空壓機自動化監控方案設計

本文以棗礦集團田陳煤礦壓風機房改造項目為背景，研究了自動監控系統來監控空壓機的運行。把4台智能空壓機組成網絡，並對風包、冷卻水水泵等進行改造，實現整個壓風機房的在線實時監測和智能控制，從而達到無人值守的目的。下面是小編為大家整理的空壓機自動化監控方案設計，歡迎閲讀。

1.壓風機系統現場情況概述

空壓機房配置四台智能型空壓機，智能型空壓機本身具有參數監測、自動控制及保護等功能。現場配置四台冷卻水泵，為空壓機提供循環冷卻水，風包以一對一方式設置。

2.壓風機集中控制系統監測的主要參數與部位

壓氣系統

壓縮機排氣温度、排氣壓力、風包壓力、風包温度等參數；

冷卻水系統

冷卻水進水口壓力；

電機系統

電機電壓、電流、螺桿温度等；

供電系統

電壓、電流、有功、無功、功率因數、電量及頻率等；

3.壓風機集中控制系統結構

系統主要由各類傳感器、電動閥、PLC控制櫃、帶觸摸屏的西門子S7-300 PLC及模擬量輸入模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、串行通信模塊及以太網通信模塊等組成。採用集中管理、分散控制系統結構。

系統的現場測量控制主要由各類傳感器、變送器及執行機構完成。對於空壓機本體，由於選用的是智能型的設備，所需傳感器及執行機構本身已有，無需再添加。智能空壓機都提供有通信接口，所以只需通過通信電纜連接到PLC系統中，通過在PLC中編程即可實現對空壓機的自動監控。

壓風機房風包部分需要加裝以下設備：風包壓力變送器、風包温度變送器、風包排污口閥門應選用電動閥。

壓風機房冷卻水水泵的出水口閥門也應選用電動閥。電動閥及水泵的控制通過數字量輸入輸出模塊實現。

壓風機供電系統的監控通過高壓櫃內裝設的微機綜合保護裝置實現，綜保都具有通信功能，通過其通信接口可以與PLC連接，通過在PLC內編程即可實現壓風機供電參數的採集、開關的'遙控分合閘等功能。

PLC集中控制櫃設於壓風機房內，PLC選用西門子S7-300系列，性能穩定而可靠。集控櫃裝設有觸摸屏，操作人員可通過該觸摸屏查看各台空壓機的實時運行情況，如操作員權限符合要求，還可向空壓機發出命令，進行各種控制操作。

PLC集中控制櫃內裝設有以太網通信模塊及光端機等設備，可方便地與調度中心通信。在調度中心設有高性能工業控制計算機、打印機等設備，並裝有後台監控軟件，可實現對壓風機房的遠程集中控制，最終實現無人值守。

4.壓風機集中控制系統實現的功能

4.1控制系統具備就地手動/遠方控制兩種控制方式。壓風機房集中控制櫃內提供有觸摸屏操作界面，能對壓風機系統所有運轉狀態、運行參數及故障信號進行動態顯示。操作人員可以對壓風機發出命令，控制壓風機的啟停、冷卻水泵的啟停、風包的定期排污等等。

可以在調度室內設高性能工控機，配後台監控軟件，軟件基於高性能的工控組態軟件編制，可實現對壓風機房的遠程集中監控。

4.2壓風機集中控制系統可以完成對壓力（包括壓風機排氣壓力、風包壓力、冷卻水壓力）、温度（包括壓風機排氣温度、風包温度）、空壓機總運轉時間以及電氣參數（包括電機温度、電流、電壓、電機功率、日耗電量等）的連續在線檢測功能。

4.3具有保護及報警顯示功能，具體有：

超温保護

超風壓保護

斷水保護

空氣過濾器堵塞報警

油過濾器堵塞報警

油細分離器堵塞報警

電機過載、超温保護

故障排除後，可實現安全復位功能。

4.4實現空壓機供氣網絡的自動聯動控制，按程序執行啟動/停止壓風機操作。可通過比較供氣壓力與設定聯機控制壓力，選取空壓機發送控制命令，控制網絡中空壓機的啟動停機、自動穩定供氣壓力、平衡網絡中各空壓機的運行時間。

4.5具有參數設定功能，具體有：

風包自動排污運行參數設置

壓風機自動運行參數設置

4.6後台監控軟件可提供設備管理及人員管理功能。設備管理功能包括設備參數一覽表、設備投入運行時間顯示、設備當次工作時間、設備工作總時間等。人員管理功能包括工作人員一覽表、值班人員安排、管理員及操作員權限密碼設置等。

5.壓風機集中控制系統的特點

本系統以工業控制PLC為核心，主要由各類傳感（變送）器、執行器、PLC、觸摸屏及通訊裝置等設備組成，主要特點如下：

採用了先進的計算機技術，功能強大，智能化程度高。

PLC選用國際著名品牌西門子的S7-300系列。可靠性高、抗干擾能力強，與普通PLC相比平均硬故障/軟故障間隔時間更長、功能，通用性更強、速度更快、擴展更靈活。

監控軟件採用國外著名的組態軟件InTouch進行二次開發，穩定可靠。以圖形界面顯示工作狀態，畫面豐富，直觀生動。

監控軟件還可提供設備管理及人員管理功能。

選用了國外進口傳感（變送）器，具有原理先進，質量可靠，壽命長，精度高等特點。

採用了多種抗干擾措施，因此係統的抗干擾能力強，可靠性高，監測準確。

留有備用通道，便於擴展。

採用先進的計算機網絡技術，實現了全礦數據共享。

軟件平台設計起點高，能方便地與其它自動化系統互聯，為以後搭建全礦自動化平台提供最好的便利。

維護方便。

6.結語

空壓機自動化監控系統通過對系統工作參數的實時監測與控制，對於保證系統正常工作，提高系統運行的可靠性與安全性，讓司機及時瞭解空壓機的工作狀況，很大程度上提高了空壓機的控制能力和利用率。減少了崗位司機人數，提高了工作效率和管理水平。同時在幫助維修人員及時對系統故障的早期預防和診斷等方面也具有重要的意義和推廣價值。