浅析PLC在原料气压缩机控制系统中的应用

王如烨 张多俊 王朕 邢宏宇

摘要：原料气压缩机在现代工业生产中有着较为广泛的运用，将PLC应用于原料气压缩机控制系统中能够极大的提升压缩机的自动化控制水平，保障其安全、可靠运行。基于此，本文对原料气压缩机控制系统的应用展开了分析和研究，希望能够给相关工作人员提供一些参考。

关键词：原料气压缩机;PLC控制系统

随着市场经济的发展，工业生产发展迅速，压缩机作为重要的工业生产设备，对其控制系统进行研究是非常必要的，在目前商用的压缩机中，通常将多台压缩机并联，构成一个集中的压缩机组。而可编程逻辑控制器（PLC）由于具有优良的可靠性与稳定性，能适应较为严厉的工业环境，且易于与工业控制元件连接并控制。因此，设计了基于PLC的压缩机控制系统，对设备进行自动控制，使之达到最佳工作状态。

1 PLC在工业机电控制系统中应用

本文针对某工业机电控制系统中PLC技术应用实践视角针对工业生产的原料气压缩机控制单元进行了实践分析。目前工业生产系统中，PLC 在工业生产控制系统中的应用相对较为全面。由于采用梯形图形式，进行逻辑循环进行计算的方式，可快速对各项机电设备装置运行参数及数据进行分析、预警和响应，且较为容易操作，易于维护，能够灵活对不同子系统之间进行指令控制或监测中心运行界面实时切换。极大的降低了压缩机组系统事故的发生率，另外，能对监控的不正常事故信息和历史事故进行备份。从而为工业系统在压缩机方面的维护和及时进行故障排除提供了有力的依据。

1.1 PLC 技术

PLC 是Programmable Logic Controller 的缩写，PLC 技术控制系统通过逻辑计算系统实现在线监测和计算系统外接收的数据信号，再将执行指令通过存储器和传输设备进行输出。

1.2 PLC 技术作用于工业机电控制系统中的概述

随着不同领域计算机技术的应用与发展，工业体系也成功地采用了计算机技术。PLC 技术应用于工业生产的各子系统中，有效应用编程软件对各运行系统实现了实时分析监测和控制。由于PLC 是一种在数字模型运算下实现的实时分析系统，可以经过计算分析和实时存储收集数据，进而有效的保证工业机电系统各控制单元运行安全及稳定。

综上，由于PLC 技术进行机电控制采取梯形图式，因而，工业生产的实际部署中，要确定统一的控制系统结构，通常采用PLC 输入端来收集开关装置和传感装置的信号发送到控制系统去，然后通过 CPU 调整收集的信号，最后通过计算运行的数据得到分析的结果，从而通过PLC 对漏电保护、控制开关、继电保护器等实时数据反馈将调整后装置运行数据进行输出从而有效实现控制管理。

1.2 压缩机组

压缩机组的关键控制参数为吸气压力，因此在吸气集管处安装吸气压力传感器，通过实时检测到的压力信号与PLC控制系统内压力设定值进行比较，来控制压缩机组内各设备的启停（及启停设备的数量）。此外，为避免压缩机频繁启动对其造成损坏并节约能源，在压缩机组的使用过程中，每次启动压缩机时，首先启动运行时间累积最少的设备;同理，关闭压缩机时，首先关闭运行时间累积最长的设备。

2 PLC控制系统

压缩机控制系统采用西门子公司的S7-200 作为其控制器。该控制器拥有丰富的输入输出端口，并有良好的拓展功能，能满足一般要求的模拟量与数字量信号的数据传输。此外，由于S7-200 内置PID 控制器，可以较为方便的实现压缩机的反馈控制。

2.1 PLC 控制器模块选择

中央处理单元：该压缩机控制系统中，选用CPU226作为其中央处理单元，包括有24 点输入及16 点输出，可以满足一般压缩机控制系统中各压缩机以及风扇等开关与继电器的数字量信号输入与输出要求。

模拟量输入模块：在此控制系统中，需要对其温度及吸气、排气压力进行实时监测，上述测定值皆为模拟量输入，因此，选择使用模拟量输入模块EM231，将所得到的电压或电流信号转化为数字量信号输入PLC。

通信模块：为方便于监测数据的集中管理以及系統的远程控制，可利用上位机组态软件来实现整个系统状态监测与控制的作用。西门子S7-200PLC 与上位机之间利用TCP/IP 通信协议进行传输。所利用的PLC 通信模块为CP243-1，传输介质为以太网，通过网线与上位机进行数据交换。

2.2 压缩机控制系统程序设计流程

根据实际使用要求，压缩机程序运行流程为：（1）启动设备，初始化完成后，设定其温度以及吸气压力所需控制范围。（2）对系统的吸气、排气压力以及温度进行实时数据采集。（3）系统进行自检，判断是否满足运行条件，若不满足，立即报警并停机检修;若各设备状态正常，进如下一步。（4）判断吸气压力是否处于设定范围内，启停一定数量的压缩机。（5）判断排气压力是否处于设定范围内，启停一定数量的风扇。控制系统依照上述控制流程不断进行信号采集与处理，控制压缩机的动作，使得冷库能保持在合适的温度范围内，满足物品储存条件。

2.3 上位机组态软件

上位机组态软件是控制系统中十分重要的一部分，可以通过软件编写及接口定义实现系统的状态显示、报警以及控制的作用，其优良的人机交互界面为操作者提供了良好的控制环境。本系统利用组态王软件作为上位机操作平台，对压缩机运行过程中温度、吸气压力、排气压力等监测信号进行实时显示，并能利用与PLC 的通信，完成如上节所述的控制流程。

3 小结

综上所述，压缩机应用中如何保持其安全、稳定、可靠运行一直是相关工作人员研究的一个热点，可编程逻辑控制器（PLC）在压缩机控制系统中的应用，能够极大的提高压缩机组的自动化水平，配合以上位机软件，PLC 技术及控制系统能够对生产中各个子系统实现实时监测，对存在的安全隐患及故障能够及早发现、及早预警、及早处理，从而有效减少了压缩机组生产事故的发生概率，成为安全生产的重要技术保障，具有一定的推广意义。

参考文献：

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