PLC与WINCC下空气压缩机电控系统改造方法分析

2017-11-30黄永平

科技与创新 2017年22期

关键词：空气压缩机电控组态

黄永平

(方大特钢科技股份有限公司,江西南昌 330012)

PLC与WINCC下空气压缩机电控系统改造方法分析

黄永平

(方大特钢科技股份有限公司,江西南昌 330012)

众所周知,基于PLC与WINCC的空气压缩机的设计方案是比较复杂的.主要对目前一些能源类公司使用的空气压缩机的电控系统进行设计,并且对其进行PLC改造.之前企业使用的空气压缩机电控系统是由控制器所控制的,但是这样的控制手段存在很大的不确定性,经常会发生一些故障,这会对产品的生产产生很大的不利影响.通过对相关系统的应用情况进行分析,可以选择出一个利用PLC与WINCC对系统进行改造的方法,通过利用网络系统可以实现PLC和上位机之间的通讯,而且还可以利用网络系统对其进行远程实时监控.由此可以发现,经过改造后的系统发生的故障减少了很多,而且也使得系统的运行效率得到了极大的提升,便于工作人员对空气压缩机电控系统的操作使用,维护起来也非常方便.

PLC;WINCC;空气压缩机;电控系统

空气压缩机是矿山的主要使用设备之一,在矿山原料开采中发挥着非常重要的作用.通过对空气压缩机的使用,可以给很多机械设备的工作提供更多的动力,这种情况下,空气压缩机的整体稳定性就显得尤为重要.就目前而言,需要选择一个比较好的控制方法对空气压缩机进行控制,比如可以使用继电器控制方法,也可以使用计算机网络编程控制器对其进行控制.但是,如何实现对PLC与WINCC下的空气压缩机电控系统进行改造就显得尤为重要.本文就对其改造方法进行详细的阐述,在改造的过程中需要对相关结构进行设计,而且还要对系统的各种性能进行设计.

1 系统主要工艺分析

通过调查可以发现,目前我国已经有一些企业可以使用改造之后的空气压缩机,但是仍旧有很多机械类的企业在使用传统的旧式空气压缩机.这些空气压缩机内部都会有一些继电接触器控制系统,但是由于触点接触不良,导致控制系统中存在很多故障,严重影响空气压缩机的正常使用.主要问题有以下3点:①空气压缩机中继电接触器控制系统中的一些零部件存在老化现象,使用寿命不是很长,经常会出现报警现象和停机现象;②空气压缩机中的继电接触器种类不一样,不能够协调在一起更好地运行;③传统的继电接触器系统运行的过程中需要人力操作,这在很大程度上造成人力和物力的浪费,而且空气压缩机在正常运行的时候噪声非常大,这种情况就会导致工作人员的身体健康不能够得到保证.基于此,需要对空气压缩机的内部电控系统进行改造,争取使其运行的效率更高,能够更安全、可靠地运转.

对空气压缩机的电控系统进行改造的过程中需要采用PID控制方法,根据所需空气的压力来自动控制空气压缩机的输出大小.如果第一台空气压缩机的运行无法满足生产需要,那么就需要自动控制第二台空气压缩机高效运行,而且在整个运行状态中可以采用闭环PID控制,通过对P,I两个参数的控制来使得空气压缩机电控系统运行得更加高效,能够被控制在运行范围之内,这样不仅能够使得空气压缩机更好地运行,还能够达到节能的效果.

2 系统整体性设计改造方法

根据现场实际情况和要求,需要采用分布式结构的控制方式,在空气压缩机内部电控系统中将上位监控计算机作为主站,3台空气压缩机和水泵房各采用一个PLC控制,作为从站,这样就能使整个空气压缩机的电控系统运行得更加高效.系统整体性设计可从以下3方面入手:①对电控系统中的现场设备层进行改造,对其中核心部位的传感器及执行机构进行更换,使得空气压缩机现场设备的运行效率更高,进而使得系统整体的运行效率更高;②对设备控制层进行改进,最重要的方法就是采用PLC对每一个设备进行单独控制及远程控制,通过计算机来对电控系统进行控制,这样就可以使得控制效率变得越来越高;③选择科学、合理的改造方法对管理监控层进行设计,因为通过对监控层的改造可以使得计算机网络系统对电控系统的控制及监视力度更强,能够时刻掌握工作现场的情况,也能够更加高效地实现远程监视.

3 系统下位机设计

在对系统下位机进行设计的过程中,需要突出对CPU模块的设计及对PLC扩展模块的选型和传感器的选型.在对CPU模块进行选型和设计的过程中,需要选择一些容量大和储存量大的模块,这样就可以对更多的信息进行处理,能够有效提高电控系统的稳定性.同时,需要根据系统输入、输出点的个数选择合适的模块,而且还要对通讯模块进行设计,这样就使下位机的整体性比较强,与电控系统之间的连接性得到增强.另外,在对传感器进行选型和设计的过程中,需要使传感器承受的温度在空气压缩机自身运行时的温度之上,而且还要利用先进的传感器对水温和水位进行测量,这样就可以确保系统下位机更加安全、可靠地运行.

4 系统上位机设计

4.1 系统网络通讯架构

基于PLC与WINCC的空气压缩机配备有WINCC组态软件,通过这个组态软件可以使计算机系统对其进行更加高效的控制.一般情况下,系统网络通讯架构主要是由CP5611模块和通讯模块组成,这2种零部件都具有其特点,而且能够通过协作使得上位机的运行效率得到极大的提升.由此可见,要想对空气压缩机的电控系统进行更加高效的改造设计,就需要对上位机系统的网络通讯架构进行合理的设计,这样能够在极大程度上提升电控系统的远程控制效果.

4.2 上位组态设计

在上位组态设计的过程中,首先需要对变量连接方法进行设计,建立PLC与WINCC之间的连接方式,将已经定义的变量从PLC中导入到WINCC组态软件中,从而使得其能够更加平稳地运行.另外,需要对这些变量进行管理,将变量输入到系统之后,系统就可以通过这些变量的变化来更好地对水泵房的画面进行监控和控制,同时还可以显示水泵房的各种压力及温度等信号,利于工作人员对电控系统的管理.