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LM在动力空压机的应用

--LM在动力空压机的应用

供稿:和利时集团 2009/11/18 15:01:00

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  • 关键词: HOLLiAS LM PLC
  • 摘要:采用HOLLiAS LM PLC的CPU模块以及扩展模块对空气压缩机进行控制。选用CPU模块LM3107E进行各种数据的存储和运算,LM3107E CPU本体自带的模拟量输入通道采集压缩机压力变送器和温度变送器的输出信号值,通过编程软件PowerPro中优化的PID算法,采用LM3107E的数字量输出控制变频器多频段运行,从而实时调节压缩机的供气压力。

                               



     空气压缩机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩,并使压缩的气体具有一定压力从而来进行气体压缩或气体输送的机械设备。空气压缩机广泛用于矿山开采,石油、化工、机械、轻工、纺织、医药、电子、仪器、桥梁、道路建筑、工厂及其它风动工具所需的空气动力,是一种量大面广的动力用压缩机。

     空气压缩机之所以被广泛使用,是因为它具有良好的性能和特点。空气具有很好的可压缩性和弹性,能够作为能量传递的介质,并且输送方便、不凝结、对人无害、没有起火和触电的危险,并且空气到处都有,提取方便。使用空气压缩机作为动力的机械设备,虽然效率较低,但过载能力强,适合冲击性和负荷变化很大的工作,并且在湿度大、气温高、灰尘多的环境中也能较好地操作。

     结构原理

     空气压缩机供气系统一般由空气压缩机、冷干机、过滤器、储气罐、管路、阀门和用气设备等组成,按照空压机核心部件压缩机的不同形式,可分为螺杆式空气压缩机、活塞式空气压缩机、蜗旋式空气压缩机以及滑片式空气压缩机等。

     空气压缩机的一个工作过程可分为吸气、密封及输送、压缩、排气这四个过程。以螺杆式空气压缩机为例,当螺杆在壳体内转动时,螺杆与壳体的齿沟相互啮合,空气由进气口吸入,同时也吸入机油,由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送,在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小,油气受到压缩,而后由分离装置进行油气分离。油气经过油冷却器冷却再经过油过滤器流回储油罐,而空气经过气冷却器(空气冷却装置)进行冷却从而进入储气罐。

     控制功能

     空气压缩机的控制系统控制压缩机的启动、运行、变频/工频切换及停止等动作。首先,空压机进气口关闭,电机空载启动。当空气压缩机启动运行后,如果后端设备用气量较大,储气罐和后端管路中压缩气压力未达到压力上限值,则控制器打开进气口,电机带负载运行,不断地向后端管路产生压缩气;如果后端用气设备停止用气,后端管路和储气罐中压缩气压力逐渐升高,当达到压力上限设定值时,控制器发出压缩机卸载信号,控制器控制加载阀停止工作,进气口关闭,电机空载运行。

                            



     在运行过程中,压缩机通常会根据不同的供气需求和负载情况,适时地进行变频和工频的转换,来实时调节管路的压力。调节过程为:首先通过压力变送器测得的管网压力值与压力的设定值相比较,得到偏差,经PID调节,齿沟啮合面旋转至壳体排气口时,较高压力的油气混合气体便排出机体,完成油气混和压缩,然后采用油气运算得出变频器作用于异步电动机的频率值,由变频器输出的相应频率和幅值的交流电,使电动机上得到相应的转速,那么空压机输出相应的压缩空气至储气罐,使之压力变化,直到管网压力与给定压力值相同。

     典型配置

     采用HOLLiAS LM PLC的CPU模块以及扩展模块对空气压缩机进行控制。选用CPU模块LM3107E进行各种数据的存储和运算,LM3107E CPU本体自带的模拟量输入通道采集压缩机压力变送器和温度变送器的输出信号值,通过编程软件PowerPro中优化的PID算法,采用LM3107E的数字量输出控制变频器多频段运行,从而实时调节压缩机的供气压力。

     由于LM3107E本体除了带有数字量输入/输出通道外,还集成了两通道模拟量输入和一通道模拟量输出的模拟信号处理功能,这样就可以方便地为模拟量需求较少的设备降低成本;同时编程软件PowerPro中优化的PID算法,能够很好地根据终端设备的用气需求来调节压缩机运行状态,从而调节整个回路的供气压力,在实时满足用气需求的同时,还显著提高了压缩机的使用寿命。

                          



     采用HOLLiAS LM PLC作为控制装置的动力空压机,运行平稳、节能效果显著,能够为将压缩空气作为动力源的设备提供充足动力。

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