空压机系统的自动化节能控制应用

段剑峰

（山西兆丰铝电有限责任公司， 山西 阳泉 045000）

1 空压机系统主要结构介绍

1.1 压缩机和电动机

存在于大气中的空气被高度地压缩，并以较高的压力输送给气动系统，在这个过程中，机械能被很好地转换成气压能，能够给整个压缩系统提供机械能，电动机内部的电能可以非常有效地转化成电能[1]。

1.2 压力开关和单向阀

在整个空压机系统的运行过程中，必须要对整体储气罐中的压力进行全方位地控制，并更好地把压力提高到一个更高点。如果在内部运行的过程中，正好达到这个压力点之后，电动机的运行就会因此停止。如果储气罐中的压力因此跌到了一个比较低的点，那么电动机就会被迫重启。单向阀的作用则是在压缩机停止的过程中，更好地阻止压缩空气从反方向流动。

1.3 安全阀和冷冻式空气干燥剂

在运行过程中，储气罐中的压力超过运行限度，安全阀就可以将多余的空气排出。冷冻式空气干燥器的作用是为了能够更好地将压缩好的空气制冷到零上若干的温度，然后空气中大部分的湿气就会因此凝结，之后就可以使整体系统中的水分凝结。

2 空压机变频驱动的工作原理

目前，常用的变频驱动器主要由变频器、控制器、压力传感器和其他部件组成。在整个空压机系统工作过程中，如果能够巧妙地运用变频控制器进行控制，那就可以有效地实现使用一台空压机电机对四个主要的开关进行控制，尤其是能够对空压机主要工作方式进行全面控制。

在对变频器进行节能控制时，输入固定的信号对空压的运行和停止进行控制是非常重要的一个环节。当整个系统内部的实际压力大于设定压力值时，变频驱动器就会在最短的时间内下达相关命令，然后让空压机进入全速运行状态；而当实际压力值低于设定压力值时，那么空压机就会进入减速运行状态。变频器的加入就是可以使空压机系统进入一个循环往复的工作，图1为空压机的变频驱动结构。

图1 空压机变频驱动系统结构

3 PLC和计算机技术在空压机系统中的运用

为了使自动化和节能控制系统能够更好地融入空压机系统中，PLC技术和光纤通讯技术的运用显得尤为重要。目前，很多企业都采用了多台并网的集中控制模式，整个空压机系统可以对电机、电流和电压等信号进行全面地采集，然后再把信息打包上传，从而使每一台空压机都能够更好地在控制端实现三位一体的保护、报警和监控功能[3]。整个空压机系统的结构主要由上位监控主机系统、PLC下位机系统、传感器设备和视频摄像机系统等。PLC下位机系统的存在主要是可以通过可编程的控制系统让控制器对整体复杂的环境更好地进行适应，整个系统具有非常高的抗干扰能力，操作起来也就显得更加方便。

4 自动节能技术在空压机系统中运用的实例

在某次操作过程中，通过有效利用中小型的西门子系列的PLC计算机控制设备，就能够有效地达到空压机参数实时的扫描和运算，并将相关的信息传给现场的控制室和触摸屏。在现场的操作人员只需对触摸屏发出指令，就能对空压机更好地进行调停和控制。整体PLC采用的是模块化设计方法，整体具有很好的功能配制和扩展的特点，根据不同的组合方式灵活地进行扩展。

整体操作过程选用的是315-2dp型号的cpu，此cpu集合了包括mpi和dp在内的多个通信接口，本身有着非常强大的通讯功能。采用ethernet协议来进行网络通信的方法能够很好地实现现场到中控室的控制过程。在整体操作过程中，先由光纤链路模块进行控制，然后再将信息传送到光纤，之后连接到中控室中的以太网，最终将plc的采集过程传送到上位的机械，然后再由机械发送详细的控制命令到达PLC机械。每个PLC的cpu上都需要配置一个固定的接口，以此来更好地连接到profibus转modbus协议的转换模块上[4]。通过将上述的设备更好地连接到空气压缩机和智能电力监测表上，空气压缩机内部的功率和电力状态等数据都可以很好地被表达出来，同时也可以向机器本身发送相关的命令。

5 结语

当自动化节能控制技术更好地被运用于空压机系统内部时，可以更好地起到节电省油、减少噪音和延长机器使用寿命等作用。此外变频调速的功能也能够从根本上改善设备的性能，从而使整个空压机系统能够更好地进行运行。随着国家对于能源利用的不断关注和深入，各项节能技术在各个领域不断被深入地应用，如果在空气压缩机的控制中加入自动化控制模式，就能更好地提升效率和节约能源。