摘  要 :本文介紹由PLC和檢測儀表構成的螺桿式壓縮機控制系統(tǒng),。此系統(tǒng)是結合實際應用情況,，對螺桿式壓縮機控制系統(tǒng)進行的改造升級。使用結果表明,，該系統(tǒng)操作合理,，實時數(shù)據(jù)記錄和顯示方便直觀，系統(tǒng)運行更加安全穩(wěn)定,。

　　1 引言
　　螺桿式壓縮機廣泛應用于礦山,、化工、動力,、冶金,、建筑,、機械、制冷等行業(yè),，具有可靠性高和適用性強等優(yōu)點,，逐步替代了其他類型的壓縮機。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,，螺桿式壓縮機的銷售量已占所有容積式壓縮機銷售量的80%以上,。今后，螺桿式壓縮機的市場份額仍將不斷擴大,，特別是無油螺桿式壓縮機會獲得更快的發(fā)展,。
　　2 螺桿式壓縮機的基本工作原理
　　螺桿式壓縮機屬于容積式壓縮機。螺桿式壓縮機氣缸內裝有一對相互嚙合的螺旋形陰陽轉子,，兩個轉子都有幾個凹形齒,，兩者互相反向旋轉。轉子之間和機殼之間的間隙僅為5~10絲,，主轉子又稱陽轉子或凸轉子,，由發(fā)動機或電動機驅動，其中大多數(shù)由電動機驅動,。另一轉子又稱陰轉子或凹轉子,，由主轉子通過噴油形成的油膜進行驅動，或者由主轉子端和凹轉子端的同步齒輪驅動,。
　　螺旋轉子凹槽經(jīng)過吸氣口時充滿氣體。當轉子旋轉時,，轉子凹槽被機殼壁封閉,，形成壓縮腔室。當轉子凹槽封閉后,，潤滑油被噴入壓縮腔室,，起到密封、冷卻和潤滑作用,。當轉子旋轉壓縮油氣混合物（即潤滑劑和空氣的混合物）時,，壓縮機室容積減少，向排氣口壓縮油氣混合物,。當壓縮腔室經(jīng)過排氣口時,，油氣混合物從壓縮機排出，完成一個吸氣,、壓縮和排氣過程,。螺桿式壓縮機的工作循環(huán)可以分為吸氣、壓縮和排氣三個過程,。隨著轉子的旋轉,，每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán),。
　　3 螺桿式壓縮機控制系統(tǒng)硬件設計
　　早期的螺桿式壓縮機自控系統(tǒng)所安裝的儀器儀表安裝在現(xiàn)場儀表箱內，無遠程儀表,，靠人工現(xiàn)場操作,。通過現(xiàn)場的壓力開關、差壓開關和溫度開關與電氣柜配合來控制壓縮機的啟動和停車操作,。而溫度,、壓力、差壓開關和電氣的接觸器,、時間繼電器等互相配合,，實現(xiàn)壓縮機的自動保護連鎖功能，保障壓縮機平穩(wěn)安全運行,。這種控制方式的缺陷比較明顯,，因為操作人員無法詳細了解壓縮機的具體運行狀況，而且此類儀表穩(wěn)定性較差,，精度也較低,。
　　為了解決上述這些缺陷，本控制系統(tǒng)的硬件部分由PLC,、監(jiān)測儀表,、輸入設備、輸出設備和觸摸屏等組成?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集采用遠程儀表,，用壓力變送器、熱電阻來替換原來的壓力開關,、差壓開關,、溫度開關和現(xiàn)場溫度計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳,，提高測量精度,。控制部分采用PLC和HMI,，利用PLC強大的邏輯控制和上位機的記錄分析功能,，畫面友好直觀，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中顯示和操作,，完善機組安全連鎖保護功能,，提高操作控制性能。既可以保障集中安全運行,，又能夠使操作人員詳細了解機組的運行狀況,。螺桿式壓縮機控制系統(tǒng)硬件結構示意圖如圖1所示。

圖1  螺桿式壓縮機控制系統(tǒng)硬件結構示意圖

　　可編程控制器采用和利時公司的LM 3109,，改模塊I/O包括24通道24VDC輸入/16通道繼電器輸出,，最大可以擴展7個擴展模塊,，用戶程序存儲空間為120K字節(jié)，掉電保持區(qū)為6K字節(jié),；擁有密碼保護和實時時鐘,；定時器計數(shù)器不限點；基本指令340條,，擴展指令為47條,；通訊接口包括一個RS232和一個RS485；支持專有協(xié)議（僅RS232）/MODBUD RTU協(xié)議/自由協(xié)議,。觸摸屏用于工作狀態(tài),、數(shù)據(jù)已經(jīng)報警顯示和參數(shù)設定及遠程控制。
　　4 螺桿式壓縮機控制系統(tǒng)軟件設計
　　螺桿式壓縮機的負荷調節(jié)由6臺電磁閥來實現(xiàn),。每臺電磁閥的開度可以為25%,、50%、75%,、100%,。壓縮機加載時，工作時間少的先開啟,，然后按照25%,、50%、75%,、100%四個能級依次開啟,。壓縮機卸載時，工作時間多的先卸載,，然后按照100%,、75%、50%,、25%四個能級依次關閉。需要注意的是,，在25%能級時,，先關閉壓縮機，延遲一定時間后再關閉25%電磁閥,。螺桿式壓縮機控制系統(tǒng)的主程序流程圖如圖4所示,，加載和卸載流程圖如圖5所示。

　圖4 螺桿式壓縮機控制系統(tǒng)的主程序流程圖

圖5 螺桿式壓縮機加載和卸載流程圖

　　5 結論
　　本文介紹了基于和利時LM系列PLC的螺桿式壓縮機控制系統(tǒng),。采用此控制系統(tǒng),，壓縮機的工作狀況得到了改善。特別是觸摸屏的使用,，可以對壓縮機的能量級和工作狀況進行修改,，使得系統(tǒng)的運行更加穩(wěn)定和安全,。
　　參考文獻
　　[ 1 ]  和利時LM系列PLC硬件手冊
　　[ 2 ]  董天祿，螺桿式制冷機組及應用,；機械工業(yè)出版社
　　作者簡介：范戰(zhàn)松,，北京和利時自動化驅動技術有限公司，市場拓展部,，技術支持組,，技術支持工程師。