有关空气压缩机自动控制技术的分析

陈才方

摘要：空气压缩机的整体供气系统是由储气罐、连接管道和阀门等设备组成的，在供气系统中还需要安装冷却系统、仪表空气系统，同时使用计算机控制系统来提高整个供气系统的运行效率。完善的供气系统能满足主体单位生产一线不同压力、不同负荷气源的供气要求，且能够保障供气品质，提供稳定的气源；智能化的供气系统还能实现供气流量的自由调节与控制。本文对空气压缩机自动控制技术进行分析。

关键词：空气压缩机；自动控制技术；系统功能

1空气压缩机自动控制系统构成

1.1空气压缩机器的工作原理

现阶段，大部分企业使用的空气压缩机常为离心式的压缩机，根据压缩机的实际压缩能力，可以将其分成三个不同的等级：一级压缩主要是指空气压缩机自动控制系统接通电源之后，叶轮可以进行长时间、持续的转动措施，并将空气经过过滤网过滤到一级对应的压缩腔中；二级压缩是指空气在离心机设备中，被机器甩进下一级别的腔壁中，并经过腔壁孔进入到对应的二级压缩腔内；三级压缩主要是指空气经过压缩腔壁的压力后，可以进入到对应的三级压腔中。空气通过设备对其进行的一级压缩、二级压缩和三级压缩之后，可以在压力的作用下进入储气罐中，最终投入到实际生产中。

1.2硬件系统

在选用空气压缩机自动控制的主机时，主要考虑的因素是运行速度和可靠性。基于此，将酷睿2 CPU、4G内存等作为主机设备，并遵循标准的Modbus通讯协议，将空压机的单片机作为现场控制机。通过现场数据总线，确保在较长距离通讯范围内的通讯信号流畅。在总控制室接收通讯信号并经由ADAM转换器转换，最终经过RS232总线进入主机。

1.3软件系统

Windows7是控制系统中主要的软件平台系统，同时辅以GE公司的IFIX组态软件。该软件是一个全集成式工业自动化实时监控软件（Fully Integrated Control System），具有高效性和实用性，是真正的分布式网络处理系统。不仅可以实现不同种类软硬平台的联接，而且能实现网络上各点之间的透明访问。其可为用户提供更加方便快捷的数据采集与监控平台，大大提高了数据处理效率。

2监控系统的功能

2.1显示功能

空气压缩机的流程在自动化监控系统下主要以图形方式呈现，且能够将实时工况和运行状态转化成动态监控图，设备的实时运行数据也相应的显示在图形对应位置上。上述监控系统的显示功能为管理、操作人员提供了具体的空气压缩机的运行情况，便于观察和管理。

2.2实时报警功能

空气通过压缩机器产生的振动、油压、油温以及实际温度超过预定的报警限值之后，空气压缩机器的实时报警系统就会发出声音或者闪烁指示灯，让其发出警报提醒工作人员及时对其进行处理。

2.3数据库功能

空气压缩机实际运行的过程中，会产生相关的数据信息内容，且监控系统可以实现数据的自动化收集以及整理工作。空气压缩机器自动化控制技术通过在监控系统中制定实时的数据库收集信息，可以对整个系统的数据信息展开分析处理工作。此外，监控系统和数据库的融合，充分展现出数据信息的时效性，并完整记录数据内容，方便工作人员对其展开实际的工作处理。

2.4工况自动切换功能

监控系统中的工况自动切换工程能确保设备在安全状态下运行，人工自动切换功能需要设定好压力临界值，当系统压力超过临界值则自动实现加载工况向卸载工况的转变。若系统压力小于临界值的84%，则自动实现卸载工况向加载工况的转变。工况切换功能的作用在于使系统压力保持稳定，避免安全事故发生，且可一定程度上将维修费用和维护工作量降低到一定水平。

2.5设备远程操作与管理

监控系统还可以和远程操作系统相结合实现对空气压缩机的启动和停止控制，监控系统要对设备的累计运行时间进行记录，以实现设备间的交替运行，确保设备处于合理的工作范围内，以延长设备使用寿命。

2.6组态设计

监控系统还结合图形工具实现组态设计。系统中的Draw中含有大量图形对象，在基本图形的基础上插入外部位图，经组态设计将空气压缩机的总流程图和各台空气压缩机的画面还原设计出来。用不同的颜色标记总流程图以区分各台压缩机的运转和停止状态，此外还将几个关键监控数据点的实时值标记出来。借助计算机操作实现总空气压缩机图和各个单台空气压缩机画面的转换。空气压缩机的总流程图可清楚地将空气压缩机的设备、管道、阀门的连接情况和运行原理显示出来，静态画面对应的是未启动的系统。若系统投入运行，则会显示出设备的运行状态，主要表现出设备启停、阀门开度以及不断流动的管道内的介质。设备一旦投入运行，操作人员做好温度、压力、振动和润滑油温度等实时数据的记录，系统能用实时曲线表示数据。一般情况下，若产生警报则会伴随声音报警和指示灯闪烁，在设备上可见警报提示框和故障类型判别框，操作人员要在确认报警后及时进行故障排除。

由上述功能以及在工程中应用空气压缩机自动控制技术的实践可知，其中的关键技术在于利用IFIX组态软件实时监测空压机的电压、电流、温度、振动等信息，避免出现安全、生产事故。此外，还在于如何高效协调空气压缩机工况的自动切换、远程操作与智能管理，以确保空气压缩机在最优状态下运行。

3空气压缩自动化系统的节能分析

随着我国科学技术的不断发展，压缩空气技术被广泛应用于工业生产中，且在工业的使用范围也逐渐扩大，对整个集团的动力保障供应也提出了更高的要求。随着工业制造行业的产量逐渐增多，越来越多的空气压缩机器被应用于各个行业中，例如冶金、食品、药品、纺织、交通等行业，都被广泛使用。但是，由于空气压缩机器在对空气进行压缩的过程中，会消耗较多的能源物质，且空气压缩自动化系统也是对压缩机器进行改造工作之后，最终实现节能以及自动化的效果。将空气压缩自动化系统应用于各个行业中，可以实现节约能源的目的，其大约可以节约10%～40%左右的能源，并降低工业生产的成本，提高企业的经济效益。与此同时，空气压缩机器所具有的节能效率，可以降低空气压缩机器使用的空气量以及消耗的电量。空气压缩机器的综合节能效果要比其他的空气压缩机好一些，使用数据曲线的方法将电流、电压以及频率记录，可以对空气压缩的实际运行进行直接的监督管理。同时，空气压缩自动化系统的动力比较高。该系统中存在的闭环控制体系可以实现有效以及自动化的转变，并根据客户的实际需求编辑运行的程序，同时对多个机器进行监督管理工作，显著节省运行压缩过程中需要消耗的资源以及能量。由此可见，将空气压缩自动化系统应用于工业生产过程中，不仅可以节省更多的能量以及资源，帮助企业实现节约的目的，还能进行高效的人机互动操作，从而提升工业生产的效率。

4结束语

综上所述，空气压缩机自动控制技术的投入使用大大节约了人力投入，强化了人员职责分工，且该设备操作更简便、运行更稳定，能获得直观的监控过程，有效地降低了劳动强度。在应用空气压缩机自动控制技术时，要以空气压缩机组的工作原理为基础，充分了解其硬件系统和软件系统构成，并掌握空气压缩机组自动控制技术监控系统功能，控制好每一个关键环节，确保获得良好的经济效益和社会效益。各行业人员必须加强对空气压缩机自动控制技术的应用研究，为空气压缩机设备的可持续发展提供支持。

参考文献：

[1]空气压缩机联动控制和故障诊断报警系统的分析[J].潘高峰.机械管理开发.2020(04)

[2]空气状态对空气压缩机能耗影响分析[J].冯一波,马强,王雷,王建海,林日亿.石油石化节能.2018(06)

作者简介：

陈才方（1985.12.1），性别：男；籍贯：贵州习水；民族：汉；学历：本科；职称：工程师：职务：副部长：研究方向：工业气体及其设备；单位 ：中国振华电子集团新天动力有限公司； 邮编：550018