螺杆空压机控制系统一体化解决方案

[打印] [关闭] 发布时间:[2010-01-11 00:00]

一、常用系统介绍


  螺杆式空压机以其高效率、易损件少、维修简单、体积小、噪音低、无振动、长时间连续运行等优点已为广大用户所接受。目前我国工业用通用气体压缩机目前正经历着由螺杆式空压机取代活塞式压缩机的产业升级过程。而变频器驱动的螺杆式空压机具有输出压力稳定,节能效果明显,更成为螺杆空压机的一枝新秀。

  1.1、单变频驱动系统

  主电机由MD320系列变频器驱动,通过改变变频器的输出频率,即可调节压缩机的排气压力。ACC-F控制器检测实际排气压力,根据设定的排气压力,进行PID计算后,实时调整变频器的运行频率,使得实际排气压力准确地保持在设定压力的水平。当用户耗气量减少,在下限频率运行超过一定时间,控制器会令空压机系统进入休眠状态,变频器停止运转,使系统节能,减少磨损。

控制器根据检测的排气温度,控制散热风机的启停,使温度保持在设定的温度范围。

ACC-F控制器与MD320变频器之间采用RS485双绞线进行通讯连接。变频器运行所需的部分功能码由控制器设定完成,空压机系统的保护等由控制器完成。

 

1.2、纯工频驱动系统的典型应用系统

在工频驱动的螺杆空压机系统中,运行时螺杆机头和主电机一直保持运转,排气压力由螺杆机头前部的进气阀开启或关闭进行调节。ACC-L空压机控制器根据检测实际排气压力,与用户设定的“加载压力”及“卸载压力”值进行比较,当其低于设定的加载压力时,打开进气阀作加载运行;当其高于设定的卸载压力时,关闭进气阀作卸载运行,使得空压机的输出压力介于加载压力与卸载压力之间。

为减小电机启动时的冲击电流,当电机容量较大时,一般采用Y-△型启动方式,每次启动时,控制器先令Y型接线的接触器闭合,进行Y型启动,持续一定时间(“Y型启动时间”)后,断开Y型接触器,再闭合△型接触器,切换为正常运行接线。此后再经过“加载延迟”时间后,才打开进气阀,压缩机进入排气运行状态。这种处理方式可使得启动过程对电网的冲击更小,可减小电机的发热。当用户耗气量减少,卸载运行超过一定时间,控制器会令空压机系统进入休眠状态,电机停止运转,使系统节能,减少磨损。

ACC-L控制器同时根据检测到的排气温度,开启关闭风机,使得机头温度保持在设定的温度范围区间。空压机系统的保护均由控制器完成。

 

1.3、双变频驱动空压机系统

这是高档大功率变频驱动的空压机系统的驱动方式,采用ACC-F控制器和两台MD320系列变频器分别进行主电机和风机的驱动。ACC-F控制器检测实际排气压力,根据设定的排气压力,进行PID计算后,实时调整变频器的运行频率,使得实际排气压力准确地保持在设定压力的水平。散热风机是根据机头温度,也进行PID运算后连续调节风机的转速,使得压缩机头的温度准确的维持在设定的温度点,让空压机的润滑油保持最佳效果。ACC-F控制器与主机及风机的两台MD320变频器之间采用RS485双绞线进行通讯连接。

 

1.4、变频与工频兼容的驱动系统

采用这种接线方式的空压机系统,正常运行时工作于变频模式,当需要检修变频器时,可将空压机系统切换为工频驱动方式,本空压机控制系统具有高性能和高可靠性的特点。

分别改变连接于ACC-F控制器信号输入端的驱动模式开关状态,方便地选择空压机系统主电机或风机的驱动工作模式。

变频驱动方式下,控制器采用PID运算调节主变频器的频率来稳定排气压力。切换为工频驱动方式后,控制器将通过开启或关闭进气阀来进行排气压力的调节。

风机的驱动也可选择变频方式或工频方式。若设置为风机变频控制方式,控制器根据设定的温度与当前机头温度,进行PID运算后连续调节风机的转速,使得压缩机头的温度准确的维持在设定的温度点,让空压机的润滑油保持最佳效果。若设置为风机开关方式控制,则根据排气温度,开启或关闭风扇电机,使得排气温度保持在设定的温度范围。

 

1.5、联网运行方案

用气量大的用户,常需要配备多台空压机,同时常将多台空压机的排气管进行并联组网。ACC-F和ACC-L型控制器均内置了组网控制功能,通过控制器的RS485端口,将这些空压机的控制器通过通讯网络并联起来,由其中一台空压机的控制器进行运行的协调,可使得管网压力稳定的同时,在满足供气要求的前提下,使得投入运行的空压机台数尽可能少,总体运行效率最高,各台空压机达到等疲劳运行。最多允许8台空压机的直接联机控制,而无需上位调度机。联机网络中允许有变频驱动的压缩机,同时有工频驱动的压缩机。

联网方法如下图所示。

 

二、系统方案优势

1、ACC-F(L)控制系统特点

先进性:

空压机控制工艺程序与显示界面为独立设计,控制程序设计灵活;

迎合了控制系统智能化、网络化的发展要求;

变频与工频兼容设计,确保系统持续运行;

可以实现双变频运行,空压机系统性能达到最佳水平;

提供多级权限保密功能,防止非授权的操作;

具有前瞻性的功能预设,能满足空压机设备租赁服务的管理功能。

一体化结构,简洁可靠;

提供远程技术支持,利于产品服务国际化。

易用性:

ACC-F型空压机控制器与MD320变频器实现了无缝联接,自动设定了变频器的功能码;用户可通过控制器的界面可浏览或修改变频器的功能参数,方便实用。

●中英文双语言显示,可在线切换;

●按键功能定义与常见的显示设备的风格相同;

●人性化的菜单结构,无需刻意的学习和记忆,便能轻松掌握操作方法;

●联机运行控制网络化功能,可轻松实现,无需用户了解复杂的理论;

●一体化设计,接线少,简化了安装维护;

●提供了控制参数批量设置功能和软件工具,空压机生产调测更方便;

安全性:

ACC-F和ACC-L型控制器针对空压机系统提供了丰富的保护与预警功能,以保障设备的可靠运行,设置的保护功能如下:

●具有交流电源相序检测功能,防止电机反转,保护空压机系统;

●交流电源的欠压、缺相检测,保护主电机和风机;

●压缩机头过温预警、过温停机保护功能;

●压缩机过气压保护,保证用户输气管网设备的安全;

●温度传感器故障智能检测,及时保护和告警;

●压力变送器故障检测,及时保护和告警;

●主电机过载、断相保护,对短路电流具有反时限特性保护;

●风机的过载、断相保护,对短路电流具有反时限特性保护;

●紧急停机时立即令变频器停止运行,并关闭所有控制输出;

●设有空滤堵塞、油滤堵塞、油气分离器堵塞、精分器堵塞等故障检测和告警功能;

●提供了空滤、油滤、油气分离器、精分器、润滑油等部件的保养提醒功能;

●空压机运行参数设定有权限分级功能,防止非授权的修改;用户设定参数时具有参数关联约束功能,可避免工作参数设定异常;

●重要故障信号的历史记录功能,最多可记录16条信息,便于故障分析。

高性价比:

ACC-F(L)控制器具备了通用控制器的设计模式,又具备螺杆空压机控制所需的所有硬件配置,包括了逻辑控制器、模拟量扩展模块、温度模块、相序继电器、电机热继电器、文本显示器等多项功能模块,产品功能与系统可靠性均优于“专用PLC+专用TOD”方案,具有最优的性价比优势。

2、MD320矢量变频器的优点:

●MD320系列变频器采用真正电流矢量控制;其特点是低频启动力矩大,同样负载下,与V/F控制的变频器比运行电流小;

●MD320变频器低频启动特性优异,在气压低于下限值条件下,可以直接带载启动不跳闸,这样有些螺杆空压机系统的设计中甚至可以取消进气阀,进一步降低设备成本;

●7.5kWG型及以上功率等级的MD320变频器,内置直流电抗器,降低了电源谐波的不良影响。减少整流桥的故障,延长电容的使用寿命。

●超强的低电压适应能力,在额定电压下降20%时可正常工作,低电压环境下使用无忧。

●独特的上电安全检测技术,避免变频器上电输出对地短路炸机;

●独立风道设计,恶劣环境适应性更强,能适应螺杆空压机高温工作的环境;独特的三防漆处理技术,对于粉尘、潮湿及腐蚀等环境有较强的适应能力。

 



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