離心鼓風(fēng)機(jī)的PLC控制系統(tǒng)

徐　娟，賈維聰西安市地下鐵道有限責(zé)任公司運(yùn)營(yíng)分公司，陜西西安　710000

離心鼓風(fēng)機(jī)的PLC控制系統(tǒng)

徐娟，賈維聰
西安市地下鐵道有限責(zé)任公司運(yùn)營(yíng)分公司，陜西西安710000

摘要離心鼓風(fēng)機(jī)是一種將氣體壓縮從而提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)器。鼓風(fēng)機(jī)在冶金、礦山、食品、醫(yī)藥、建材等國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)等部門(mén)中應(yīng)用廣泛，特別在石油、化工等行業(yè)中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。它的高效、安全，長(zhǎng)期運(yùn)行與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益直接聯(lián)系。離心鼓風(fēng)機(jī)是個(gè)非常復(fù)雜的受控對(duì)象，要實(shí)現(xiàn)其最佳控制、最優(yōu)調(diào)節(jié)、隨機(jī)處理的目的，整個(gè)裝置要由有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家操作，否則就難以控制和實(shí)現(xiàn)。同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)的用電量也是十分驚人的，目前國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，降低能耗此時(shí)就顯得尤為重要。這就需要有一套實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制來(lái)解決這些問(wèn)題，這就是PLC（可編程控制器）控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞離心鼓風(fēng)機(jī)；PLC；喘振

賈維聰，大專(zhuān)，助理工程師，工作單位：西安市地下鐵道有限責(zé)任公司運(yùn)營(yíng)分公司

0　引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，鼓風(fēng)機(jī)在冶金、礦山、食品、醫(yī)藥、建材等國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)等部門(mén)中應(yīng)用廣泛，特別在石油、化工等行業(yè)中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。它的高效、安全，長(zhǎng)期運(yùn)行與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益直接聯(lián)系。

離心鼓風(fēng)機(jī)是個(gè)非常復(fù)雜的受控對(duì)象，要實(shí)現(xiàn)其最佳控制、最優(yōu)調(diào)節(jié)、隨機(jī)處理的目的，整個(gè)裝置要由有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家操作，否則就難以控制和實(shí)現(xiàn)。同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)的用電量也是十分驚人的，目前國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，降低能耗此時(shí)就顯得尤為重要。應(yīng)用PLC（可編程控制器）讓計(jì)算機(jī)參與生產(chǎn)控制就可以將復(fù)雜的過(guò)程簡(jiǎn)單化從而大量的節(jié)省勞動(dòng)力，同時(shí)通過(guò)優(yōu)化控制使鼓風(fēng)機(jī)達(dá)到最佳工作狀態(tài)從而節(jié)省了大量的能源。

1　系統(tǒng)軟、硬件組成

系統(tǒng)由PLC控制柜、工控機(jī)、PLC控制系統(tǒng)組成。PLC控制柜內(nèi)裝有一套S7-300 PLC控制系統(tǒng)，監(jiān)控風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及各種過(guò)程參變量。高壓綜合保護(hù)裝置通訊采用一條RS-485通信線和PLC連成另一個(gè)通訊系統(tǒng)。

2　控制原理

基于PLC構(gòu)成的離心鼓風(fēng)機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由被控對(duì)象（離心鼓風(fēng)機(jī)各個(gè)系統(tǒng)）、測(cè)量變送單元、PLC和執(zhí)行器構(gòu)成。由基本的檢測(cè)變送元件通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)送入PLC，調(diào)節(jié)多個(gè)回路，從而達(dá)到智能控制對(duì)象的最終目的。

3　PLC控制系統(tǒng)的功能

3.1 動(dòng)態(tài)防喘振控制

喘振現(xiàn)象，即在鼓風(fēng)機(jī)流道中由于工況變化，流量明顯減小，出現(xiàn)嚴(yán)重的氣流脫離，這時(shí)管網(wǎng)壓力大于風(fēng)機(jī)出口壓力，而產(chǎn)生氣體倒流的現(xiàn)象。由于系統(tǒng)中氣體倒流，整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生周期性軸向低頻大幅度氣流震蕩現(xiàn)象。喘振對(duì)風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)破壞性極大，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生機(jī)毀人亡，因此離心鼓風(fēng)機(jī)不允許在高壓力低流量區(qū)域（即喘振區(qū)）工作。故對(duì)機(jī)組控制的第一要求就是將其控制在安全區(qū)，即做好防喘振控制。

機(jī)組安裝調(diào)試完成后通過(guò)一系列的流量—壓力實(shí)驗(yàn)來(lái)設(shè)置喘振線，如果由于某種原因，造成來(lái)自管網(wǎng)的送風(fēng)阻力突然增加，即鼓風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)碰上喘振線，PLC可以自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而將機(jī)組的工作點(diǎn)控制在喘振線以?xún)?nèi)，保護(hù)機(jī)組，提高系統(tǒng)的安全性能。

3.2 節(jié)能控制

離心鼓風(fēng)機(jī)的性能曲線（圖2）是非線性的，其性能的檢測(cè)來(lái)源于溫度傳感器，壓力變送器，流量變送器等檢測(cè)元件。通過(guò)PLC進(jìn)行控制可以將機(jī)組的工作狀況調(diào)整到較佳狀態(tài)從而可以大大降低能耗。

3.3 其他功能

1）機(jī)組主要參數(shù)監(jiān)視：從監(jiān)控畫(huà)面可直觀的看到現(xiàn)場(chǎng)各點(diǎn)的運(yùn)行情況，機(jī)組的工作狀態(tài)。

2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和保存：通過(guò)外部?jī)x器儀表數(shù)據(jù)的輸入可以實(shí)時(shí)顯示來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的各種相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)在一定期限內(nèi)進(jìn)行保存，便于工作人員對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀況的比對(duì)。

3）遠(yuǎn)程控制：通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面可以直接控制現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組的開(kāi)啟、關(guān)閉和停止等，尤其在出現(xiàn)風(fēng)機(jī)軸位移過(guò)大、潤(rùn)滑油壓力過(guò)低等狀態(tài)下的急停操作，是為了機(jī)組的安全而采取的最后一道安全線保護(hù)措施，大大節(jié)省了人力，提高系統(tǒng)安全性。

4）報(bào)警：一旦發(fā)生超限或設(shè)備故障都會(huì)引起系統(tǒng)的報(bào)警，并能顯示一定時(shí)期內(nèi)的報(bào)警情況（包括報(bào)警點(diǎn)、報(bào)警數(shù)值及是否消除等）。

4　結(jié)論

將經(jīng)實(shí)踐證明，將PLC控制引入離心鼓風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)可靠，控制準(zhǔn)確，使用方便安全，維護(hù)簡(jiǎn)單，節(jié)能環(huán)保具有較高的實(shí)用價(jià)值和效益價(jià)值。目前離心鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)大量的采用了這種控制方式。

參考文獻(xiàn)

[1]徐忠.離心壓縮機(jī)原理[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

作者簡(jiǎn)介：徐娟，本科，工程師職稱(chēng)，工作單位：西安市地下鐵道有限責(zé)任公司運(yùn)營(yíng)分公司

中圖分類(lèi)號(hào)TP39

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2015）139-0157-01