空压机联调联控系统设计与实施

史伟龙

摘 要： 空压站作为企业用电大户，是企业生产的关键供能单位，针对存在多台空压机的空压站，利用自动化与信息化技术，提高空压站运行与管理水平成为必然。该系统利用通讯技术，将14台空压机组成供风网络;利用自动化技术，实现空压机自动控制;利用信息化技术，实现空压站管理信息化、可视化，具有极大的实用价值与推广价值。

关键词：空压站;联调联控;自动化;信息化

引言

空压机作为企业压缩空气供给的主要设备，具有单机功率大、使用率高、品牌多样等特点。常见40m?空压机功率在200KW以上，在企业内部属于用能大户，这就要求企业对其进行更加合理的使用，有力保障企业生产。

为保证供风质量，节约空压站运行成本，降低运行人员劳动强度，提高工作效率，最大限度的节约宝贵能源，延长空压机的使用寿命，提升空压站的自动化、信息化水平[1]，对存在多台空压机的空压站进行整体供风系统设计并实现在线监测[2][3]，以满足生产需要成为必然。

该系统选择配备14台螺杆空压机的空压站进行集中监控改造，其中40m?英格索兰M200空压机5台，20m?英格索兰RS110空压机1台，40m?中电振华空压机6台，40m?柳州富达空压机2台，共计14台空压机进行联调联控，保障该空压站供风压力稳定持续，有力保障企业生产。

1系统设计与开发

1.1设计原理

英格索兰M200空压机采用英格索兰早期版本控制器，支持Modbus-RTU通信协议，英格索兰RS110空压机采用新版Modbus-RTU通信协议，经现场测试，两个版本的英格索兰Modbus-RTU协议存在冲突，在同一总线下通讯存在数据包冲突问题，数据采集丢包率较高，无法在同一总线下稳定通讯。

中电振华与柳州富达品牌的空压机均采用西门子S7-200PLC控制器作为控制单元，该控制器支持西门子标准PPI协议，配置单台空压机通讯站号之后即可通过RS485总线方式进行空压机远程控制。

同时，为控制空压站出口压力，需要在供风出口安装压力传感器1个，考虑普通模拟信号压力传感器传输距离局限与干扰问题，采用RS485通讯型传感器。

在空压站现场，配置集中控制柜，可以实现空压机就地控制、数据采集、报警提示、系统设置等功能，满足现场操作人员操作需要。在值班室，配备上位机1台，可实现集中控制柜全部功能，并增加实时数据、历史数据、实时曲线、历史曲线、事件查询与记录、供风系统图示等功能，满足值班人员与管理人员需要。同时预留以太网接口，供系统后期接入企业局域网使用。

1.2系统组建

1.2.2系统组建

按照设计原理与设备选型，对空压机进行总线布设与站号配置，对空压机进行标识与远程控制功能设置，将系统参数进行标准化与参数测试、通讯状态测试，进行整个采集系统实施，并按照加载时间与人工循环模式进行控制流程设计，如图1所示。

1.2.1设备选型

PLC在工業控制中具有稳定、可靠、易于维护的特点，采用PLC作为运算核心，进行空压机运行顺序计算、运行数据设置、空压机启停控制等功能;触摸屏具有稳定、可靠、功能丰富的特点，选用触摸屏作为本地人机交互平台;力控软件在小规模自动控制系统中应用比较普遍，上位机选用力控软件作为平台开发上位组态系统，并进行报表等管理功能的实现，选择相应类型的设备进行系统整体搭建，设备型号如表1所示。

1.2.3就地控制系统设计

按照设计原理图与控制流程设计图，设计就地控制系统，实现空压机就地控制、数据采集、报警提示、系统设置等功能。

1.2.4上位机设计

按照控制需要，上位机在就地控制系统功能基础上，设计了报表查询、实时曲线、历史曲线、事件查询、报警查询、用户管理等功能，并预留网络接口，以便于用户将系统接入内部局域网，实现远程管理与站房无人值守，实现企业站房信息化管理，控制功能如图2所示。

2系统特点

该系统的构建与实施，相对常见的空压站管理，具有以下特点;

（1）自动化程度高：空压机启动与停止按照自动程序进行，无需人工手动启停空压机;

（2）信息化水平高：实现了空压机运行过程记录与分析，形成了空压机运行数据报表与曲线，便于管理人员进行分析，有利于提高空压机利用率，降低空压机卸载率;

（3）劳动强度低：操作人员只需进行定期巡检与抽查，即可完成空压站日常运行工作，大大降低了人员劳动强度;

（4）供风质量高：通过自动控制算法，实施调节空压机投入机组，保证供风量始终满足用户需求，大大提高了供风质量;

（5）拓展方便：系统预留了网络接口，可以接入公司内部局域网，便于管理人员远程配置与管理。

3结束语

该系统解决了存在多台空压机的空压站只能人工控制的问题，围绕供风质量与空压站管理这一核心问题，将空压机运行、空压站管理、供风质量问题有机结合了起来，实现了空压站运行管理自动化与信息化，有力支撑了企业节能降耗、减员增效需求，形成了一套简单实用的空压站运维系统，具有良好的推广价值和广阔地应用空间。

参考文献：

[1]秦勇，王荣华，张振生.空压机节能控制系统的数字与智能化应用研究[J].中国设备工程，2021（15）：36-37.

[2]赵德超.空压机自动控制系统及补压补风装置的研究与应用[J].河南科技，2021，40（12）：84-86.

[3]刘龙，王广兵，赵永国，祝传卫，周长伟.基于空压机实时监测的自动化无人监管系统在电厂应用研究[J].黑龙江电力，2021，43（02）：182-185.