浅析空压站自动化仪表及电气控制系统技术改造

潘昊宇

【摘要】改革开放以来，随着我国的工业技术的不断发展，电气自动化技术在工业中的应用也是越来越广泛。本篇文章主要针对空压站中的自动化仪表的应用进行论述，结合具体的实际情况对空压站的电气控制系统的技术改造提出一些问题与建议。

关键词：空压站，自动化仪表，电气控制，技术改造

引言：自动化技术发展逐渐的代替人工的劳动，为许多工业场合节约了生产时间，工业控制系统是自动化技术在工业中应用的一种表现形式。电气控制系统在空压站中的应用也体现了其不可替代的地位，控制系统主要采用人工控制，所以在进行控制的时候，一些故障的发生不容易被发现，所以要针对这种电气控制技术进行改造。

1. 现行空压站电气控制系统存在的问题

1.1空压站电气控制系统的可靠性差

在我国的许多工业生产型企业，由于生产许多，多会使用压缩空气，并且一般采用的控制形式多为淡季控制，这样就会存在机组进行出气的时候压力的控制精度低，而且，整个控制系统主要以人工的操作为主，就会使得一些细微的故障出现时极不容易为人发现，并且在人工进行操作的过程中的可控制性能很差，控制压力的精度也相当的低，最终致使整个空压站的工作可靠性下降[1]。

1.2电气控制系统的安全性能差

传统的空压机在使用的过程中，内部的电流负荷比较大，所以，通过认为的手段对整个系统进行操作的时候，会出现一些电流波动导致系统不稳定的现象。加之，这个空压站的电器线路自身就存在一些安全隐患，如果不进行相应的电气改造工作[2]，空压站系统中的一些硬件设置以及相应的变频器通信等设备的安全性能就会大大降低。而且，空压站中的主控机在进行工作时的噪音也会影响操作人员的正常工作与判断力，最重要的一点就是这种空压站系统有时候还会出现空载运行的情况，是一些工厂型企业出现无用的能源浪费。

2. 空压站自动化仪表及电气控制系统技术改造

2.1具体改造方案

改造方案的提出，应该首先考虑到进行改造的过程中不影响企业的正常生产，再者整个技术改造应该基于工厂的生产工艺以及相关的技术支持进行实施，电气控制方便主要采用的是PLC可编程序控制器进行控制，因为PLC的控制性能相对来说比较安全可靠[3]，而且功耗也相对较小，控制器包括一个扩展模块，模拟量的输入与输出模块。空压站的运行方式主要依赖变频器进行启动、运行、停止，一旦在进行工作的过程中，空压机的供气符合超过了相关规定的最高上限，致使主控机出现超负荷运行，相关的操作人员就可以针对空压机的主控电源进行相应的调整，将当前的主控电源切换到工频电源，实现变频器控制整个空压站的机组运行。可编程序控制器与变频器之间的通信协议采用RS485通信技术，控制的人机界面主要采用触摸屏的形式。

应用可编程序控制器作为整个控制系统的核心部件，将空压站内的变送器、变频器以及相应的空压压缩机进行控制系统的连接，并且将这个控制系统进行闭环反馈控制。空压站中的可编程序控制器的模拟量模块相关的压力、温度等现场的测量值进行输入以及输出，并将整个测量值转换为数字量，并且用过比较器将这些数字量与事先设定好的规定数值进行比较，可编程序控制器的中央处理器就会针对测量的相关值进行实时监控，并且通过总线接口对变频器的输出频率进行相应的调整，最终实现对整个空压站的空压机组的运转速度进行自动控制，保证空压站的所有实时发生的各种参数值控制在规定的范围内，达到自动恒定控制的目的[4]。

2.2空压站的电气控制系统系统改造的硬件配置

整个空压站的自动控制系统输入和输出主要采用可编程序控制器的模拟量输入以及输出模块，系统的控制器主要采用数字数字智能变频形式，变频采用的是自动化模式。空压站的具体硬件一桶的组成模式在这里不一一赘述。

变频器中的ACS800输入端口通常为自动或者手动形式，SA14的工作状态始终保持在选择开关的自动工作状态上。输入端口控制在启动信号的模式上，这样就会保证一旦整个系统出现故障，现场的实际工作人员手动将开关调整在正常工作位置上，在整个系统中输入电信号之后采用手动的方式针对整个系统的电压信号进行相应的调节，最终实现整个工作系统的速度控制要求。

2.3空压站的PLC以变频控制系统改造

在空压站中的电气控制系统与通信工业中的网络协议采用的是MODBUS通信协议，这个通信协议可以在一定的程度上针对变频器的工作进行控制，主要的控制包括工作机组的启动、工作机组的运行速度、变频器的实际工作频率、通过整个系统的电流量以及电流产生的实际功率和电压值等实际产生的各种数值，在进行整个系统的控制之后就就可以针对整个空压站进行全方位、全数字的通信控制，下面针对变频器的具体组成进行详细的介绍：

首先，变频器中应包含相应的硬件配置。在空压站中的变频器进行工作的时候可以在上面加装一块串行得通信模块，以及一个与系统总线进行通信的串联配置器，针对总线系统进行乡音的串联需要使用一条电缆，电缆应该有屏蔽保护层[5]；

其次，就是变频器的通信设置模式，空压站中的变频器通过计算技术线连接，所以，工作中的操作人员针对通信的特殊格式进行设置，具体在实际中需要进行设置的通信格式主要由通信的频率，数据的大小以及协议的格式等等；

再者就要针对变频器的串行模式进行设计，与变频器相连接的总线协议具有一定的开放性以及扩展性，所以，相关的变频器制造厂家在生产的时候可以针对需要的特殊要求对设备进行简单的操作，并且主要依靠每一级的线路形成一个统一的网络，这样对会对这个系统进行实时的监控，监控的主要手段就是采用集中监控的形式，这样，针对空压站的管理效率以及准确程度都会有明显的提高。

2.4空压站电气控制系统的人机界面的升级与改造

为了实现更加方便的控制，在空压站中的电气控制系统使用人机界面，针对人机界面的设计应该更加完善与合理，使得实际应用的效果能有一定程度的提高。人机界面的主要形式采用的是触摸屏，这样机会针对整个系统实现更好的监控以及设计，针对系统的故障报警、相关的操作流程也能够准确的显示出来。

针对空压站控制系统中人机界面的触摸屏显示，可以清晰的对各种相关的电气参数进行显示，在空压站的电气控制系统的升级方面 ，经过系统的升级与改造之后的电气控制系统的工作效率以及可靠性一定会更高。

结束语：电气控制系统在空压站中的应用也体现了其不可替代的地位，控制系统主要采用人工控制，所以在进行控制的时候，一些故障的发生不容易被发现，所以要针对这种电气控制技术进行改造。本篇文章针对空压站的电气系统的改造提出了具体的方案。通过改造后的空压站整个系统运行的稳定性一定会更高，对工业生产也会有直接现实的意义。

参考文献：

[1]郑博升. 空压站自动化仪表及电气控制系统技术改造分析[J]. 电子技术与软件工程，2015，05：170.

[2]崔巍. 空压站自动化仪表及电气控制系统技术改造[J]. 本溪冶金高等专科学校学报，2004，01：39-41.

[3]张还，刘茂升. 基于MODBUS通信的空压站PLC变频调速控制系统的设计[J]. 压缩机技术，2009，05：17-21.

[4]郑敏，彭昱. 基于INSPEC和PLC的空压机控制系统的设计[J]. 西华大学学报（自然科學版），2012，02：46-49.

[5]刘继修. 铝型材氧化着色生产线空压机组变频调速控制系统设计与实现[J]. 电工技术，2011，06：54-55+59.