PLC在原料气压缩机控制系统中的运用探讨

詹晓婷　许群松

摘要：PLC控制系统有效结合了综合继电器控制技术与计算机控制技术，在实际应用中能够依据不同系统的特征来选择灵活使用，适应性较强。本文主要分析PLC在原料气压缩机控制系统中的应用，旨在提升压缩机运行的安全性。

关键词：压缩机；控制系统；PLC；防喘振控制

与传统的压缩机控制系统相比，PLC控制系统具有可靠性高、抗干扰能力强、操作简单等优点，因此，PLC控制系统得到了非常广泛的运用。本文对原料气压缩机PLC控制系统进行了简单的分析，并对其实际应用进行了简单的介绍。

一、PLC控制系统的构成

对于原料气压缩机设备，其监控系统主要是由系统主机可编程控制器和线性电源等构成，此外，还包括各个监测点的温度传感器等。

（1）主要功能

①温度检测和保护部分。这一部分的设备在运行过程中主要是对原料气压缩机内部的一二级排气温度一级分包温度等温度参数进行检测和控制，然后通过对应的超限声、光的报警装置对设备出现的问题进行反应。

②压力的监测保护功能。对于PLC控制系统，其能够对原料气压缩机内部的气压进行实时的检测，发现问题后将其反馈到控制系统核心，然后通过对应的处理系统来对其进行保护。然后是断水保护，原料气压缩机在运行的过程中，往往需要水来对其进行温度的控制，当出现断水问题后，设备的温度会在短时间内发生急剧的变化，而通过PLC控制系统能够对原料气压缩机的断水情况进行准确的检测，发现问题后及时对其进行报警操作，提高相关工作人员对设备进行加水操作，保护原料气压缩机的安全运行。

③电压和电流的检测。这一功能主要针对的是电动机带动的原料气压缩机，其能够对电动机运行过程中的电压和功率进行检测，并对原料气压缩机运行过程中的电压和功率变化进行几率，为相关生产企业提供对应的管理依据，提高企业的生产效率。

（2）PLC控制系统的特点

首先是PLC控制系统的主机，其采用的是进口设备，机器的整体稳定性较强，在使用的过程中不会受到其他设备的干扰，此外，该控制系统主要采用的是模块化结构，在管理时更加方便，加上变成语言的简单易懂，使PLC控制系统的应用较为简单。然后是一对一显示模式，在PLC控制系统中，每一个模块采用单一的仪表对其进行显示，这样避免了一个仪表显示多项数据可能造成的电磁干扰问题。此外，还有设备的性价比高，控制面板设计简单易懂等特点。

二、实际案例分析

本案例选择的是某化工企业研制的PLC控制系统在原料气压缩机中的应用，该系统在应用过程中具有较强的稳定性，且使用性能较强，能够满足当前我国大多数原料气压缩生产。在本次研究中，共使用了4台原料气压缩机，其中每两台设备的型号相同。在使用过程中，为了防止屏蔽线使用数量过多，提高设备的监测准确性，在使用的过程中将PLC监控系统安装在了原料气压缩机的隔音操作室内，然后通过传输线路将其和总线进行连接，实现对原料气压缩机的监控，保证设备的正常运行。下面是具体的应用分析：

（1）系统的结构分析

在本次所使用的监控系统中，核心部分采用的是$7-300系列的PLC，该型号的PLC系统增加了6个模拟输入模块以及1个32点开关量输入模块等，这样能够实现对原料气压缩机室内的4台设备的同时监控，在使用的过程中，PLC系统能够对4太设备的运行温度和电压等进行实时检测，然后根据环境的需求风量以及放空运行时间等来对原料气压缩机的运行模式进行控制，通过不同的模块控制能够实现对不同原料气压缩机的运行与否控制，从而保证环境内的风量较为稳定，降低了风量供应不稳定情况的出现，同时又能对原料气压缩机设备的空载状态进行控制。

（2）系统功能

①数据的采集和处理。现场的各种传感器设备，其能够将收集到的设备运行数据传输到模块中，然后实现PLc设备对原料气压缩机设备的各项参数监控。

②程序的控制功能。PLC控制系统在运行的过程中，各种控制信号能够通过监控设备的控制继电器到达设备的操作开关处，并对原料气压缩机进行对应的操作处理。

③超限报警功能。监控系统中的每一个模块中都有对应的警报功能，当设备的运行情况和传输的参数值达到了模块中设定的参数值时，往往会导致系统进行报警功能等。

（3）防喘振控制

喘振这一特点出现在压缩机中是一定的，因为这是作为透平机械类特有的，流量的速度缓慢（较低），气流脱离的现象就会出现在叶片中，促使振荡因出口管气和气流脉动两者之间的交替造成，这也就是喘振产生的主要原因。存在于压缩机中的轴承盒叶片会因为受到气流脉动、机内过高的温度等影响而难以难以正常运行，同时增幅震荡也随时有可能受到管网附属压力、机内气流以及流量脉动等外界因素的影响而出现，导致忽高忽低、倒流等现象形成，噪音也会随之产生，温度也会随之增高。

通过实验发现，PLC控制系统的应用能够有效的解决压缩机的喘振问题。PLC控制系统应用到压缩机控制系统中能够极大的将压缩机能耗降低，尽可能的减少不必要的能量损失。大多数情况下，在压缩机刚开始运行时，压缩机的负荷是最大的，经过檢测设备仪器将测得的数据传到PLC，通过PLC的计算来对变频器加以控制，就可以使变频器的输出频率得以提升，这样就会使压缩机的负荷增加，让设备在高负荷下工作。PLC将在压缩机工作的过程中开始扫描，结果会是运行前后压力差出现降低、压缩机流量会减少，变频器会发出控制信号，使电源降低频率，从而降低压缩机转速，达到降低压缩机运行负荷的目的。使压缩机不发生喘振，节约压缩机运行能耗。

近些年来，原料气压缩应用愈来愈广泛，与此同时，行业企业压缩机控制系统问题不断发生，严重影响了企业的效益以及发展前景，因此，为了更好的提高压缩机控制系统使用的稳定性和安全性，本文作者对PLC在原料气压缩机控制系统中的应用进行了简单的分析，并对其应用进行了实证论证。

（作者单位：沈阳鼓风机集团自动控制系统工程有限公司）