太原西门子S7-300代理商

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1. 概述
    空压机是各种工厂，筑路，矿山以及建筑等行业的必备设备，主要用来提供源源不断的具有一定压力的压缩空气，例如给气动阀供气，给需要一定压力气体的工艺流程提供气源。空压机有很多种类，如 螺杆式空压机，活塞式空压机，离心式空压机，涡旋式空压机等等，而螺杆式空压机的市场潜力极大，并在许多行业得到广泛的应用。本文详细地介绍Twido PLC 及RM4TG20相序保护继电器在螺杆式空压机行业的应用。

2. 应用描述
(1) 系统
在本应用中，采用了施耐德的全套解决方案，主要的硬件配置有 Twido 本体TWDLCAA24DRF＋模拟量模块TWDAMM3HT+TSX08H04M 4行文本屏＋接触器＋相序保护继电器RM4TG20。

1）主控器采用施耐德 小型PLC Twido系列TWDLCAA24DRF，该型号PLC性价比非常高，具有14DI/10DO，支持双字运算，14路PID并带自整定功能，运算速度达到每条列表指令0.14微秒，可扩展4个数字量或模拟量模块，通过扩展CanOpen主模块TWDNCO1M 可实现CanOpen 高速通信。
2）模拟量模块采用TWDAMM3HT,该模块具有2AI/1AO， 可以连接0～10V或4～20mA信号，分辨率高达12位。
3）主电机的启动采用三个施耐德接触器进行星三角启动。
4）主电机的相序检测采用施耐德相序保护继电器RM4TG20, 当主电机出现相序故障或缺相时，切断电机三相电源，以保护昂贵的螺杆机头，并把故障信号接入Twido PLC 以进行故障报警。
5）人机界面采用施耐德TSX08H04M 4行文本屏，该文本屏功能强大，支持棒图，趋势图，动画等显示功能，可通过Modbus连接到Twido PLC。该屏在系统中主要用来参数的设定和显示，故障报警等等。

    Twido PLC在空压机系统中担任着集中控制的重要角色，通过采集各种传感器信号，并使用一定的工艺算法，对执行机构进行控制，以下为接线图和控制流程图：
 离散量TWDLCAA24DRF 14I/10Q

(2) 模拟量采集
在螺杆式空压机中，温度和压力信号对保障系统安全可靠运行起到关键作用。温度过高，会影响系统，有可能会导致机头损坏；而压力的的迅速建立，保证空压机的运行效率。
在以往的控制系统中，通常会采用以下两种温度和压力信号采集方案
A)不使用模拟量模块，而是使用温控仪来检测温度信号，压力开关来检测压力信号，通过设置温控仪和压力开关的门限值（上限和下限）以达到设置参数的目的，并把门限输出值接入PLC 离散量输入点。这种方式的缺点很明显：在设置温度和压力时，非常不方便，极其不灵活，而且不能显示温度和压力的当前值，另外温控仪和压力开关的价格也很高

B)使用模拟量模块来检测温度和压力信号，但是由于很多PLC的供应商并不提供同时接温度信号(如PT100热电阻或K型热电偶)和标准模拟量信号(0~10V 或4～20mA，主要用于采集压力信号)的模拟量模块（即使有，价格也很高），这样，就需要使用一个变送器，把温度信号转变为标准模拟量信号。看上去这种方案解决了方案A的问题，然而，仔细一看，无端给客户增加了一个变送器，也就增加了客户的成本。

    现在我们采用施耐德的方案，使用一个可接标准信号的模拟量模块TWDAMM3HT来采集温度和压力信号,而不使用变送器。具体做法是：通过模拟量输出给PT100提供一个4mA的恒流源。再通过具体的算法把所测到的温度信号线性化，即可得到我们想要的温度值，采用这种方法，可达到1摄氏度的精度。

(3) 相序保护继电器保护螺杆机头
在空压机电气回路里，还有一个非常重要的器件—相序保护继电器RM4TG20。因为在螺杆空压机运用中，是不允许螺杆机头反转的，一旦反转的话，会导致机头损坏。而大部分螺杆空压机厂商都是从国外进口机头，价格相当昂贵，动辄上万元（是空压机中贵的部分），所以，用户在选择相序保护继电器的时候，首先考虑的是它的可靠性。
目前市场上，用于螺杆空压机的相序保护继电器主要分为国际和国内两种品牌。国际 品牌以施耐德RM4为主，其他的还有OMRON等厂商产品，国内品牌主要有电路板 产品和集成相序功能和空压机控制的专用板（例如深圳某厂家提供的空压机专用控制板）。以下是其性能对比。

RM4TG20相序监测和缺相检测
当端子通电时，继电器吸合，如果相序正确并且所有3相带电，黄色LED灯亮，如果缺相故障或者相序不正确，继电器断电；正常工作（无故障）时继电器吸合，当缺相时立即断电。

应用接线图

3. 给客户带来的利益

 施耐德全套解决方案，tigao品牌形象改变传统的单片机控制方式，使系统更加可靠，稳定。使用模拟量模块直接采集压力、温度信号，可以让使用者对实时压力和温度一目了然。
 节省一个压力开关，一个温控仪，节省成本
 使用HMI,可直接方便的设定压力、温度，对报警了如指掌，还可以储存历史报警数据，并轻松设定设备保养计划

4. 结束语
自使用施耐德Twido PLC以来，系统运行稳定可靠，并且增加了许多人性化的附加功能，深受客户好评

一、概述

    随着生活水平的tigao，人们已开始关注生活与工作环境的舒适性，大型公共建筑（如商场、宾馆、办公大楼等）均设置有中央空调系统。中央空调一般由压缩机组、循环水系统、末端风机盘管装置三部分组成，其中循环水系统的心脏就是冷却水泵和冷冻水泵。在中央空调系统的设计中，冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物大设计热负荷选定的，且留有10-20%的设计余量。由于四季自然环境温度的不同，中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。据统计，67%的工程设计热负荷值为94～165W/165m2，而实际上83%的工程热负荷只有58～93W/165m2，满负荷运行时间每年不超过几十个小时，中央空调工作时，水泵一年四季在工频状态下全速运行，造成了能量的极大浪费。

二、节能原理

    对于水泵来说，liuliangQ与转速N成正比，循环水温度△T与转速成反比，扬程H与转速N的二次方成正比，而轴功率与转速N的三次方成正比，见下表：

    一般冷冻水设计温差为5～7℃，冷却水的设计温差为4～5℃，在系统工频运行的情况下，全年绝大部分运行时间温差仅为1～3℃，即在低差，大liuliang下工作，从而增加了管路系统的能量损失，浪费了水泵运行的输送能量。冷却水、冷冻水带走的热量（J）＝比热（r）×liuliang（Q）×温差（△T），其中传输介质水的比热（r）是不变的，在冷却水、冷冻水带走的热量相同的情况下，可适当tigao温差（△T），降低liuliang（Q），也即降低转速即可达到节能的目的。

三、变频调速控制系统方案

    考滤到大中型中央空调循环水系统中温度与水压对冷冻水、冷却水带走热量的影响，因此本系统采用温度与水压为变量双闭环控制。

3.1．冷冻水系统

    冷冻水出水温度取决于蒸发器的运行参数（一般为7℃），因此控制冷冻水回水温度即可控制冷冻水进出水温差，循环水liuliang控制通过控制冷冻水出口压力来实现。外环为温度控制环，内环为压力liuliang控制环。由于楼层的影响，高层冷冻水压力比冷却泵出口水压相差较大，这样高层的制冷效果往往不能满足要求，为解决此问题，我们以高层冷冻水压力为压力反馈，控制原理图如下：

 
3.2．冷却水系统

    冷却水系中进水温度受外界环境温度的影响，随白昼、四季的不同变化较大，而回水温度受压缩机负荷及进水温度及水压的影响，因此冷却水系统取进出水温差及水压为变量控制效果较好。外环为温差控制环，内环为压力liuliang控制环。控制原理图如下：

参数设置

用户受益

1、很容易实现起动全速运行，反应迅速，控制精度高，调整方便。

2、水泵电机软启，减少了对工厂电网及机械冲击，消除了水泵启动时对管网的水锤效应。

3、能及时检测水泵电机的过载、过流、过热，并给出报警。

4、能适时调整制冷量，保证环境温度的恒定，增加了使用环境的舒适度。

5、节能效果显著，使用证明，只要冷冻水、冷却水进出水温差在设计范围内，系统全年平均节电率在40％左右。

系统调试及注意事项

1、变频器的安装位置应注意不能在管网下方，以免水管滴漏进入变频器，从而损坏变频器。

2、 冷却水的温差设定，可先行设定温差4～5℃，试运行一段时间后可根据运行情况作适当的调整。

3、考虑到压缩机的运行安全，水泵的下限运行频率不能设定太低，且要保证一个低的运行频率

一、概述：

    常见大中型空压机为螺杆式或活塞式压缩机。工作时由一台电动机带动螺杆或活塞向气罐充气，当气罐压力升至设定的高压力时离合片动作，电机自动卸载，电机空转，螺杆或活塞停止压缩空气。压缩机的这种工作方式带来了下列问题：

1、气压高时电机自动卸载空转造成电能的大量的浪费。

2、出口压力随着用气量的大小而出现正弦波式的变化，影响气动设备的性能及工作效率。

3、工作时，压缩机频繁的加卸载使设备的检修时间加长，使用寿命缩短。

4、大功率压缩机电机的频繁加卸载造成对电网的冲击。

    根据以上空压机的工作特点，我们可用空压机恒压变频拖动系统对改造。

二、系统配置及性能：

    本系统选用SY6000 -75G型变频器，该型变频器性能优良，可靠性高，内置PID调节器，各项参数可灵活设置，能很好地满足控制要求。压力传感器选用hxyb131-8型，该型传感器安装简便，线性好，信号变送精度高。控制原理图如下：

三、系统功能描述

    该系统以压力为控制对象，压力值由变频器数字设定，可根据用气设备的实际需要，在空压机的高允许工作压力内自由设定，调整便捷。压力传感器对供气管网压力实时检测，并通过变送器转换，输出标准的4-20mA的信号，送至变频器反馈，在变频器内进行PID闭环控制，根据系统用气量的要求实时调整变频器的输出，从而实时调整压缩机电机的转速，保证管网压力的恒定。

四、用户受益

    采用该系统改造后，压缩机组的供气量与系统所需量动态匹配，压缩机电机转速会随着系统用气量的不同而进行调节，避免了电机空转以及频繁的加卸载所带来的能量损耗，电机的输入功率大大降低，节电效果显著。对于对空气机来说，供气量Q与转速N成正比，气压F与转速N的二次方成正比，而轴功率与转速N的三次方成正比，见下表：

    一般来说，对于连续用气的空压机系统，随用气量的变化，电动机运行频率在25-50HZ之间动态调节，系统的节电率可达20%-40%。

    另外系统改造所带来的间接效益也不可低估。首先，压缩机电动机实现了软启停，软加减速，对电网的冲击大大减少；其次压缩机气缸内气阀片不再反复地开启和关闭，增加了设备的寿命，减少了系统维护时间；再次系统管网气压稳定，tigao了气动设备的效率。

五、变频器主要参数设定：

六、注意事项：

1、各品牌的空压机润滑及冷却方式的不尽相同，故空压机工作的下限频率应根据实际情况进行设定。

2、由于空压机连续工作时本身会散发大量的热量，因此应注意变频器箱体的温度不要超限，确保变频器工作场所的通风。

3、当储气罐内气压较高时，启动变频器时会引起堵转过流，因此不要在储气罐内压力较高时启动变频器，应卸放储气罐内的空气后启动。也可在空压机出气口加装单向阀。