空壓機雙油泵循環(huán)控制的設(shè)計與應(yīng)用

　　空壓機是空分制氧設(shè)備中的核心設(shè)備，而空壓機的正常運行與它的潤滑油系統(tǒng)是否運行良好是密不可分的。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機是非常大的應(yīng)用程序。潤滑油系統(tǒng)向齒輪箱和電動機軸承提供清潔的、溫度得到控制的油，內(nèi)部加熱(heating)器保證了油箱溫度保持在高于最低溫度1000F，系統(tǒng)自動(automatic)將齒輪箱油溫控制在900F，即啟動需要的溫度以上，油箱配備了低油位報警和停機功能。油泵的運行決定潤滑油系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在萊鋼天元氣體5制氧機(Oxygen making machine)組(unit)中，由于沈鼓空壓機無自帶主油泵，所以采用兩臺輔油泵互備的工作(gōng zuò)模式來保證空壓機能夠長時間連續(xù)可靠地運行。
　　1傳統(tǒng)(Tradition)控制（control)方案的缺陷(defect)在壓縮機系統(tǒng)中，傳統(tǒng)控制H方式為：臺為主油泵。昆山空壓機保養(yǎng)主要噪聲源是進、排氣口，應(yīng)選用適宜的進排氣消聲器。空壓機進氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)。空壓機的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機排氣口使用小孔消聲器另一臺為輔助油泵。在系統(tǒng)啟動時。主油泵總是跟隨啟動運行，在工況正常的條件下，輔助油泵是不會運行的，只有在主油泵出現(xiàn)故障或儀表檢測到油壓低的情況下，輔助油泵才投運。這樣就會造成一臺工作過于頻繁（frequency)，而另臺利用率不高。主油泵會由于機械(machinery)磨損等因素(factor)使用(use)壽命縮短；輔助油泵則由于長時間不運行可能出現(xiàn)設(shè)備銹蝕、電氣(electric)故障等，同樣會遭到損壞。
　　工作(gōng zuò)。
　　2控制方案的確定2.1硬件(hardware)配置系統(tǒng)采用西門子S7-400PLC，帶有1個操作控制員站兼工程師站，以Windows2000做為運T平臺，并通過(tōng guò)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)，實現(xiàn)整個流程的自動(automatic)控制、數(shù)據(jù)通信及上位機管理，可完整地監(jiān)控整個系統(tǒng)的生產(chǎn)情況(Condition)。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機是非常大的應(yīng)用程序。昆山空壓機保養(yǎng)主要噪聲源是進、排氣口，應(yīng)選用適宜的進排氣消聲器。空壓機進氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)。空壓機的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機排氣口使用小孔消聲器硬件配置如所示。
　　硬件配置示意圖系統(tǒng)每個任務(wù)都可設(shè)定運行中斷掃描周期和優(yōu)先級。昆山空壓機維修在啟動前，首先啟動油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動后保證空壓機各潤滑部件潤滑良好，同時油泵控制系統(tǒng)可通過內(nèi)置的溫控閥來調(diào)節(jié)內(nèi)部油壓和油溫，以滿足系統(tǒng)需要。根據(jù)壓縮(compression)機工況的變化，控制器通過調(diào)用不同的任務(wù)中斷實現(xiàn)快速響應(yīng)。因此該控制器既可滿足復(fù)雜調(diào)節(jié)回路控制要求，又可滿足開關(guān)(switch)量的快速聯(lián)鎖控制功能(gōng néng)，從而實現(xiàn)一個控制器可以覆蓋工廠所有環(huán)節(jié)的控制要求。
　　自動化應(yīng)用2013 4期丨1 DCS控制系統(tǒng)采用西門子專用的通信模塊，為符合TCP/IP協(xié)議(protocol)的快速以太網(wǎng)模件，使系統(tǒng)無須增加設(shè)備就可與工廠局域網(wǎng)連接，同時提高了網(wǎng)絡(luò)的通信速度；支持OPC數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)與第三方數(shù)據(jù)庫或軟件的數(shù)據(jù)交換更加容易，為今后工廠實現(xiàn)管理、控制一體化提供了有力保障2.2控制思路控制思路的關(guān)鍵在于如何使系統(tǒng)的2臺機組工作均衡有效，即能夠?qū)崿F(xiàn)工作機和備用機的相互輪換在油泵系統(tǒng)中，首先啟動工作油泵，當(dāng)工作機出現(xiàn)故障或油壓低于設(shè)定值時，系統(tǒng)啟動備用油泵，而當(dāng)油壓正常(normal)時，工作油泵停止工作，同時將此時的工作油泵自動轉(zhuǎn)為備用油泵，而備用油泵則自動轉(zhuǎn)為工作油泵，并做好下一次啟動準(zhǔn)備(ready)當(dāng)系統(tǒng)再次要求啟動時，所啟動的工作油泵就是前一次工作時的備用油泵，而前一次的工作油泵此時則作為備用油泵在等待工作，實現(xiàn)雙機輪流工作，達到工作上的均衡3控制方案(fāng àn)的實施在萊鋼集團天元氣體(gas)5空分制氧機組中，采用西門子DCS控制系統(tǒng)，利用PCS7的編程工具CFC來實現(xiàn)兩臺油泵的交替循環(huán)控制設(shè)計提供了手自動兩種方式，獨立方式即為手動控制，互備方式即為油泵自動循環(huán)控制當(dāng)密封氣壓力(pressure)PIAS4407A>0.2MPa，PIAS4408A>0.2MPa，TIAS4407A>25*C三個條件(tiáo jiàn)都具備時，畫面顯示油泵允許啟動（油泵控制畫面見）開車前油泵控制打到獨立狀態(tài)，允許啟動油泵后，由操作人員(personnel)啟動一臺油泵，并打到互備方式，同時存儲記憶塊將記憶1油泵的先啟動狀態(tài)位，并將其作為工作泵；當(dāng)PIAS4406A矣0.35MPa時，自動啟動另一臺備用泵，存儲記憶塊再存儲第二個油泵的狀態(tài)，兩臺油泵同時工作后，當(dāng)油壓PIAS4406A>0.45MPa時，自動停止第個油泵，此時第二個油泵成為工作泵系統(tǒng)根據(jù)PIAS4406A的測定(Assessment)值循環(huán)啟停兩臺油泵，在很大程度上保證至少有一個油泵能夠運行，大大提高了設(shè)備的穩(wěn)定性(The stability of)、安全性13油泵互備模式控制流程如所示油泵控制畫面油泵互備模式控制流程實施效果（1）系統(tǒng)改造后，實現(xiàn)了主油泵、輔助油泵的自動切換及遙控操作，可靠的聯(lián)鎖保護，以及數(shù)據(jù)通信及上位機管理；降低了停車故障率，大大增強了空壓機的運行穩(wěn)定性（2）通過程序的在線監(jiān)控，能準(zhǔn)確無誤地判斷故障原因，大大提高了故障處理效率(efficiency)13（3）改變了原操作系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定性，提高了設(shè)備的安全可靠性，為設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運行提供了可靠的保障（4）充分利用應(yīng)用軟件提供的功能，開發(fā)硬件(hardware)設(shè)備的運行狀態(tài)在線監(jiān)視13目前已實現(xiàn)了對現(xiàn)場變送器、分析儀、系統(tǒng)電源、CP
　　U、I/0模塊的在線監(jiān)視，同時實現(xiàn)了遠(yuǎn)程(Remotely)故障（fault）診斷和管理功能(gōng néng)13 5結(jié)語循環(huán)油泵(Deep well pump)自動切換控制法有效解決了傳統(tǒng)雙機切換方式的缺陷，已成功應(yīng)用于萊鋼5制氧機(Oxygen making machine)組。
　　該方法有效實現(xiàn)了主、輔油泵(Deep well pump)工作時間(time)的均衡（Balance)，避免了機械和電氣(electric)故障的發(fā)生，提高了設(shè)備使用效率，增加了設(shè)備使用的時長及維護周期DCS控制系統(tǒng)硬件接線簡單，運行可靠，性能穩(wěn)定，控制靈活，維護方便，節(jié)能效果(xiàoguǒ)顯著（striking）13