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浅谈高压电源驱动螺杆压缩机的PLC电控设计(二)

来源:上海罗德康普螺杆压缩机有限公司 作者:盛工 发布时间:2014-06-04 浏览次数:
导读:文章是由罗德康普电气总工程师盛工在压缩机杂志发表的,上海罗德康普螺杆压缩机有限公司是专业的螺杆压缩机生产厂家,做好技术服务是我们一贯的宗旨!

一、高压电源驱动螺杆压缩机的电路设计:
1.压缩机PLC控制原理框图:
设计压缩机的电气原理首先要建立各种电气原器件间的控制关系,这里最好的方法就是先画一张压缩机控制原理框图。有了这张图就可以一目了然的看到PLC在整 个电气系统中处于的核心控制位置及与其他电气间的联系,并且在图上还可以看到螺杆机组、高压电机、高压出线柜间的三者间的控制关系以及各个控制点信号的详 细内容,这样对在整个设计及绘制电气原理图时就有了依据和保障,因此不太会产生控制点的遗漏或控制逻辑上的低级错误。详见图1。

(图1)


2.高压出线柜与高压电机原理图:
这张图纸主要目的不是为了让生产部门去按图制作,即使没有这张图,大家也知道高压出线柜与高压电机是通过高压电缆相连接的。那这张图的作用是什么那? 回答是提供给高压柜的生产厂商用的。通常压缩机的生产厂家只给终端用户提供压缩机,而高压出线柜大多数是由用户另行采购,通过系统框图知道压缩机PLC电 控与高压出线柜之间来往有五个开关量的控制信号和一个电流信号(注:不同的生产厂家信号内容与数量会有所不同),如何保证两台设备间的电气信号正确连接, 这里就有一个两家生产商的配合问题,为此高压柜厂商一定要知道这些信号的具体内容与要求,比如压缩机PLC电控给高压柜3个信号的ON/OFF状态的描述 以及启停信号延续时间,还有高压柜给压缩机PLC电控的2个信号的ON/OFF状态的描述以及电流信号大小的范围,所以这张图纸是必不可少的。详见图2。

(图2)


3.压缩机电气控制原理图:
压缩机的低压电气控制系统采用三相五线制供电,电压380V,功率≤15KW,频率50HZ,采用QF0三相空气断路器作为系统的负荷开关。冷却风机3台 (4KW*2+3KW*1),采用直接启动方式,由KM3执行,FR1、FR2、FR3为风机过载热保护。控制回路下设4个支路,分别由QF1、QF2、 QF3、QF4作其电路保护。⑴控制变压器BK为PLC的输入电源并提供抗干扰隔离功能,输出电压AC 200V,功率50VA,FU1为变压器二次回路保护,LPQ为PLC输入电源的滤波器。⑵KGY为开关电源输出电压DC 24V,功率50W,KGY承担PLC输入、输出、触摸屏DC 24V电源,FU2为开关电源的输出保护。⑶JRQ为高压电机内部加热电阻带,功率500W,用于高压电机内加温除潮,KM4为加热执行接触器,供电电压 AC 220V。⑷第4支路为高压电机的启动、停止接触器、风机接触器、绕组加热接触器、加卸载电磁阀的执行回路, AC 220V供电,按下紧停按钮,回路断电(停止按钮除外)。详见图3。

(图3)


4.PLC电气原理图:
⑴ 数字量输入输出(简称I/O):
PLC电气原理图的设计从I/O的数字量开始, 先统计压缩机所需要的I/O控制点数量,本案例所需要的输入点是:急停、启动、停机、1-2号冷却风机过载故障、远程启动、远程停机、空滤、油滤、油分压 差、高压开关柜故障、高压开关柜合闸信号,共计12点。本案例所需要输出点是:电机启动、电机停机、380V电源掉电保护、冷却风机、加卸载阀、辅助电磁 阀(通用型无此阀,在用户需要进气可控时按装比例阀等用)、电机加热带、控制电源状态、压缩机运行状态、压缩机重故障报警,共计10点。绘制电气原理图最 好的方法是先制作一张PLC的I/O地址的分配表格,填入I/O地址与控制点的内容,这样在下一步的设计、编程中就不会产生点位的遗漏及控制的逻辑错误, 最后根据表格来绘制PLC的I/O部分电气原理图。详见图4。

(图4)


⑵ 模拟量输入输出(简称AI/AO):
压缩机所需要的AI最重要的是排气压力、排气温度,接下来是高压电机三相绕组温度检测、高压电机前后轴承温度检测,还有电机电流的检测,这样AI数量达到 了8点。有些用户会提出增加喷油压力检测(即螺杆机头的出口压力),水冷却压缩机还会提出冷却水温度、冷却水压力检测等等,本案例确定AI为上述8点。还 有些用户要求压缩机PLC电控提供模拟量输出信号,通常是排气压力、排气温度的AO信号,将其送到用户集控中心DCS的终端,本案例AO输出点数为0。详 见图5。

(图5)


⑶ 人机界面与通讯:
人机界面是人与PLC进行沟通的媒介,人机界面有文本显示器与触摸屏两种选择,文本显示器显示文字量有限,操作比较烦琐。触摸屏具有屏幕大,文字图形均可显示,操作方便等优点。本案例选择7寸彩色触摸屏为人机界面。
通讯是PLC与上位计算机、上位PLC、智能仪表、人机界面等必不可少的功能之一,本案例设有PLC与触摸屏间的通讯,还设有压缩机与联控系统的通讯。
⑷ PLC型号规格选择:
按照确定好I/O控制点的数量、模拟量信号点数、通讯要求来选择PLC的规格型号。本案例选择西门子可编程控制器为 S7-224 CPU模块为本系统的控制核心,AC 220V供电,输入14点,输出 10点,继电器输出。压力、温度、电流模拟量采样采用S7-EM-231摸块×2,共计8点,DC24V供电。PLC上RS485通讯接口与触摸屏连接通 讯,另外扩展一块EM277-Profibus-dp模块与联控系统或上位计算机通讯连接。人机界面选用台达DOP-B07S411彩色触摸屏,显示尺寸 154×86(7寸),65536 真彩,显示分辨率为800×480,DC 24供电,通讯接口为RS232/RS485。另外触摸屏也可以选择西门子的SMART LINE,64K色7寸、LED背光、这款触摸屏性价比也相当不错,本来西门子PLC配套西门子触摸屏也是顺理成章的事,但本人认为其模拟元件资源要少于 台达产品,这倒不是西门子的产品不好,因为西门子所有的触摸屏都是用同一组态软件(WinCCflexible),该软件对价格高、功能强的触摸屏提供的 资源丰富,相反亦然,所以SMART LINE这千把元的屏与上万元的屏若享有相同待遇,反而到不是合情合理的事了。
5.端子排接线图:
端子排X1用于压缩机箱体内电气元件的接线,X1端子外接:急停、启动、停机3个按钮,电源、运行、故障3个指示灯,空滤、油滤、油分3个压差开关,还接有加卸载电磁阀、压力变送器、触摸屏电源。详见图6。

(图6)


端子排X2用于压缩机箱体外电气元件的接线,X2端子外接:远程启动、远程停机2个按钮,高压柜合闸、高压柜故障2个输入信号,远程DCS信号(控制电 源、运行、故障)3个输出信号、还接有PLC输出至高压出线柜的380V电源掉线、高压柜合闸、高压柜分闸3个信号。为了保护PLC输入口(承载电压为 DC 24V),远程启动、远程停机、高压柜合闸、高压柜故障均采用中间继电器隔离接线,即远程信号先驱动AC 220V中间继电器,中间继电器的触点再接入PLC的输入口,对应的中间继电器为KA11、KA12、KA13、KA14。这样可以防止强电万一侵入造成 PLC输入口的损坏。详见图7。


 

注:未完待续。。。。

 

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