC存储逻辑功能代替接线逻辑功能，有效的降低了控制设备外部的接线，控制系统的设计和施工，使得维护更方便，周期大大。

更重要的是，使改变后的计划，以改变生产工艺相同的设备成为可能1.4体积小，重量轻，能耗低在可编程逻辑控制器PLC中，目前较小型号的，例如，刚出产的品种底部尺寸甚至小于 10cm，重量低于 150g，消耗功率不超过数瓦。

由于这种 PLC体积非常小巧，所以十分容易装入工业设备或机械的内部，更好的实现了机电-体化设计。

1.5节能降耗通过管道内的所需的气体压力信号与预先设定的压力信号与预先设定的压力值进行比较，以获得直接的压力偏差信号作为电动机控制信号，以确保恒定频率供给系统的整个输入-输出平衡。保证系统的安全可靠运行的基础，以实现节能的目的。

1.6人机化互通界面故障预测使用模拟软件，可视化的整个气体供应系统的模拟接口，不仅能提高操作人员的整体效率，通过计算机自动进行故障预测判断，提高了故障处理率，确保了系统的整体运行特l点。

2西门子 MM440变频器的调节原理恒压供气系统在用气负荷波动时，为了能够通过内部的自动调节而实现供需平衡，保证压缩机电机高效的运行，用远动传感器对所需的气体压力信号进行实时采集，并且通过反镭路，对比分析传输给西门子 MM440变频器的数据，再将通过内部分析将获得的压力偏差信号转换为压缩机电机调节电源频率信号，通过控制电机转速实现恒压供气的目的。在调节过程中，电路元件状态量不可能发生瞬时突变，因此恒压供气调节的过程，实质上是-个反复调节、逐步收敛的过程。

3恒压供气系统构件的组成与设计3.1主电路部分包括从主电源到压缩机 电机间的所有热继电器、真空开关、接触器、起动器等元件。主电路部分是压缩机电机工作的动力源部分，主要为系统提供电源。

3.2上位机 PLC控制系统PLC可编程控制器，电机启动和停止信号采集系统默认情况下，有压力参数设置，温度信号的采集功能。系统自检功能，定期扫描系统运行的整体状况，以提醒工作人员及时排除系统故障的故障显示报警系统。

3.3变频调速系统该逆变器包括两个可编程的逻辑数据处理单元和调节器的结构∩以通过可编程逻辑反相器的停止信号，在压力默认情况下，通过内部自检功能在系统发生故障的逆变器系统的实时扫描，并通过 RS485通讯故障报警信号传输的信号到西门子 MM440变频器，实现动态故障报警检测。远程传输传感器气体压力的气压管道经过的西门子 MM440变频器调节器和压力预设值进行比较，通过逆变器内部接触调整相应的频差信号屏蔽通信电缆的实际需求，调整西门子MM440变频器内部的接触点，将电机主要电源的频率调整为输气管口供给气体的频率，以确保电机和燃气设备的输入功率的需要功率平衡，从而通过负载波动的气体压力信号来控制电机的速度，进而实现平衡的系统整体电源。

4结束语基于 PL c变器频率变换常数的高压空气供给系统，基于实际设置自动调节的空气压缩机的速度，实现恒定的压力空气供给，降低能源消耗，通过空压机的循环使用，可以延长其使用寿命。目前，这个系统调试完成后，运行良好，基本达到了预期的设计要求，节能效果比较明显，具有 良好的应用前景。利用 PLC与西门子 MM440变频器相结合，组合成的综合自动化供气系统具有自动检测、判断、快速调节收敛等特性。能够动态实时恒压供气调节，保证了电机输入输出平衡能够高效运行的功能。不仅电机的综合工作特性有所提高，更起到了节能降耗的作用，降低了气能及电能的浪费，提高了企业的市澈争力。