1 引言
隨著中國(guó)進(jìn)入WTO后,為了適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的更高要求,人們相應(yīng)的對(duì)氣動(dòng)力設(shè)備的氣源品質(zhì)也要求的更高更嚴(yán)格,壓縮空氣后處理設(shè)備就是保證氣源品質(zhì)優(yōu)良的必須設(shè)備。在火力發(fā)電、鋼鐵、化工、電子、食品、汽車噴涂、紡織化纖、航空航天等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。
為了滿足社會(huì)的需要，杭州嘉隆氣體設(shè)備有限公司在傳統(tǒng)的冷干機(jī)和吸干機(jī)兩種后處理設(shè)備的基礎(chǔ)上，最新研制開發(fā)了JAL/MN系列全自動(dòng)節(jié)能型組合式壓縮空氣后處理設(shè)備。JAL/MN系列組合式壓縮空氣干燥機(jī)結(jié)合了國(guó)內(nèi)外冷干機(jī)及無熱再生吸干機(jī)的優(yōu)勢(shì)而開發(fā)的新一代高效節(jié)能型新產(chǎn)品，主要應(yīng)用于壓縮空氣干燥凈化領(lǐng)域，它具有能耗低、再生耗氣量少（<3%）、露點(diǎn)溫度低（-40～-80℃）且性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、自動(dòng)化程度高、操作更加簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)壓縮空氣凈化領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該新產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)已有多家用戶，并成功出口至日本，均取得十分滿意的效果。該機(jī)的設(shè)計(jì)運(yùn)用了合理的工藝流程并采用最先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和工控設(shè)備制造，整臺(tái)機(jī)器的控制核心部分采用施耐德電氣的Twido系列PLC。
2 系統(tǒng)概述
2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
組合式壓縮空氣后處理設(shè)備的控制系統(tǒng)以Twido PLC為核心，通過采集各傳感器信號(hào)，使用一定的工藝算法編定程序，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。使用兩個(gè)模擬量模塊對(duì)溫度和壓力進(jìn)行顯示和控制減少了一個(gè)溫控器和壓力開關(guān)（傳統(tǒng)用法），降低了成本并且使得整個(gè)控制系統(tǒng)變得更加靈活，操作更加簡(jiǎn)單。控制系統(tǒng)主要由模塊化主機(jī)TWDLMDA20RT、模擬量擴(kuò)展TWDALM3LT和TWDAMI2HT、文本顯示屏XBTN400（配通訊電纜）組成。控制系統(tǒng)組成簡(jiǎn)圖如圖1所示。
圖1 控制系統(tǒng)組成
2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
Twido PLC結(jié)構(gòu)小巧、緊湊，節(jié)省了控制柜的安裝空間，這使得整個(gè)控制的布局更加緊湊。其溫度模塊TWDALM3LT可直接接入PT100或K、J和T熱電偶溫度信號(hào)，在編程軟件的模塊設(shè)置中可選擇溫度信號(hào)輸入值的單位為攝氏度或華氏度，這給編程帶來了幫助，不需要對(duì)輸入值再進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算。控制柜布局圖2所示。
圖2 控制柜布局
該控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能：
（1）制冷壓縮機(jī)的啟停。（控制器內(nèi)部設(shè)定三分鐘延時(shí)功能，避免了壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)所引起的系統(tǒng)壓力不平衡、電機(jī)溫升異常、壓縮機(jī)回油等問題。）
（2）氣動(dòng)蝶閥的開閉。通過PLC開關(guān)量信號(hào)輸出控制電磁閥，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作。以完成干燥機(jī)“吸附→再生→充壓”的工作循環(huán)。
（3）就地、聯(lián)鎖、遠(yuǎn)控。（為用戶提供多種操作方式選擇：除就地控制外，該控制可實(shí)現(xiàn)與空壓機(jī)的設(shè)備聯(lián)鎖，也可接受來自分散控制系統(tǒng)（DCS）的啟/停信號(hào)，且通訊順暢可用）
（4）電加熱器的開停。利用溫度傳感器對(duì)加熱溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過CPU本體模塊監(jiān)控分析、調(diào)節(jié)電加熱器的開停，使干燥劑處于較為理想的解吸溫度。以達(dá)到最佳的再生效果。
（5）吸附周期的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。該控制系統(tǒng)利用空氣露點(diǎn)儀等檢測(cè)設(shè)備對(duì)空氣品質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過可編程序控制器內(nèi)部指令實(shí)現(xiàn)運(yùn)行周期的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。同時(shí)該系統(tǒng)具有自診斷功能，當(dāng)空氣品質(zhì)不能達(dá)到機(jī)組要求時(shí)，干燥機(jī)將自動(dòng)進(jìn)行停機(jī)保護(hù)，以保證不影響下游用氣品質(zhì)。
（6）進(jìn)氣溫度、壓力顯示及監(jiān)控。該控制系統(tǒng)簡(jiǎn)潔的人機(jī)交互界面，可最大限度的實(shí)現(xiàn)對(duì)干燥機(jī)各運(yùn)行參數(shù)（如壓縮機(jī)電流、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、排氣溫度等）的連續(xù)監(jiān)測(cè)及顯示。并同時(shí)通過具有故障保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行異常報(bào)警，從而保證整機(jī)在其允許工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，不受損害。
（7）制冷系統(tǒng)高低壓控制。該控制系統(tǒng)輔以壓力保護(hù)開關(guān)，使得壓縮機(jī)運(yùn)行中，系統(tǒng)壓力升高到相應(yīng)設(shè)定值（或降低到相應(yīng)設(shè)定值）時(shí)，其所產(chǎn)生的控制信號(hào)能迅速切斷壓縮機(jī)交流接觸器的電流，停止壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。并將故障信號(hào)反饋到PLC控制器，完成故障信號(hào)就地輸出及遠(yuǎn)傳。
2.3 系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)
壓縮空氣組合式后處理設(shè)備的運(yùn)行時(shí)序運(yùn)行框圖分別如圖3、4、5所示。
圖3 干燥機(jī)運(yùn)行時(shí)序邏輯 圖4 閥門動(dòng)作邏輯 圖5 PLC指燈邏輯
2.4 文本顯示設(shè)計(jì)
以下是XBTN400文本顯示器在PLC命令下組合式后處理設(shè)備在運(yùn)行中的各狀態(tài)顯示。
2.5 遠(yuǎn)程聯(lián)鎖控制設(shè)計(jì)
本產(chǎn)品在大型電廠的實(shí)際運(yùn)用中需要和熱控的其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、聯(lián)鎖控制，并和電廠的DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)通訊。我們就通過PLC接收并發(fā)送信號(hào)來達(dá)到集中控制的目的。具體運(yùn)行控制邏輯如圖6所示。
圖6 遠(yuǎn)程聯(lián)鎖控制
3 結(jié)束語(yǔ)
本控制系統(tǒng)具有以下幾大特點(diǎn)：具有良好的可控性能和合理的運(yùn)行操作方式，具有就地、遠(yuǎn)程及多臺(tái)連鎖控制功能并能與空壓機(jī)聯(lián)鎖在電廠大系統(tǒng)中可以通過DCS實(shí)現(xiàn)在無人值班情況下24小時(shí)安全運(yùn)行；可以適時(shí)監(jiān)控氣源品質(zhì)，反饋并調(diào)整周期，節(jié)約能耗，降低客戶成本；使用施耐德電氣的Twido PLC和XBTN400文本顯示器等自動(dòng)化產(chǎn)品使整個(gè)系統(tǒng)更優(yōu)化、靈活、穩(wěn)定；降低了制造及運(yùn)行、維護(hù)成本。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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