摘要: 本文主要论述了台达PLC和人机界面在大功率空压机的应用及其在该领域展示的一系列优点。
关键词: 空压机；PLC； 人机界面；多机联调；气调；电调。
　

一、设计意图
　　基于成本原因，长期以来空压机制造行业所采用的控制系统均采用单片机控制、数码管指示工作状态及指示参数值。虽然该系统制造成本低，但却难以应付自身的易受干扰、修改工艺程序及功能扩展不方便等缺陷和客户提出的一系列挑战。另外，工厂生产工序、时段的不均衡性用气和间断性用气造成用气的波动很大，若用高峰用气量来规划供气系统，将不得不面临用大功率的电机通过空载和容调来适应供气量所造成的巨大能量浪费。采用PLC和人机界面将轻而易举地完成单片机所执行的所有功能和解决不同需求用户面临的问题。

二、硬件架构

图一 网路架构图

 

图二 PLC配线图

DP210、PWS3760 ：功能操作;信息显示;信息查询；
DVP14ES00R：提供通讯接口、进行数据及逻辑处理，执行联调程序任务；
DVP20EX00R：提供通讯接口、进行数据及逻辑处理，执行单机程序任务。

I/O分配：

X0	保留	Y0	电机主接触器	A0V+---A0V-	温度采样
X1	温度开关	Y1	电机角接触器	A1I+----A1I-	压力采样
X2	主机过载	Y2	电机星接触器	D0I+----D0I-	输出20mA恒值
X3	风机过载	Y3	电磁阀
X4	相序错误	Y4	[冷却泵/风机]接触器
X5	油过滤器堵塞	Y5	蜂鸣器
X6	油细分离器堵塞
X7	空气过滤器堵堵塞

四、软件设计
　　软件上将分PLC程序设计和人机界面设计两部分。
　　PLC程序设计包括单机程序设计和多机联调程序设计：单机程序设计包括工艺动作（启动，气调或电调撤换，排气阀动作和冷却系统动作判断等）、报警及警报处理、模拟量采样（温度和压力）、画面更换、通讯等几部分设计；联调程序设计主要根据目标压力需求通过RS-485通讯口处理多台设备的逻辑增减。
　　界面设计包括DP210界面设计和PWS3260界面设计：
　　DP210界面：显示单机信息及单机运行/停止、模式撤换、故障查询及复位、运行/负载时间查询、维护时间提示、用户参数设定等操作。
　　PWS3260界面：单机运行模式下显示各机运行状态及报警信息、远程启停、授权现场操作设定；联机运行模式下显示各机调配情况及显示各机出口压力和温度、故障查询及复位、运行/负载时间查询、维护时间提示、用户参数设定、授权现场操作设定、供气压力曲线显示等操作。

五、基本功能

1 多模式运行：

　A 单机自动气调/电调运行：在气调与电调间自动撤换
　B 联机自动气调运行：无电调动作
　C 手动气调/电调运行：气调与电调间手动撤换
　　气调运行：在轻载状态（重载状态禁止启动），电机按星-三角启动2秒后，加载电磁阀得电加载，压力到达设定值，加载电磁阀失电断开，主机继续运行。在电磁阀连续掉电20分钟后，系统进入空车过久停车状态。当压力下降到设定下限时，系统重启，启动完成2秒后加载电磁阀动作。自动状态，90分钟内有三次空车过久停车出现，系统自动撤换到单机自动电调运行状态。
　　电调运行：在轻载状态（重载状态禁止启动），电机按星-三角启动2秒后，加载电磁阀得电加载，压力到达设定值，加载电磁阀失电断开，10秒后主机停止，但若10秒内压力开关闭合，主机不停。自动状态，在30 分钟内出现3次电调运行则系统自动转换到自动气调模式。

2 参数设定：

　　排气压力上下限：由用户根据用气情况设定，系统预设上限16Kg,下限7Kg。允许修改上下限区间为0-16Kg,但当下限值大于上限值时，系统强置上限值等于下限值。
风机启动温度和风机停止温度：系统默认设定分别为75℃和70℃，允许修改上限均为85℃。
　　保养时间设定：包括整机保养时间设定、油过滤器保养时间设定、油细分离器保养时间设定、空气过滤器保养时间设定。所有保养时间设定受密码保护，由厂家设定，用户设定需厂家授权。当整机保养时间到达，系统强制停机，禁止启动，直到生产商用密码解除；其它部件保养时间到则由用户解除提示和更换配件。

3 状态显示：

排气压力/排气温度
空载运行时间/负载运行时间
主机状态：主机运行/主机停止
负载状态：负载运行/空载运行
运行模式：单机自动气调/电调运行
　　　　　联机运行
　　　　　手动气调/电调运行
冷却器状态：风机[冷却泵]运行/风机[冷却泵]停止
剩余保养时间：整机保养剩余时间、油过滤器保养剩余时间、油细分离
器保养剩余时间、空气过滤器保养剩余时间

4 保护功能：

A、 闪烁显示各种警讯并记录以备查询，包括：相序错误（禁止启动）；主机过载（紧急停机）；风机过载（紧急停机）；主机温度高（紧急停机）；排气温度高（紧急停机）；压力传感器故障（紧急停机）；油过滤器堵塞（警报）；油分离器堵塞（警报）；空气滤清器堵塞（警报）。
B、双温度检测保护：除了用PT100检测排气口温度，还增加排气口温度开关以保证在PT100失效的情况下系统的绝对安全；
C、整机保养时间到达，系统强制停机，禁止启动；
D、在控制电路上增设急停按钮以策安全。


5 查询功能：查询最近故障纪录、负载运行时间、设备运行时间、系统保养时间、压力-时间波动曲线。


六、扩展功能
多机联调：为了满足不同层次的客户的需求，方便客户能任何时候合理配置供气系统：既能满足少用气量场合，又能满足用气量波动大的特殊需求。本系统增加了多机联调功能，即只要客户在上位机中将运行模式设为多机联调模式，同时在用户参数设定画面输入当前参与联调的设备的数目，系统将根据当前的用气量需求，自动增减设备运行数目，以达到合理供气，降低运行成本的目的。

七、总结
　　在螺杆式空压机应用PLC和人机界面，将轻易取代单片机并能做得更好。