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1、国家职业资格全国统一鉴定维修电工技师论文（国家职业资格二级）论文题目：PLC用于控制多台空气压缩机的应用姓 名：张 健身份证号: 510227197206169075准考证号：110500010791所在省市：广东省东莞市所在单位：东莞市荣利布匹定型有限公司PLC用于控制多台空气压缩机的应用 作者 张建单位 东莞市荣利布匹定型有限公司摘要 本文叙述了PLC用于多台空气压缩机联机运行控制系统的改造。该系统采用FX0N-3A模块对供气压力值进行读取，再通过PLC的处理去控制空气压缩机的启动与停止。在启动时空气压缩机按设定时间逐台启动，当供气压力达到设定值时结束启动。在运行时能根据供气压力的大小自动
2、减少或增加投入运行的空气压缩机台数，使供气压力维持在设定范围内。运行时还能按设定间隔时间进行轮换，使空气压缩机轮流得到休息。该控制系统提高了供气压力的稳定性，并改善了空气压缩机的运行状态。关键词：空气压缩机、PLC 、压力 引言随着公司规模的扩展，公司用于生产的空气压缩机数量逐渐增加到了现在的5台。其原有控制方式为交流接触器加时间继电器控制，由压力开关控制其启动及停止。启动时用时间继电器控制其按时间顺序启动，当系统压力达到设定压力值时则一起停止，当系统压力低于设定压力值时则再次启动，运行中则如此循环。由于用气量的无规律性变化使得机器较为频繁地启动和停止。在用气量较大的情况下，当系统压力下降到设
3、定压力值以下空气压缩机重新启动时则无法迅速提升压力，致使系统压力过低，以至生产设备产生欠压故障。鉴于上述情况，公司决定对空气压缩机的控制系统进行PLC控制改造。第1页工艺与控制要求对于空气压缩机的控制实际上就是对系统中压缩空气的压力进行控制，即使其产生的压力控制在设定范围内。由此首先需要对该系统中压缩空气的压力值进行读取，在此采用了一个压力值为01Mpa对应电流值为420mA的压力传感器及一台FXON-3A的特殊功能模块，基本单元采用一台FX2N-32MR型PLC压力值读取及压力值设定程序梯形图如下：（图一）程序采用RD3A指令读取FXON-3A模块通道1的数据到DO中，采用ZCP指令对压力进
4、行设定与监视。这里设定的压力下限值为0.6Mpa上限值0.8Mpa（可根据需要进行调整）。用读取到的压力值DO与设定的下限值K153及上限值K204进行比较并将结果输出到M1M3中，再由M1M3去控制压力状态（欠压、正常、超压）的指示及空气压缩机的启动与停止。程序中Y11为欠压指示输出，Y12为正常压力指示输出，Y13为超压指示输出。启动 按下启动按扭时系统进入启动状态，此时如果系统压力低于0.6Mpa则开始逐台启动空气压缩机。如系统压力大于0.6Mpa则进入等待状态，须等到系统压力低于0.6Mpa时才开始逐台启动空气压缩机。其程序梯形图如下：（转下页） 第2页 . （图二）程序中X0为启动控
5、制。X0接通瞬间即置位M0，Y15为运行指示输出，M0作为主控控制进入启动状态。M1作为启动条件（当系统压力低于0.6Mpa时为ON），当M0及M1同时为ON时则逐次置位Y0Y4。由Y0Y4的输出去控制1#5#空气压缩机的启动及停止。每台空气压缩机的启动间隔时间依次设置为5秒、10秒、60秒、120秒（可根据需要进行调整）。在启动过程中如压力达到0.6Mpa则停止启动，剩余未启动的空气压缩机当压力不足0.6Mpa时会继续启动。前面三台空气压缩机启动的间隔时间设置较短是为了在启动时让压力较快上升，因为在一般情况下是三到四台空气压缩机投入运行，所以后面两台的启动间隔时间较长。如果前面启动的几台空气
6、压缩机能够使系统达到设定的压力值，则后面的空气压缩机就不用再启动，由此减少空气压缩机的启停次数。这里视0.6Mpa为理想压力，因为它既能满足生产的需要又能兼顾运行的经济性。 运行 当系统压力达到0.6Mpa时启动完成。系统进入自动运行状态。在自动运行状态中由于用气量的变化会使得系统压力产化。当系统压力高于0.8Mpa时则会按预先设定的时间逐台停止空气压缩 第3页 机直至系统压力等于或低于0.8Mpa为止；当系统压力低于0.6Mpa时则会逐台启动空气压缩机，直至系统压力达到0.6Mpa为止。 超压停机程序梯形图如下：. （图三） 程序中当系统压力大于0.8Mpa时M3为ON，此时用ENCO指令将
7、Y0Y7中处于ON状态的最高位的位值读入D10中，然后用DECO指令拿D10中的值去控制M30M37，再用M30M34去复位Y0Y4。这段程序实质就是找出正在运行的处于最高编号位置的空气压缩机将其停止。在停止一台空气压缩机60秒后如系统压力仍高于0.8Mpa则再停止下一台空气压缩机，如此逐台停止直至系统压力等于或低于0.8Mpa为止。这里T30为设定停止各台空气压缩机的间隔时间，可根据情况进行调整。当系统压力小于0.6Mpa时，系统会逐台启动空气压缩机。其动作原理如前文的“启动”所述。当系统进入稳定运行状态后有部分空气压缩机处于停止状态（一般为12台）。这样就需要让各台空气压缩机轮流得到休息。
8、其程序梯形图如下：（转下页）第4页 （图四）程序中T10和C0用来设定其轮换的间隔时间，这里设置为2小时。在每次达到设定的间隔时间时Y0Y7的状态移向Y1Y10.因为传送后Y0的状态不变，所以需要复位Y0.如传送后ON位超过Y4即Y5为ON，则由Y5置位Y0（见图二），以保持开机的总台数不变。传送后复位Y5Y7是为了让图三中的ENCO指令正确读取Y0Y4中处于ON状态的最高位。而T20是为了保证Y5置位Y0后才复位Y5Y7. 停机与保护 停机与保护的程序梯形图如下：（图五） 第5页 程序中X1为停止控制，接通X1即复位M0及Y0Y4所有空气压缩机停止运行。超压保护，这里设定超压保护压力值为0.
9、85Mpa.当压力传感器读取到的压力值大于0.85Mpa时M4为ON复位M0及Y0Y4停止所有空气压缩机。X3为机械式电接点压力开关与M4作用相同起到双重保护的作用。X3导通的压力整定值可等于或稍大于M4为ON的压力值。Y14作为极限压力故障报警指示。另外还需在系统的各个储气罐上安装压力安全阀，其整定压力值为0.9Mpa.为了保护PLC的输出继电器，在PLC的输出端与控制空气压缩机的接触器之间加装了小型中间继电器（型号为MY2NJ）。对于空气压缩机的电动机的保护，这里采用热继电器对其进行保护。故障报警指示灯由中间继电器的常开触点串联接触器的常闭触点来控制。即当接触器接到运行命令而不能吸合时故障
10、报警指示灯点亮。另外，为了维护检修方便每台空气压缩机应安装独立的电源开关，其接触器的控制线圈回路中也应单独安装控制开关。该系统中的空气压缩机无主次之分也无需设置备用机，它们的轮换是自动进行的。在运行中如有某台空气压缩机发生故障也不会影响系统正常运行（需要系统中空气压缩机的台数能达到运行要求）。通过将多台空气压缩机的联机运行由继电器控制改为PLC控制后提高了系统产出压力的稳定性，改善了空气压缩机的运行状况即减少了它的启停次数及得到了合理的轮休，从而也有效的节省了能源。由此也体现了PLC在工业控制中的优越性。注：文中所用名词“压力”只是日常中惯用的称呼，其实质应为“压强”。 第6页附录：1.主设备示意图；2.控制编程框图；3.I/O接线图；4.程序梯形图 。