基于plc压缩机性能测试系统的控制器设计.doc
基于PLC的空气压缩机控制研究

基于PLC的空气压缩机控制研究一、内容概览随着科技的不断发展,PLC(可编程逻辑控制器)在各个领域得到了广泛的应用。
本文主要研究了如何利用PLC技术对空气压缩机进行控制,以提高空气压缩机的运行效率和安全性。
空气压缩机是一种广泛应用于工业生产、建筑施工等领域的重要设备,其主要功能是将空气压缩后提供给其他设备使用。
然而传统的空气压缩机控制方式存在一定的局限性,如操作复杂、维护困难等。
因此研究一种新型的空气压缩机控制方法具有重要的实际意义。
本文首先介绍了PLC的基本原理和工作原理,然后详细阐述了基于PLC的空气压缩机控制系统的设计方法和实现过程。
在设计过程中,我们充分考虑了空气压缩机的工作特点和实际需求,采用了先进的控制算法和技术,使得整个系统具有较高的稳定性和可靠性。
此外本文还对所设计的空气压缩机控制系统进行了实际测试和验证,结果表明该系统能够有效地满足空气压缩机的各项性能要求,具有良好的实际应用前景。
1.1 研究背景和意义随着科技的不断发展,空气压缩机在工业生产中得到了广泛的应用。
然而传统的空气压缩机控制方式存在一定的局限性,如操作复杂、故障率高、能耗大等。
为了提高空气压缩机的控制性能,降低能耗提高生产效率,本研究基于PLC(可编程逻辑控制器)技术,对空气压缩机进行了控制研究。
PLC作为一种成熟的自动化控制设备,具有结构简单、功能强大、可靠性高等特点。
将PLC应用于空气压缩机控制领域,可以实现对空气压缩机的远程监控和自动控制,有效降低人工操作的繁琐程度,提高生产效率。
此外PLC还具有较强的适应性和可扩展性,能够满足不同生产工艺的需求,具有较高的实用价值。
因此本研究基于PLC的空气压缩机控制技术具有重要的研究背景和现实意义。
通过研究我们可以为空气压缩机控制技术的发展提供新的思路和方法,推动相关领域的技术进步,为工业生产带来更高的效益。
同时本研究也有助于提高我国PLC技术在国内外市场的竞争力,为我国自动化产业的发展做出贡献。
基于plc的压缩机自动控制系统

C omputer automation计算机自动化1 前言中铝山东有限公司第二氧化铝厂有压缩机5台,压缩机岗位主要负责为种分分解槽提供所需压力的压缩空气、吹管道用风、过滤机风包用风、气动阀用风等,是第二氧化铝厂重点设备。
改造前设备运行过程中,已经暴露出很多问题,严重影响了压缩机的运行和维护。
1.1 存在问题压缩机的监控不集中,每台压缩机单独1套操作台,随着第二氧化铝厂生产规模的扩大,对压缩机的连续运行时间和投入设备数量也随之提高,为满足生产操作人员有时要同时监控三个操作台,工作强度特别大。
原控制回路全部采用继电器联锁控制,应用了大量的中间继电器、时间继电器,机械接触点很多,电气联锁信号非常多,线路烦琐复杂,容易损坏,故障率高,控制效率低。
控制仪表全部是电-II型仪表,控制、报警参数的调节靠人为手动,不能实现智能控制,所监测的进排气压力、温度等控制参数不能进行数据存储,保护回路动作引起压缩机跳闸造成压缩机不能进行正常启动时,系统维护人员很难查找引起系统动作的原因,在系统的修复上存在很大的困难。
1.2 改造的必要性电气、仪表控制系统的装备技术水平已远远滞后,为了提高压缩机自动运行的性能,在目前控制状况的基础上进行改造是很必要的。
我们结合工业自动化先进技术和压缩机岗位生产操作的特点,通过技术方案的比较及产品选型的反复论证,完成采用了高压电动机保护器和PLC控制技术相结合的控制方式,实现了低成本自动化改造措施,做到了投资省、见效快、实用性强,在确保压缩机可靠运行的前提下,对控制参数监测采集、集中监控、自动控制、故障诊断等方面提出了更高的要求,完成了自动化技术、计算机技术、通讯技术和管理技术融为一体的自动化系统。
2 系统控制概述压缩机的控制主要为仪表控制设备和电气控制设备两部分。
仪表控制设备主要包括参与压缩机控制的压力、温度和电量等现场仪表。
电气控制设备主要包括主机和辅机部分。
主机是压缩机的核心部分,也是压缩机中最重要的设备。
基于PLC的汽车空调压缩机耐久性试验装置控制系统设计

基于PLC的汽车空调压缩机耐久性试验装置控制系统设计戴琳;张伟;马小津;张茹【期刊名称】《自动化技术与应用》【年(卷),期】2017(036)003【摘要】以汽车空调压缩机耐久性试验装置控制系统为研究背景,在对汽车空调压缩机耐久试验控制要求详细分析和研究的基础上,提出了以可编程逻辑控制器(PLC)应用为核心的控制系统方案.试验结果表明,该控制系统运行稳定可靠,能够很好地满足测试要求.%In the background of control system of vehicle air conditioning compressor durability test device,the control requirement of vehicle air conditioning compressor durability test is analyzed in detail.The control system program is put forward based on PLC.The results of test show that the control system is stable and reliable.The requirements of test are well positioned to meet.【总页数】4页(P51-54)【作者】戴琳;张伟;马小津;张茹【作者单位】合肥通用机械研究院,安徽合肥230031;合肥通用机械研究院,安徽合肥230031;合肥通用机械研究院,安徽合肥230031;合肥通用机械研究院,安徽合肥230031【正文语种】中文【中图分类】TP273+.5【相关文献】1.基于PLC和触摸屏的液压缸耐久性试验异常监控系统设计 [J], 陈禄;钱老红2.汽车空调压缩机用电磁离合器耐久性测试系统设计 [J], 胡娟;田杰;缪鹏程3.基于LabWindows与PLC控制的作动筒盐雾试验装置的设计 [J], 罗庚合;王瑜4.基于PLC控制的汽车继电器电寿命试验装置研究 [J], 黄锦杰;黄丽霞5.基于PLC的SG水压试验装置控制系统设计 [J], 郭林林;朱存平;许英因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
压缩机控制系统设计

2061 绪论压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械,已广泛的使用在石油、天然气、钢铁等国民经济发展的重要行业,如何保障压缩机的安全可靠运行,一套可靠的PLC控制系统发挥着至关重要的作用。
本文以西门子S7-400系列PLC的应用为例,详细阐述了压缩机控制系统设计的基本情况。
2 系统设计整体思路压缩机系统现场主要自动化仪表检测到的压力、流量、温度、液位等模拟量均为4~20mA电流信号,所有电机、阀门的启停控制、运行状态返回均为干接点信号。
所有调节阀门的控制为4~20mA电流信号,其运行反馈为4~20mA电流信号。
现场仪表数据的采集和显示,通过电缆与PLC进行接口,与相应PLC模块接线,并与软件系统配合,进行相关控制程序的编写和调试,CPU模块进行相关数据采集、运算处理、程序编写后,实现了对现场设备数据的监控。
上位监控系统要求各流量、压力、温度、液位、振动等测点能够实时检测,并有完整的上位运行历史趋势,便于相关数据的查询。
辅助油泵、油雾风扇等系统实现上位以脉冲方式控制的启停操作,并在系统运行中能够自动连锁启停。
阀门系统在上位可以实现开关操作,并且上位有位置反馈、开关限位指示。
风量风压控制系统、防喘振阀操作系统设置了专门的上位操作画面。
完善的软件监控系统,为操作人员的日常操作提供方便。
3 压缩机控制系统硬件设计3.1 压缩机系统硬件构成压缩机系统压力、差压检测采用罗斯蒙特系列应变式变送器,流量计采用孔板节流装置,油箱液位检测采用超声波液位计或磁质伸缩液位变送器,温度检测设备为PT100铂热电阻,入口导叶阀、防喘振阀采用气动式阀门,以上设备共同构成了压缩机系统的现场设备。
如图1所示,压缩机控制系统硬件采用西门子S7-400系列PLC,该系统设计为冗余控制,压缩机系统的硬件主要元件为CPU417-4H,作为控制系统的运算和控制核心。
IM153-2为接口模块,主要实现CPU与从站信号模块的连接。
基于PLC的往复式压缩机自动控制系统的设计

基于PLC的往复式压缩机自动控制系统的设计摘要:随着科学技术的发展,我国的PLC技术有了很大进展,并在往复式压缩机中得到了广泛的应用。
往复压缩机因运转部件较多,导致摩擦易损件多。
尤其多级压缩机,其介质流程长、过流部件多,气阀和活塞等常出现故障。
应提高巡检质量,本文首先分析了往复压缩机的工作原理,其次探讨了基于PLC的往复式压缩机自动控制系统的设计,以供参考。
关键词:压缩机;PLC;变频控制;控制系统;自动化引言往复式压缩机是石油化工装置中的关键设备,通过气缸的活塞运动为介质增压。
压缩机本身投资高,机组连接的管道相对复杂、管径较大,且管系容易发生振动,振动严重时会影响整个装置的安全稳定运行,因此压缩机的管道设计是整个装置管道设计的核心内容。
1往复压缩机的工作原理往复压缩机由气缸、连杆、辅助系统等多个部件组成,连杆是最关键的传动部件和主要的进给部件。
可以进行往复运动的转换,形成往复式压缩机的排气吸气过程。
往复压缩工作主要包括4个阶段:第1个阶段是膨胀阶段,活塞在运动过程中,会增加工作腔的整体容积,内部残余气体压力减小体积膨胀但气阀关闭,直到压力小到一定程度才会打开;第2个阶段是吸气阶段,通过压差的作用打开气阀,随着工作室的容积增加,气体会不断地吸入进来;第3个阶段是压缩阶段,当活塞进行反向的运行时工作室的容积也会急剧的减小,工作室的压力会急剧的增大,气阀会进行关闭;第4阶段是排气阶段,当工作腔中的压力大于排气管的压力时,气体会开始进行排出。
2基于PLC的往复式压缩机自动控制系统的设计2.1气阀在正常操作条件下,可根据异常情况进行对比分析,判断气阀是否工作正常。
(1)从排气压力判断。
如排气压力低于工作压力的正常值,判定为排气阀串气。
排气压力越低,排气阀串气越严重。
同样,除末级以外,排气压力异常升高,则判定为下一级吸气阀串气。
(2)从排气温度判断。
由于气阀串气,气缸内部分气体反复被压缩、膨胀,造成排气温度升高。
基于PLC和MCGS工控组态软件的空气压缩机自动控制系统设计

1 系统的整体方案设计
空气压缩机被广泛应用到各企业中,传统空气压缩 机是通过储气最大、最小压力值 Pmax 和 Pmin 利用进气阀 门对储气罐压力进行控制。当压力低于系统设定最小 压力值时,将进气阀打开,空气压缩机运行为满负荷;相 反 ,使 进 气 阀 关 闭 ,空 气 压 缩 机 运 行 为 低 负 荷 。 通 过 变 频器使变频调速技术对空气压缩机交流供电频率进行 变换,对电机转速进行调整,改变空气压缩机功率,平稳 变 换 负 荷 ,使 电 网 冲 击 和 机 械 冲 击 得 到 降 低 ,有 效 节 约 能耗、降低成本[3],系统整体结构如图 1 所示。
Keywords:automatic control;air compressor;configuration software;power control;hardware design;human machine interface;parameter display
0引言
在 自 动 化 技 术 、计 算 机 技 术 不 断 发 展 的 过 程 中 ,大 部分领域和行业都和自动化控制及网络化具有密切关 系,在煤矿中更加的显著,包括风动机械企业和工厂,其 与空气压缩机具有密切关系[1]。空气压缩机在工业生产
基于 PLC 和 MCGS 工控组态软件的 空气压缩机自动控制系统设计
冯玉龙 , 1,2 李 杨 2
(1. 河北科技大学,河北 石家庄 050000;2. 河北白沙烟草有限责任公司,河北 石家庄 050000)
摘 要:针对目前空气压缩机在实际运行过程中可靠性差、能耗大的问题,设计基于 PLC 和 MCGS 工控组态软件的空气
2021 年 7 月 1 日 第 44 卷第 13 期
基于PLC的空气压缩机控制系统

基于PLC的空气压缩机控制系统
空气压缩机是一种常见的工业设备,用于将空气压缩成高压气
体以供使用。
PLC(可编程逻辑控制器)是一种广泛应用于工业自动
化的可编程控制器,具有灵活性和可靠性等优点。
基于PLC的空气
压缩机控制系统能够实现压缩机的自动化控制,并提高生产效率和
可靠性。
该系统的硬件部分通常包括PLC、输入/输出模块、传感器和执
行器等。
PLC可以控制空气压缩机的启停、压力控制、温度控制等
功能。
输入/输出模块可以将传感器和执行器与PLC连接起来,从而
实现信号的输入和输出。
传感器可以测量温度、压力、液位等参数,并将其转换为数字信号发送给PLC,PLC通过程序对这些信号进行处理,再通过输出模块控制执行器进行调节或控制压缩机的操作。
该系统的软件部分主要是编写PLC的控制程序,需要根据压缩
机的实际工作要求进行编程。
控制程序包括压缩机的启停逻辑、压
力控制逻辑、温度控制逻辑等。
在程序设计中,需要考虑到压缩机
的安全运行,避免出现过度压力或过高温度等问题。
除此之外,还
需要就故障诊断、网络通信等方面进行编程设计。
总的来说,基于PLC的空气压缩机控制系统具有构造简单、操
作方便、可靠性高等特点,能够实现高效的自动化控制。
触摸屏结合PLC在压缩机性能测试系统中的应用

随着 国民生活 水 平 的 日益 提 高 , 民生 活 对空 调 居
的需求 越来 越大 , 空调 压缩 机作 为空 调 中核 心部 件 , 其
性 能 的优劣 直接决 定 着空调 自身 的性 能 。压缩机 在 出
1 控 制 系统 改造 方 案
压缩机 是一 种工作 在 高转速 、 高压力 、 气量状 态 大 下 的机 械设 备 , 求其检 测 系统工 作安 全系数 高 、 要 检测
l9 . 9 6
( ) 服 刚 度 主 要 受 伺 服 系统 各 控 制 参 数 的影 响 , 2伺 受位 置环 比例增 益 的影 响 比较 大 , 它 的控 制 参 数 对 其 伺服 刚度 的影 响较 小 。增 大 位 置 环 比例 增 益 , 小 积 减 分 响应 时间 , 以显 著提 高 系统 伺 服刚度 。 可
Absr c t a t:Th o to fc mp e s rp ro ma c e tn y t m t e c n rlo o r s o e r n e t si g s se wih PLC a o c c e n i n r d c d.Th o — f nd tu h s re si to u e ec n to y tm a e h r g a r ls se t k st e p o r mma l o to lra t o e,a d te t u h s r e sh bec nrl si c r e s n h o c c e n a uma n—c mp tri — o u e n t ra e,t st e s se i re d y a d e sl n o e a in. efc hu h y tm s f n l n a iy i p r t i o Ke ywo d r s:PLC Co toln nr li g;To c c e n;Co rs o e tn u h S re mp e s rT si g
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基于PLC压缩机性能测试系统的控制器设计摘要:控制器(PLC)具有编程灵活,可靠性高,控制功能强大的特点,以PLC为测控核心单元,建立了压缩机性能测控系统,能自动完成汽车空调压缩机的各项性能测试o 该设计包括该系统的基木特性、装置、控制流程和P L C软、硬件设计。
以PLC为测控核心单元,建立了压缩机性能测控系统,实现了对压缩机试验台位及骊•动系统的选择,压缩机的启动、停机、转速调节、排气压力调节等的控制,以及对压缩机的各个运行参数实时采集和监控;并通过计算机将采集参数进行处理,实时获得压缩机各项性能指标并输出测试报告。
设计了用PLC和触摸届实现的压缩机性能测试系统的控制,控制系统以可编程控制器为控制核心, 触摸屏为人机接曰,使系统控制界面友好,简单直观,便于操作。
Abstract:Controller (PLC) with programming flexibility, high reliability, control and powerful features to the core of PLC monitoring and control unit for the establishment of a compressor performance monitoring system that can automatically complete the automotive air conditioning compressor performance testing. The design includes the basic characteristics of the system, device, control flow and PLC software and hardware design. PLC core module for the monitoring and control to establish a compressor performance monitoring system, implemented on the compressor test rig and the choice of drive system, the compressor start, stop, speed regulation, regulation, control of discharge pressure and compression machine operating parameters of each real-time collection and monitoring; and the acquisition parameters by computer processing, real-time access to the compressor performance and output of the test report. Designed with the implementation of PLC and touch screen control system, the compressor performance test, the control system for the control of a programmable controller core, man-machine interface touch screen is so user-friendly system control, simple and intuitive, easy to operate.1引言Introduction目前空调压缩机多为斜盘式压缩机或涡旋式压缩机,空调压缩机的几个关键质量指标有:高压泄漏情况、真空池露情况,填充效率和离合器性能,压缩机在出厂前必须对这几项性能进行严格的测试。
随着通信和控制技术的飞速发展,人们对动控制设备的信任和依赖越来越重,各种具有高速通信和准确高效的H 动控制设备广泛应用在各个行业和科学实验领域。
PLC就是在工业自动控制中涌现出来的“优秀”设备。
而PLC抗干扰能力强,体积小,方便安装于现场。
PLC 采用梯形图编程,程序简单直观,易于掌握。
实现控制功能丰富强大,安全乂可靠性高。
触摸屏作为-•种集主机与显示器于一体的计算机,具有很好的人机交流界面,编程简单,表达直观逼真,乂便于操作,性能可靠,非常适合于现场测试控制用。
将PLC和触摸屏的优势结合起来,开发出用于压缩机性能测试的测控系统。
空调器是国家强制性电器质量检测产品,为了完成符合国家标准的性能检测,必须建立一套相应的高精度的测试系统。
饮差法测试是重要的测试方法之一, 它不仅能对房间空调器的制冷能力和制热能力进行静态试验,还能进行动态性能的试验(包括风机性能测试),此外还可以针对房间空调器季节节能能效比(SEER) 进行测定间歇启/停状态下空调器的制冷量和输入功率的试验。
传统的炳差法测试台采用常规的继电器控制,手动的操作方法,电气线路乂复杂,操作乂不便。
以PLC为核心的控制系统实现测试过程的自动化.2压缩机设计Compressor Design2. 1活塞式制冷压缩机的工作原理目前在蒸发温度为-25〜T5°C、制冷量为0.2〜30kW的蒸气压缩机,大多仍是往复活塞式往复活塞式制冷压缩机的基本原理:压缩,排气,膨胀,吸气。
在新型活塞式制冷压缩机中,制冷剂蒸气的吸入和排出均在活塞的同一侧,且仅在活塞向上运动的压缩气体,称为逆流单作用活塞式制冷压缩机。
活塞在气缸中作往复运动,在气阀的配合下,使气缸.工作容积有序的增大和缩小,从而实现吸气,压缩排气等过程。
当活塞处于下止点时,气缸内充满了低压蒸气;在活塞开始向上移动时,气缸工作容积缩小,其压力逐渐上升,当其压力上升到比排气腔部压力稍高时,压缩过程结束。
活塞继续往上移动时•,蒸气压力足以克服阀片的弹力,而被打开,高压蒸气排出排气腔内;当活塞移动到上止点时•,排气也中止。
阀片靠弹力恢复原状,关闭阀门。
活塞继续下移时,吸气腔内蒸汽压力足以克服阀片弹力,阀片被打开,吸气开始,当活塞下移到下止点时,气缸内已充满了低压蒸气,完成了吸气过程。
如此往复,活塞在气缸内不断地连续往复运动,就实现了压缩机压缩并传送气体作用。
2. 2压缩机电机及启动PLC是由钛酸根加上稀土元素制成的,其特点是常温时阻值较小,只有数十欧,可以通过一•定的电流;电流产生的热量使温度升高,阻值增大,可达到数千欧;汽温度上升到一定温度后,阻值维持不变,次温度称为居里点。
由于这样的特性,PLC 就相半于一个开关,低电阻时相当于开关处于开的位置,高点阻时相当于开关处于关的位置。
利用PLC启动的电阻分相式电机及启动电路与重锤式启动继电器一样,PLC 申接在电机运转绕组上。
点击启动时,PLC为低电阻,接通启动绕组;随着电机的启动,PLC发热产生高阻,通过启动绕组的电流仅数百微安,相当于启动绕组被切断,电机正常运转;启动绕着的电流维持PLC的温度和高阻状态。
2. 3压缩机电机调速全封闭制冷压缩机电机的调速方法一两种,一•是交流电机变频调速,另一种是直流电机变压调速。
本设计采用变频调速,变频调速基本原理是交流点击的同步转速与电源频率有关,频率高则同步转速高,频率低则同步转速低。
而同步转速与异步转速直接相关,在额定使用条件下,异步转速是同步转速93%〜95%.因此改变频率就可以改变交流电机的转速。
改变频率是用变频器进行的,先将由电源来的交流电整流滤波,变成直流电,然后用晶闸管开关线路将交流电转变成三相交流电,共给压缩机电机。
2.4压缩机性能测试介绍压缩机是一种工业生产中广泛使用的机械设备。
这种机械依靠在气运动的活塞或作旋转运转的转子的作用,使吸入气体的体积缩小而提高压力,以满足生产需要。
这种产品的结构比较复杂,除机械、电气部分外,还有气、油、水等多种回路。
为了保证和提高压缩机的质量,对其性能进行测试是一个不可缺少的环节。
但是到目前为止,这项工作基本上是以手工为主进行的。
因此,工作效率低、劳动条件差,测试结果的可靠性、准确性也不高。
少数单位开发了自动测试系统, 不过,并没有很好地用上去,或者,测点少,功能不强。
本文提出一•种基于PLC 的自动测试系统方案。
3. 1 PLC模拟量控制在变频调速的应用PLC包括许多的特殊功能模块,而模拟量模块则是其中的一种。
它包括数模转换模块和模数转换模块。
例如数模转换模块可将一定的数字量转换成对应的模拟量(电压或电流)输出,这种转换具有较高的精度。
在设计一•个控制系统或对一个已有的设备进行改造时,常常会需要对电机的速度进行控制,利用PLC的模拟量控制模块的输出来对变频器实现速度控制则是 - •个经济而又简便的方法。
下面以三菱FX2N系列PLC为例进行说明。
同时选择FX2N-2DA模拟量模块作图3.1变频器进行速度控制的信号输出b O#16 #17保田保留输出数据当前值(8位数据)D/A低8位遍道1D/A通道2D/A 为对变频器进行速度控制的控制信号输出。
如图3.1所示控制系统采用具有两路模拟量输出的模块对两个变频器进行速度控制。
图3.2变频器控制动力部分,3. 2系统中PLC模拟量控制变频调速需要解决的主要问题(1)模拟量模块输出信号的选择通过对模拟量模块连接端子的选择,可以得到两种信号,o"ov或(T5V电压信号以及4〜20niA电流信号。
这里我们选择(T5V的电压信号进行控制。
(2)模拟量模块的增益及偏置调节模块的增益可设定为任意值。
然而,如果要得到最大12位的分辨率可使用0~4000。
如图3. 3,我们采用0~4000的数字量对应0~5V的电压输出。
当然,我们可对模块进行偏置调节,例如数字量0^4000对应4~20mA时。
(3)模拟景模块与PLC的通讯对于与FX2N系列PLC的连接编程主要包括不同通道数模转换的执行控制,数字控制量写入FX2N-2DA等等。
而最重要的则是对缓冲存储器(BFM)的设置。
通过对该模块的认识,BFM的定义如附表。
附表BFM的定义BFM 编号bl5-b8 b7-b3 b2 bl#0715数据保持转换开始转换开始#18或更大从附表中可以看出起作用的仅仅是BFM的#16、#17,而在程序中所需要做的则是根据实际需要给予BFM中的#16和#17赋予合适的值。
其中:#16为输出数据当前值。
«17:bO: 1改变成0时,通道2的D/A转换开始。
bl:l改变成0时,通道1的D/A转换开始4. 1系统的组成如图4.2所示,该测试系统由控制部分、显示部分和装置部分组成。