螺桿空壓機控制系統(tǒng)一體化解決方案
一、常用系統(tǒng)介紹
螺桿式空壓機以其高效率、易損件少、維修簡單、體積小、噪音低、無振動、長時間連續(xù)運行等優(yōu)點已為廣大用戶所接受。目前我國工業(yè)用通用氣體壓縮機目前正經(jīng)歷著由螺桿式空壓機取代活塞式壓縮機的產(chǎn)業(yè)升級過程。而變頻器驅(qū)動的螺桿式空壓機具有輸出壓力穩(wěn)定，節(jié)能效果明顯，更成為螺桿空壓機的一枝新秀。
1.1、單變頻驅(qū)動系統(tǒng)
主電機由MD320系列變頻器驅(qū)動，通過改變變頻器的輸出頻率，即可調(diào)節(jié)壓縮機的排氣壓力。檢測實際排氣壓力，根據(jù)設(shè)定的排氣壓力，進行PID計算后，實時調(diào)整變頻器的運行頻率，使得實際排氣壓力準確地保持在設(shè)定壓力的水平。當用戶耗氣量減少，在下限頻率運行超過一定時間，會令空壓機系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)，變頻器停止運轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)節(jié)能，減少磨損。
根據(jù)檢測的排氣溫度，控制散熱風(fēng)機的啟停，使溫度保持在設(shè)定的溫度范圍。
ACC－F與MD320變頻器之間采用RS485雙絞線進行通訊連接。變頻器運行所需的部分功能碼由配件設(shè)定完成。
1.2、純工頻驅(qū)動系統(tǒng)的典型應(yīng)用系統(tǒng)
在工頻驅(qū)動的螺桿空壓機系統(tǒng)中，運行時螺桿機頭和主電機一直保持運轉(zhuǎn)，排氣壓力由螺桿機頭前部的進氣閥開啟或關(guān)閉進行調(diào)節(jié)。ACC－L空壓機根據(jù)檢測實際排氣壓力，與用戶設(shè)定的“加載壓力”及“卸載壓力”值進行比較，當其低于設(shè)定的加載壓力時，打開進氣閥作加載運行；當其高于設(shè)定的卸載壓力時，關(guān)閉進氣閥作卸載運行，使得空壓機的輸出壓力介于加載壓力與卸載壓力之間。
為減小電機啟動時的沖擊電流，當電機容量較大時，一般采用Y－△型啟動方式，每次啟動時，先令Y型接線的接觸器閉合，進行Y型啟動，持續(xù)一定時間（“Y型啟動時間”）后，斷開Y型接觸器，再閉合△型接觸器，切換為正常運行接線。此后再經(jīng)過“加載延遲”時間后，才打開進氣閥，壓縮機進入排氣運行狀態(tài)。這種處理方式可使得啟動過程對電網(wǎng)的沖擊更小，可減小電機的發(fā)熱。當用戶耗氣量減少，卸載運行超過一定時間，會令空壓機系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)，電機停止運轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)節(jié)能，減少磨損。
ACC－L同時根據(jù)檢測到的排氣溫度，開啟關(guān)閉風(fēng)機，使得機頭溫度保持在設(shè)定的溫度范圍區(qū)間?？諌簷C系統(tǒng)的保護均由完成。
1.3、雙變頻驅(qū)動空壓機系統(tǒng)
這是大功率變頻驅(qū)動的空壓機系統(tǒng)的驅(qū)動方式，采用ACC－F和兩臺MD320系列變頻器分別進行主電機和風(fēng)機的驅(qū)動。ACC－F檢測實際排氣壓力，根據(jù)設(shè)定的排氣壓力，進行PID計算后，實時調(diào)整變頻器的運行頻率，使得實際排氣壓力準確地保持在設(shè)定壓力的水平。散熱風(fēng)機是根據(jù)機頭溫度，也進行PID運算后連續(xù)調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，使得壓縮機頭的溫度準確的維持在設(shè)定的溫度點，讓空壓機的潤滑油保持適當效果。ACC－F與主機及風(fēng)機的兩臺MD320變頻器之間采用RS485雙絞線進行通訊連接。
1.4、變頻與工頻兼容的驅(qū)動系統(tǒng)
采用這種接線方式的空壓機系統(tǒng)，正常運行時工作于變頻模式，當需要檢修變頻器時，可將空壓機系統(tǒng)切換為工頻驅(qū)動方式，本空壓機控制系統(tǒng)具有高性能和高可靠性的特點。
分別改變連接于ACC-F信號輸入端的驅(qū)動模式開關(guān)狀態(tài)，方便地選擇空壓機系統(tǒng)主電機或風(fēng)機的驅(qū)動工作模式。
變頻驅(qū)動方式下，采用PID運算調(diào)節(jié)主變頻器的頻率來穩(wěn)定排氣壓力。切換為工頻驅(qū)動方式后，將通過開啟或關(guān)閉進氣閥來進行排氣壓力的調(diào)節(jié)。
風(fēng)機的驅(qū)動也可選擇變頻方式或工頻方式。若設(shè)置為風(fēng)機變頻控制方式，根據(jù)設(shè)定的溫度與當前機頭溫度，進行PID運算后連續(xù)調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，使得壓縮機頭的溫度準確的維持在設(shè)定的溫度點，讓空壓機的潤滑油保持平衡效果。若設(shè)置為風(fēng)機開關(guān)方式控制，則根據(jù)排氣溫度，開啟或關(guān)閉風(fēng)扇電機，使得排氣溫度保持在設(shè)定的溫度范圍。[page]
1.5、聯(lián)網(wǎng)運行方案
用氣量大的用戶，常需要配備多臺空壓機，同時常將多臺空壓機的排氣管進行并聯(lián)組網(wǎng)。ACC－F和ACC－L型均內(nèi)置了組網(wǎng)控制功能，通過的RS485端口，將這些空壓機通過通訊網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)起來，由其中一臺空壓機進行運行的協(xié)調(diào)，可使得管網(wǎng)壓力穩(wěn)定的同時，在滿足供氣要求的前提下，使得投入運行的空壓機臺數(shù)盡可能少，總體運行效率提高，各臺空壓機達到等疲勞運行。最多允許8臺空壓機的直接聯(lián)機控制，而無需上位調(diào)度機。聯(lián)機網(wǎng)絡(luò)中允許有變頻驅(qū)動的壓縮機，同時有工頻驅(qū)動的壓縮機。
捷豹螺桿空壓機圖
二、系統(tǒng)方案優(yōu)勢
1、ACC－F（L）控制系統(tǒng)特點
先進性：
空壓機控制工藝程序與顯示界面為獨立設(shè)計，控制程序設(shè)計靈活；
迎合了控制系統(tǒng)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展要求；
變頻與工頻兼容設(shè)計，確保系統(tǒng)持續(xù)運行；
可以實現(xiàn)雙變頻運行，空壓機系統(tǒng)性能達到平衡水平；
提供多級權(quán)限保密功能，防止非授權(quán)的操作；
具有前瞻性的功能預(yù)設(shè)，能滿足空壓機設(shè)備租賃服務(wù)的管理功能。
一體化結(jié)構(gòu)，簡潔可靠；
提供遠程技術(shù)支持，利于產(chǎn)品服務(wù)國際化。
易用性：
ACC-F型空壓機與MD320變頻器實現(xiàn)了無縫聯(lián)接，自動設(shè)定了變頻器的功能碼；用戶可通過前臺的界面可瀏覽或修改變頻器的功能參數(shù)，方便實用。
●中英文雙語言顯示，可在線切換；
●按鍵功能定義與常見的顯示設(shè)備的風(fēng)格相同；
●人性化的菜單結(jié)構(gòu)，無需刻意的學(xué)習(xí)和記憶，便能輕松掌握操作方法；
●聯(lián)機運行控制網(wǎng)絡(luò)化功能，可輕松實現(xiàn)，無需用戶了解復(fù)雜的理論；
●一體化設(shè)計，接線少，簡化了安裝維護；
●提供了控制參數(shù)批量設(shè)置功能和軟件工具，空壓機生產(chǎn)調(diào)測更方便；
安全性：
ACC-F和ACC-L型針對空壓機系統(tǒng)提供了豐富的保護與預(yù)警功能，以保障設(shè)備的可靠運行，設(shè)置的保護功能如下：
●具有交流電源相序檢測功能，防止電機反轉(zhuǎn)，保護空壓機系統(tǒng)；
●交流電源的欠壓、缺相檢測，保護主電機和風(fēng)機；
●壓縮機頭過溫預(yù)警、過溫停機保護功能；
●壓縮機過氣壓保護，保證用戶輸氣管網(wǎng)設(shè)備的安全；
●溫度傳感器故障智能檢測，及時保護和告警；
●壓力變送器故障檢測，及時保護和告警；
●主電機過載、斷相保護，對短路電流具有反時限特性保護；
●風(fēng)機的過載、斷相保護，對短路電流具有反時限特性保護；
●緊急停機時立即令變頻器停止運行，并關(guān)閉所有控制輸出；
●設(shè)有空濾堵塞、油濾堵塞、油氣分離器堵塞、精分器堵塞等故障檢測和告警功能；
●提供了空濾、油濾、油氣分離器、精分器、潤滑油等部件的保養(yǎng)提醒功能；
●空壓機運行參數(shù)設(shè)定有權(quán)限分級功能，防止非授權(quán)的修改；用戶設(shè)定參數(shù)時具有參數(shù)關(guān)聯(lián)約束功能，可避免工作參數(shù)設(shè)定異常；
●重要故障信號的歷史記錄功能，最多可記錄16條信息，便于故障分析。
高性價比：
ACC－F（L）具備了通用的設(shè)計模式，又具備螺桿空壓機控制所需的所有硬件配置，包括了模擬量擴展模塊、溫度模塊、相序繼電器、電機熱繼電器、文本顯示器等多項功能模塊，產(chǎn)品功能與系統(tǒng)可靠性均優(yōu)于“專用PLC＋專用TOD”方案， 具有好的性價比優(yōu)勢。
2、MD320矢量變頻器的優(yōu)點：
●MD320系列變頻器采用真正電流矢量控制；其特點是低頻啟動力矩大，同樣負載下，與V/F控制的變頻器比運行電流??；
●MD320變頻器低頻啟動特性優(yōu)異，在氣壓低于下限值條件下，可以直接帶載啟動不跳閘，這樣有些螺桿空壓機系統(tǒng)的設(shè)計中甚至可以取消進氣閥，進一步降低設(shè)備成本；
●7.5kWG型及以上功率等級的MD320變頻器，內(nèi)置直流電抗器，降低了電源諧波的影響。減少整流橋的故障，延長電容的使用壽命。
●超強的低電壓適應(yīng)能力，在額定電壓下降20%時可正常工作，低電壓環(huán)境下使用無憂。
●獨特的上電安全檢測技術(shù)，避免變頻器上電輸出對地短路炸機；
●專門風(fēng)道設(shè)計，惡劣環(huán)境適應(yīng)性更強，能適應(yīng)螺桿空壓機高溫工作的環(huán)境；獨特的三防漆處理技術(shù)，對于粉塵、潮濕及腐蝕等環(huán)境有較強的適應(yīng)能力。
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