空压机控制系统自动化改造

周晓栋

摘要：在我们的日常生活中，空压机的使用十分普遍，其构造与常用的水泵基本一致。由于社会的不断进步，也对空压机控制系统提出了更多的挑战，最主要的就是对自动化控制方面的改造升级。根据有关标准，利用现在的网络技术，将压力值作为主要参考数据，通过技术手段实现空压机系统的自动化控制，下文就将对空压机进行改造升级的必要性以及有关措施进行阐述，以供读者参考。

关键词：空压机；控制系统；自动化；改造

引言：空压机被广泛应用于工业生产中，但生产的产品不同，对空压机的自动化控制也不尽相同。经过实践证明，使用空压机的时候，生产产品的差异主要来源于用气设备数量的不同。由此可见，空压机与用气设备之间有着重要的关联，倘若要想保证空压机的稳定运行，就要控制好用气设备的数量，避免不够负荷导致的不稳定运行，也避免由于超负荷造成的资源浪费。

1 为什么要进行空压机控制系统自动化改造

工业生产的过程中会受到多方面因素的影响，在使用空压机的时候也大多采用人工监督的方式，造成了劳动力的浪费。传统的三班倒模式就需要六个人搭档，两两一组监督空压机的运行状况。实际上，人工的监督方式也无法保证空压机运行的实时变化，对于空压机的故障也没有办法做到马上锁定故障部位，及时处理，因此，就需要对空压机控制系统进行自动化的改造升级工作。

要想提高空压机的工作效率，传统的人工监管方式是一定要改变的，通过自动化控制的改造升级，实现远程控制与实时监控，节省了大量的人力物力和财力，一人就可以对整个空压机的运行状态进行监管。同时，空压机的自动化控制也可以实现对故障的快速锁定和处理，节省了人工排查、处理故障的时间，保证了运行效率。另外，自动化控制实现了空压机与用气设备数量之间的调节，既满足了设备的正常运行也在一定程度了节约了能源^[1]。

对于空压机控制系统自动化的改造，要以设备的实际情况为基础，不同特点的设备有不同的改造办法。大致可以总结为以下这种情况：其一是加强人工控制的管理能力。就是对设备的控制系统进行改造时以人工控制为主，倘若出现紧急情况，人作为控制主体，有绝对的权限进行控制和处理，保证空压机的正常运行。其二是空压机之间的联动控制。对空压机进行智能化改造，使得各台空压机之间相互联系，共同受控，这样一旦出现管网压力变化的时候，就可以对空压机进行统一的控制，及时止损，保证企业的生产效益。其三就是远程控制。利用智能网络，实现每台空压机的远程控制，这样即使人不在空压机前也可以对其下达指令，实现远程控制，实现了对空压机的人工智能控制，保证空压机运行的自动化控制，这种改造方法自动化控制程度更高，也更加地稳定和可靠。

2 进行空压机控制系统自动化改造的办法

2.1 促进系统更加稳定地运行

因为空压机的特殊设计，使得其在运行中时常会出现一些问题。举个例子，在空压机正常运行的过程中，由于空压机突然发生跳闸的情况，干燥机随着压缩空气罐压力的下降而下降。过了不久之后，空压机开始正常运行，其压力也慢慢上升至标准值。然而，再去对干燥机进行检查的时候，却发现其压力值不但没有恢复，反而持续降低。经过检查，干燥机的气动阀门已经自己关闭，导致压缩空气不能自动进入。总结发生这种情况的原因就是设计的不当，使得空压机的压力降低到一定值的时候，气动致动器的扭矩不能启闭阀门^[2]。当空压机在正常工作之后，干燥机也没有办法正常运作，这是由于无法启动的阀门阻止了压缩空气的流通带来的动力能量。因此，可以在干燥机进口的主管道中抽取空气源，让其与原来的空气源通过一个小过滤器之后相结合，保证气动阀门的空气流通。以确保当系统出现压力下降的时候，空压机恢复正常运转之后，干燥器也能随之正常运转。针对这种情况还有一些其他的解决办法，例如，增加冷水箱容量并安装水位监测仪器、定期对空压机的冷却设备进行养护管理以及定期组织人员参加专业技术培训工作等等。

2.2 避免运行中设备出现故障

在日常的运行工作中，应对重点设备进行跟踪管理，对出现故障的设备重点检查，仔细分析。经常出现的故障点就是旁路阀，旁路阀的故障直接影响到空压机的运行效率，导致空压机的不稳定运行。究其原因有以下几方面的内容，其一是变频器和先导阀阀芯受到水和锈的侵蚀，变频器的气孔无法正常流通空气，或者是阀芯被污染物卡住，最终使得阀门无法正常开启和关闭。因此，要想提高空压机空气源的质量，可以采用316不锈钢管代替炭钢管，或者是在空压机空气源管上安装过滤器。其二是控制器使用过程中的故障。一般的空压机是通过马达电流对旁路阀进行控制的，如果当时的自然环境气温较高或者是冷却机出现冷却故障的时候，压缩空气的密度降低，电机输出变小，电机电流也会下降，这时候控制器就会本能反应是空气流量低。为了保证设备的正常运行，控制器就会自动打开旁路阀，使得压缩空气在空压机内流通，从而大大减少压缩机的外部空气供应。根据这种故障情况，就可以利用以下几种方法进行处理：对密闭冷却水系统加强监管、对冷却器以及冷却塔进行定期的养护管理工作、安装水位计对水位加强监管和确保冷却器的性能等。如果当自然环境气温较高或者设备出现故障的时候，可以改变旁路阀的开(关)点，保证空压机旁路阀的正常起闭。此外，升级设备也是一个十分有用的办法，通过控制器的升级改造，使得新控制器的输出指示更加人性化，有效化，这对于提高空压机的使用效率具有很大的帮助

^[3]。

2.3 保证压缩空气的品质

对于空压机来说，在冷却之后都会产生很多水汽，特别是在一些出海口地区，自然环境气温较高，空气湿度较大，使得空压机冷却之后的水汽也随之增加。正因为如此，气源系统任何部分的排放不平稳，都会导致压缩空气中水蒸气量大幅度增加，严重的甚至出现水流。这种情况出现的后果就是堵塞仪器，破坏润滑油，无形之中使得各部件的腐蚀速度加快。通过实践可知，利用SJK-800控制系统就能够有效解决出现的问题，保证压缩空气的品质^[4]。排水控制系统的关键部件就是SIEMENS微型PLC产品。这种产品的控制性能更加优化，对于排水的控制主要是利用软件进行自动控制，更加地稳定和可靠。另外，空压机还可以应用先进的网络系统，实现对空压机的人工智能化设置，提高工作效率。先进的网络控制系统使得系统控制更加有效化和人性化，系统能够根据环境的变化准确地对参数进行改变，保证压缩空气的品质。在对系统进行排水的时候，首先要经过过滤器，然后通过电磁阀排放，这就有效地避免了由于污染物堵塞电磁阀的情况出现。排水过滤器的结构设计合理，后期的养护管理回更加便捷。控制系统的各机组之间互不干涉，但是信息资源能够共同享有，这就在一定程度上保证了控制系统的综合性能，自动化控制程度更高，也更加地安全和可靠^[5]。

结束语

总而言之，利用先进的设备以及网络技术对于解决空压机与用气设备之间的关系问题具有十分重要的意义。通过对空压机控制系统的自动化改造，在很大程度上提高了空压机的工作效率，保证了工业生产的稳定性，无论是对于社会还是企业来说，都是进步的一大表现。

参考文献

[1]连静.基于S7-300PLC的污水处理自动控制系统[D].西安石油大学,2019.

[2]何莉,苏科舜,王宝,李电强.煤矿空压机群智能监控系统网络安全分区的设计[J].煤炭与化工,2018,4110:85-88.

[3]张福锋.李官集铁矿深部开采自动化系统研究[D].西安建筑科技大学,2018.

[4]谷艳亮.国泰发电公司电气控制系统改造分析[D].华北电力大学,2018.

[5]陈世杰.压风机房排污系统自动化应用改造[A].中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会、中国煤炭工业技术委员会信息化专家委员会.煤矿自动化与信息化——第27届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第8届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C].中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会、中国煤炭工业技术委员会信息化专家委员会:,2018:3.