西門子6SN1118-0DB12-0AA0（授權代理）

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SIEMENS可編程控制器

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空氣壓縮機作為氣動控制系統的氣源設備，其在運行過程中的穩定程度和可靠性直接關系到生產安全性。由于早期的電氣控制多為繼電器線路，長期運行容易老化，從而使靈敏度降低，在運行過程中會經常出現停機故障，給正常生產造成影響。采用可編程控制器技術改造空氣壓縮機的控制，克服了傳統的純繼電器控制電路的不足，不僅可以完成對開關量控制，還能實現對模擬量進行控制。滿足了系統對控制準確性和安全性的要求。
　　本文采用西門子公司的s7-300可編程控制器，對兩臺柳州柳二空機械股份有限公司（原柳州第二空氣壓縮機總廠）生產的zw-3/7型無油潤滑空氣壓縮機及其氣體干燥器進行控制。本控制系統是在原生產線控制基礎上，進行i/o口擴展從而達到空壓機的控制目的。

2 系統工作過程
2.1 空氣壓縮機組的工作過程
　　在設備上電開機后，系統首先對空縮機的運行條件進行檢查，當冷卻水壓力、空壓機曲軸箱油壓滿足要求時，1＃機啟動，2＃機作為備用，其啟動方式均采用y-δ起動方式，y-δ起動延時為6秒。起動后，儲氣罐開始充氣，在儲氣罐壓力達到設定值0.7mpa時空縮機進氣閥關閉，機器空運轉。當儲氣罐壓力下降到0.65mpa時，進氣閥打開，再次進行充氣。由于故障等原因使儲氣罐壓力降到設定值0.55mpa時，且1#機處于停機狀態，則2#機起動并正常運行，其運行原理同1#機相同，繼續對儲氣罐充氣。在儲氣罐壓力降到0.55mpa時，且2#機處于停機狀態，1＃機起動并正常運行。與此同時，兩臺機器的正常運行時間均為12小時，也就是說，一臺機器運行到12小時時，無論其有，或是儲氣罐壓力是否低于0.55mpa，均要停機并啟動另一臺機器。

2.2 氣體干燥設備的工作原理
　　兩臺壓縮機共用一臺氣體干燥設備。該設備是采用柳州柳二空機械股份有限公司生產的gwu系列無熱氣體干燥器，。開機后，a塔先做吸附運行，b塔做再生運行。在設定的時序控制下，進氣電磁閥a2打開a1、b1、b2均關閉，壓縮空氣經a2閥，從底部進入a塔，在向上運輸過程中，氣體中的水分被塔內吸附劑吸掉，干燥的氣體通過梭閥c進入儲氣缺罐，與此同時，在a2打開后，經延時10秒b1打開，用b塔中的殘余氣體從上到下運動，將吸附劑中的小分從b1閥帶出，經消聲器排空。其開啟的10秒時間是進行b塔脫附工作。在a2打開后延時十分鐘后b2電磁閥打開，同時a2閥關閉，b塔進行充氣，十秒后，a1閥打開，a塔中剩余氣體從上至下經a1閥，從d消聲器排出，并將a塔中水分帶出，使a塔脫附，經延時十秒a1閥關閉。此時，由于a塔中的壓力下降，b塔中的壓力上長，梭閥c將a排氣口關閉，將b排氣口打開。同理，在b2閥開啟十分鐘后，a2閥打開，b2閥關閉，延時十秒，b1閥打開，使b塔進行脫附運行。就這樣兩塔交替運行，進行對氣體的干燥。

3 系統的控制要求
3.1 空氣壓縮機的控制要求
　?。?） 開機前按通電源，所有安裝在中控室和現場的狀態指示燈點亮，顯示當前狀態。
　?。?） 按下起動按鈕，空壓機按y-δ方式起動，進氣口電磁閥打開，開始給儲氣罐充氣。另外，在起動時，不要求兩臺機器同時運行，但可選任意一臺先運行。
　?。?） 正在運行的機器，運行時間超過12小時或故障，備用機起動，并運行。
　?。?） 在運行過程中，如果發生水壓、油壓不足，立刻停機，并發出指示。
　　（5） 按下停止按鈕，停機。

3.2 氣體干燥器的控制要
　　氣體干燥器的控制與空壓機的運行同步，與空壓機的電源一并打開，其起動受空壓機的主接觸器的控制。

4 系統硬件設計
4.1 系統配置
　　本設計所選用的是s7-300的標準型cpu，i/o口選用sm321和sm322數字量輸入/輸出模塊及sm331模擬量輸入模塊在其三號擴展槽的第二個sm口上依次進行擴展。

4.2 擴展單元i/o分配及接線

開關量信號的采集，空壓機在高速運行時，必須有很好的冷卻系統和潤滑系統，以避免運行過程中產生的熱量對機器造成損壞。所以水壓、油壓是首先要考慮的，采用壓力開關進行這些量的采集，并連接到其數字量輸入模塊sm321上，起始地址為100.0-100.3。模擬量的采集主要是用于測試儲氣罐的壓力，以控制空壓機運行。這些量需要用壓力變送器進行采集，并將0-1mpa的壓力轉換成4-20ma的電流信號送到模擬量輸入模塊sm331上，其起始地址為672-687。

　對于空壓機的y-δ起動，雖然在軟件程序設計中已經對其進行km2和km3、km5和km6的互鎖，但為了其運行的安全性，所以在硬件連接中再一次對其進行互鎖，確保起動時由于觸點燒蝕或其它故障造成不能斷開而產生短路情況。氣體干燥器部分有四個電磁閥，這四個閥的在電源接通后，由km1和km4進行控制，無論是1＃機還是2＃一旦起動，氣體干燥器就開始工作，其a塔下面的a2閥打開，a塔先行工作。然后按前述的工作原理進行工作。用km1和km2控制這一部分能保證氣體干燥器與空壓機的同步工作。

5 軟件設計
5.1 空壓機控制
　　依據空壓機的工作原理設計其運行程序。開機，檢查其水壓、油壓，在這些條件滿足時1#機起動，并開始正常運轉。在此要注意的是，在運動中2#機的起動，由于它一方面要受到定時器的控制，還要受到儲氣罐的壓力控制，當儲氣罐的壓力低于0.55mpa時，這說明1#機故障，所以2#機起動，但是這與1#機的初始條件相同，在開機時，儲氣罐的壓力為0，兩臺機器都可以運行，因此在這里要求通過壓力變送器和km1、km4共同對開機進行控制。km1、km4分別與壓力變送器串接進行對兩臺機器的互鎖運行控制。通過i672與q108.3控制1#機起動，i672與q108.0控制2#機的起動。這樣就使得，當壓力低于設定值0.55mpa時，兩臺機器不至于同時起動。

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