【壓縮機網(wǎng)】空壓機集中監控系統通過(guò)對系統工作參數的實(shí)時(shí)監測與控制，對于保證系統正常工作，提高系統運行的可靠性與安全性，讓工作人員及時(shí)了解系統的工作狀況，以及對系統故障的早期預防和診斷等均具有重要意義。
空壓機監控系統設計的原則是：根據控制任務(wù)，在最大限度地滿(mǎn)足生產(chǎn)機械或生產(chǎn)工藝對電氣控制要求的前提下，使運行穩定，安全可靠，操作簡(jiǎn)單，維護方便。任何一個(gè)電氣控制系統所要完成的控制任務(wù)，都是為了滿(mǎn)足被控對象（生產(chǎn)控制設備、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、生產(chǎn)工藝過(guò)程等）提出的各種性能指標，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強度和危害程度，提升自動(dòng)化水平。因此，在設計控制系統時(shí)，需遵循一些基本點(diǎn)。
基本原則
首先，需要最大限度地滿(mǎn)足被控對象的各項性能指標/確?？刂葡到y的安全可靠/力求控制系統簡(jiǎn)單，易于維護/留有適當余量。
對于系統監控對象來(lái)說(shuō)，因為空壓機在長(cháng)期運行中，為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，空壓機必須連續安全正常運轉，而保證空壓機正常工作的主要因素有四個(gè)：即風(fēng)、油、水、電。
風(fēng)壓是空壓機工作的主要標志。風(fēng)壓過(guò)低，會(huì )影響生產(chǎn)，但風(fēng)壓過(guò)高，會(huì )增加電能消耗，如果風(fēng)壓超過(guò)空壓機設備的受壓能力，就會(huì )發(fā)生爆炸事故。所以，風(fēng)壓應控制在規定的范圍內。
潤滑油是保證空壓機正常運轉的重要因素。如果潤滑油量不夠或油質(zhì)不好，就會(huì )使空壓機各個(gè)潤滑部位的摩擦溫度升高，甚至造成機件過(guò)熱而發(fā)生事故，致使機器無(wú)法繼續運轉。所以，要經(jīng)常檢查油壓及其各部分的潤滑情況。
冷卻水是水冷式空壓機不可缺少的一種介質(zhì)。如果冷卻水量供應不足或中斷，就會(huì )使氣缸溫度顯著(zhù)升高，致使潤滑油汽化燒焦，與高溫壓縮空氣相接觸而發(fā)生爆炸的危險；同時(shí)，空壓機冷卻不良，就會(huì )增大功耗，降低生產(chǎn)效率。所以，要經(jīng)常檢查冷卻水的流動(dòng)情況、水溫和水位等工作參數。
電是空壓機的動(dòng)力。電氣設備如果維護不好，發(fā)生故障，就會(huì )使機器無(wú)法運轉。所以，要經(jīng)常檢查電器的工作情況，注意電流、電壓的數值和電動(dòng)機的溫度等。
設計方案的比較
以PC機為控制核心的監控系統
以PC機為核心的監控系統在中小型應用中占有較大比例，由于其結構簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、技術(shù)開(kāi)放，并且擁有極為豐富的應用軟件資源，從而深得開(kāi)發(fā)人員的青睞。此類(lèi)監控系統的特點(diǎn)是，輸入輸出裝置制作為板卡形式，并將板卡直接與PC機的系統總線(xiàn)相連，即直接插在計算機主機的擴展槽上。
以單片機為控制核心的監控系統
這種控制方式應用也比較多，是因為單片機應用比較靈活、功能強、響應速度快、硬件體積小、重量輕。但是采用單片機來(lái)控制，還有許多不足之處。首先，需要自己設計各種檢測和控制電路，系統開(kāi)發(fā)周期較長(cháng)；其次，單片機本身的抗干擾性能較差，如果用于工業(yè)控制，要求具有較高的硬件和軟件設計水平，需要采用大量的硬件、軟件方面的抗干擾措施，才能保證系統長(cháng)期穩定可靠的運行；最后，單片機電路非模塊化結構，故障查找比較困難，給維護工作帶來(lái)很多不便。
以PLC為控制核心的監控系統
可編程邏輯控制器是一種成熟的工業(yè)控制器，它以微處理器為核心，是微機技術(shù)與繼電器常規控制概念相結合的產(chǎn)物，主要應用于工業(yè)控制。以PLC為控制核心的監控系統，是將空壓機的參數信息經(jīng)各類(lèi)傳感器或變送器轉換成標準信號或數字邏輯信號后再進(jìn)入PLC。從價(jià)格來(lái)說(shuō)，對于低端應用，PLC比單片機的價(jià)格要貴，但比起PC機，則具有較好的性?xún)r(jià)比。
PLC相比單片機和PC機的優(yōu)點(diǎn)：
1.可靠、安全
PLC的可靠性特別高，抗干擾能力強，能適應各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。PLC采用光電耦合隔離及各種濾波方法，有效地防止了干擾信號的進(jìn)入。內部采用電磁屏蔽，可防止輻射干擾。電源使用開(kāi)關(guān)電源，防止了引入電源干擾。PLC的平均無(wú)故障時(shí)間達到數萬(wàn)小時(shí)以上。
2.采用模塊化結構，硬件配套齊全，用戶(hù)使用靈活方便
PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用，用戶(hù)能靈活方便地進(jìn)行系統配置，組成不同功能和不同規模的系統。硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶(hù)程序，方便快速地適應工藝條件的變化。
3.系統設計、安裝和調試工作量少
PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝和接線(xiàn)工作量大大減少。PLC程序的模擬調試簡(jiǎn)單，在現場(chǎng)統一調試過(guò)程中發(fā)現的問(wèn)題，一般可通過(guò)修改程序就可解決。
4.維護方便
PLC的故障率低，且具有完善的自診斷和顯示功能。
5.PLC控制與繼電器控制的不同之處
?。?）控制邏輯
繼電器控制邏輯采用硬接線(xiàn)邏輯，由繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合成控制邏輯，其接線(xiàn)多而復雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統構成后，想再改動(dòng)或增加功能很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)數目有限，靈活性和擴展性差。而PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，故稱(chēng)為“軟接線(xiàn)”，其接線(xiàn)少，體積小。因此，靈活性和擴展性都很好。除此之外，PLC由中大規模集成電路組成，功耗小。
?。?）工作方式
電源接通時(shí)，繼電器控制線(xiàn)路中各繼電器同時(shí)都處于受控狀態(tài)，它屬于并聯(lián)工作方式。而PLC的控制邏輯中，各內部器件都處于周期性循環(huán)掃描中，屬于串聯(lián)工作方式。
?。?）可靠性和可維護性
繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點(diǎn)，連線(xiàn)多，觸點(diǎn)開(kāi)閉時(shí)會(huì )受到電弧的損壞，并有機械磨損，壽命短。因此，可靠性和可維護性差。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導體電路來(lái)完成，體積小、壽命長(cháng)、可靠性高。PLC還配有自檢和監督功能，能檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員，還能動(dòng)態(tài)地監視控制程序的執行情況，為現場(chǎng)調試和維護提供了方便。
?。?）控制速度
繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機械動(dòng)作實(shí)現控制，工作頻率低，觸點(diǎn)的開(kāi)閉動(dòng)作一般在幾十毫秒的數量級。另外，機械觸點(diǎn)還會(huì )出現抖動(dòng)問(wèn)題。而PLC是由程序指令控制半導體電路來(lái)實(shí)現控制，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快，一般一條用戶(hù)指令的執行時(shí)間在數量級，且不會(huì )出現抖動(dòng)。
?。?）定時(shí)控制
繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。一般來(lái)說(shuō)，時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，且易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調整時(shí)間困難等問(wèn)題。PLC使用半導體集成電路做定時(shí)器，精度高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，定時(shí)范圍一般從0.001s到若干天或更長(cháng)。用戶(hù)可根據需要在程序中設置定時(shí)值，然后由軟件來(lái)控制定時(shí)時(shí)間。
作為一個(gè)監控系統，首先，必須具有適合該工業(yè)現場(chǎng)的硬件結構，在硬件方面具有較高的可靠性和穩定性；其次，系統實(shí)時(shí)性好，能夠準確監測和快速傳輸，保證現場(chǎng)數據采集的完整性和準確性；最后，具備數據和報警記錄功能，可根據數據的變化趨勢對實(shí)際生產(chǎn)狀況進(jìn)行分析和診斷。綜上，在條件許可的情況下，采用PLC組態(tài)軟件組成的集中監控系統是相對可靠與安全的。
結束語(yǔ)
空壓機集中監控系統通過(guò)對系統工作參數的實(shí)時(shí)監測與控制，對于保證系統正常工作，提高系統運行的可靠性，讓工作人員及時(shí)了解系統工作狀況，以便及時(shí)對系統故障做出早期預防和診斷。
空壓機監控系統設計的原則是：根據控制任務(wù)，在最大限度地滿(mǎn)足生產(chǎn)機械或生產(chǎn)工藝對電氣控制要求的前提下，使運行穩定，安全可靠，操作簡(jiǎn)單，維護方便。任何一個(gè)電氣控制系統所要完成的控制任務(wù)，都是為了滿(mǎn)足被控對象（生產(chǎn)控制設備、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、生產(chǎn)工藝過(guò)程等）提出的各種性能指標，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強度和危害程度，提升自動(dòng)化水平。因此，在設計控制系統時(shí)，需遵循一些基本點(diǎn)。
基本原則
首先，需要最大限度地滿(mǎn)足被控對象的各項性能指標/確?？刂葡到y的安全可靠/力求控制系統簡(jiǎn)單，易于維護/留有適當余量。
對于系統監控對象來(lái)說(shuō)，因為空壓機在長(cháng)期運行中，為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，空壓機必須連續安全正常運轉，而保證空壓機正常工作的主要因素有四個(gè)：即風(fēng)、油、水、電。
風(fēng)壓是空壓機工作的主要標志。風(fēng)壓過(guò)低，會(huì )影響生產(chǎn)，但風(fēng)壓過(guò)高，會(huì )增加電能消耗，如果風(fēng)壓超過(guò)空壓機設備的受壓能力，就會(huì )發(fā)生爆炸事故。所以，風(fēng)壓應控制在規定的范圍內。
潤滑油是保證空壓機正常運轉的重要因素。如果潤滑油量不夠或油質(zhì)不好，就會(huì )使空壓機各個(gè)潤滑部位的摩擦溫度升高，甚至造成機件過(guò)熱而發(fā)生事故，致使機器無(wú)法繼續運轉。所以，要經(jīng)常檢查油壓及其各部分的潤滑情況。
冷卻水是水冷式空壓機不可缺少的一種介質(zhì)。如果冷卻水量供應不足或中斷，就會(huì )使氣缸溫度顯著(zhù)升高，致使潤滑油汽化燒焦，與高溫壓縮空氣相接觸而發(fā)生爆炸的危險；同時(shí)，空壓機冷卻不良，就會(huì )增大功耗，降低生產(chǎn)效率。所以，要經(jīng)常檢查冷卻水的流動(dòng)情況、水溫和水位等工作參數。
電是空壓機的動(dòng)力。電氣設備如果維護不好，發(fā)生故障，就會(huì )使機器無(wú)法運轉。所以，要經(jīng)常檢查電器的工作情況，注意電流、電壓的數值和電動(dòng)機的溫度等。
設計方案的比較
以PC機為控制核心的監控系統
以PC機為核心的監控系統在中小型應用中占有較大比例，由于其結構簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、技術(shù)開(kāi)放，并且擁有極為豐富的應用軟件資源，從而深得開(kāi)發(fā)人員的青睞。此類(lèi)監控系統的特點(diǎn)是，輸入輸出裝置制作為板卡形式，并將板卡直接與PC機的系統總線(xiàn)相連，即直接插在計算機主機的擴展槽上。
以單片機為控制核心的監控系統
這種控制方式應用也比較多，是因為單片機應用比較靈活、功能強、響應速度快、硬件體積小、重量輕。但是采用單片機來(lái)控制，還有許多不足之處。首先，需要自己設計各種檢測和控制電路，系統開(kāi)發(fā)周期較長(cháng)；其次，單片機本身的抗干擾性能較差，如果用于工業(yè)控制，要求具有較高的硬件和軟件設計水平，需要采用大量的硬件、軟件方面的抗干擾措施，才能保證系統長(cháng)期穩定可靠的運行；最后，單片機電路非模塊化結構，故障查找比較困難，給維護工作帶來(lái)很多不便。
以PLC為控制核心的監控系統
可編程邏輯控制器是一種成熟的工業(yè)控制器，它以微處理器為核心，是微機技術(shù)與繼電器常規控制概念相結合的產(chǎn)物，主要應用于工業(yè)控制。以PLC為控制核心的監控系統，是將空壓機的參數信息經(jīng)各類(lèi)傳感器或變送器轉換成標準信號或數字邏輯信號后再進(jìn)入PLC。從價(jià)格來(lái)說(shuō)，對于低端應用，PLC比單片機的價(jià)格要貴，但比起PC機，則具有較好的性?xún)r(jià)比。
PLC相比單片機和PC機的優(yōu)點(diǎn)：
1.可靠、安全
PLC的可靠性特別高，抗干擾能力強，能適應各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。PLC采用光電耦合隔離及各種濾波方法，有效地防止了干擾信號的進(jìn)入。內部采用電磁屏蔽，可防止輻射干擾。電源使用開(kāi)關(guān)電源，防止了引入電源干擾。PLC的平均無(wú)故障時(shí)間達到數萬(wàn)小時(shí)以上。
2.采用模塊化結構，硬件配套齊全，用戶(hù)使用靈活方便
PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用，用戶(hù)能靈活方便地進(jìn)行系統配置，組成不同功能和不同規模的系統。硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶(hù)程序，方便快速地適應工藝條件的變化。
3.系統設計、安裝和調試工作量少
PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝和接線(xiàn)工作量大大減少。PLC程序的模擬調試簡(jiǎn)單，在現場(chǎng)統一調試過(guò)程中發(fā)現的問(wèn)題，一般可通過(guò)修改程序就可解決。
4.維護方便
PLC的故障率低，且具有完善的自診斷和顯示功能。
5.PLC控制與繼電器控制的不同之處
?。?）控制邏輯
繼電器控制邏輯采用硬接線(xiàn)邏輯，由繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合成控制邏輯，其接線(xiàn)多而復雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統構成后，想再改動(dòng)或增加功能很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)數目有限，靈活性和擴展性差。而PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，故稱(chēng)為“軟接線(xiàn)”，其接線(xiàn)少，體積小。因此，靈活性和擴展性都很好。除此之外，PLC由中大規模集成電路組成，功耗小。
?。?）工作方式
電源接通時(shí)，繼電器控制線(xiàn)路中各繼電器同時(shí)都處于受控狀態(tài)，它屬于并聯(lián)工作方式。而PLC的控制邏輯中，各內部器件都處于周期性循環(huán)掃描中，屬于串聯(lián)工作方式。
?。?）可靠性和可維護性
繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點(diǎn)，連線(xiàn)多，觸點(diǎn)開(kāi)閉時(shí)會(huì )受到電弧的損壞，并有機械磨損，壽命短。因此，可靠性和可維護性差。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導體電路來(lái)完成，體積小、壽命長(cháng)、可靠性高。PLC還配有自檢和監督功能，能檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員，還能動(dòng)態(tài)地監視控制程序的執行情況，為現場(chǎng)調試和維護提供了方便。
?。?）控制速度
繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機械動(dòng)作實(shí)現控制，工作頻率低，觸點(diǎn)的開(kāi)閉動(dòng)作一般在幾十毫秒的數量級。另外，機械觸點(diǎn)還會(huì )出現抖動(dòng)問(wèn)題。而PLC是由程序指令控制半導體電路來(lái)實(shí)現控制，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快，一般一條用戶(hù)指令的執行時(shí)間在數量級，且不會(huì )出現抖動(dòng)。
?。?）定時(shí)控制
繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。一般來(lái)說(shuō)，時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，且易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調整時(shí)間困難等問(wèn)題。PLC使用半導體集成電路做定時(shí)器，精度高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，定時(shí)范圍一般從0.001s到若干天或更長(cháng)。用戶(hù)可根據需要在程序中設置定時(shí)值，然后由軟件來(lái)控制定時(shí)時(shí)間。
作為一個(gè)監控系統，首先，必須具有適合該工業(yè)現場(chǎng)的硬件結構，在硬件方面具有較高的可靠性和穩定性；其次，系統實(shí)時(shí)性好，能夠準確監測和快速傳輸，保證現場(chǎng)數據采集的完整性和準確性；最后，具備數據和報警記錄功能，可根據數據的變化趨勢對實(shí)際生產(chǎn)狀況進(jìn)行分析和診斷。綜上，在條件許可的情況下，采用PLC組態(tài)軟件組成的集中監控系統是相對可靠與安全的。
結束語(yǔ)
空壓機集中監控系統通過(guò)對系統工作參數的實(shí)時(shí)監測與控制，對于保證系統正常工作，提高系統運行的可靠性，讓工作人員及時(shí)了解系統工作狀況，以便及時(shí)對系統故障做出早期預防和診斷。
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