1.概述
空壓機(jī)是各種工廠,筑路,礦山以及建筑等行業(yè)的必備設(shè)備,主要用來提供源源不斷的具有一定壓力的壓縮空氣,例如給氣動閥供氣,給需要一定壓力氣體的工藝流程提供氣源??諌簷C(jī)有很多種類,如 螺桿式空壓機(jī),活塞式空壓機(jī),離心式空壓機(jī),渦旋式空壓機(jī)等等,而螺桿式空壓機(jī)的市場潛力極大,并在許多行業(yè)得到廣泛的運(yùn)用。本文詳細(xì)地介紹Twido PLC 及RM4TG20相序保護(hù)繼電器在螺桿式空壓機(jī)行業(yè)的運(yùn)用。
2.應(yīng)用描述
(1)系統(tǒng)
在本運(yùn)用中,采用了施耐德的全套解決方案,主要的硬件配置有 Twido 本體TWDLCAA24DRF+模擬量模塊TWDAMM3HT+TSX08H04M 4行文本屏+接觸器+相序保護(hù)繼電器RM4TG20。

1)主控器采用施耐德 小型PLC TWIDO系列TWDLCAA24DRF,該型號PLC性價比非常高,具有14DI/10DO,支持雙字運(yùn)算,14路PID并帶自整定功能,運(yùn)算速度達(dá)到每條列表指令0.14微秒,可擴(kuò)展4個數(shù)字量或模擬量模塊,通過擴(kuò)展CanOpen主模塊TWDNCO1M 可實(shí)現(xiàn)CanOpen 高速通信。
2)模擬量模塊采用TWDAMM3HT,該模塊具有2AI/1AO, 可以連接0~10V或4~20mA信號,分辨率高達(dá)12位。
3)主電機(jī)的啟動采用三個施耐德接觸器進(jìn)行星三角啟動。
4)主電機(jī)的相序檢測采用施耐德相序保護(hù)繼電器RM4TG20, 當(dāng)主電機(jī)出現(xiàn)相序故障或缺相時,切斷電機(jī)三相電源,以保護(hù)昂貴的螺桿機(jī)頭,并把故障信號接入TWIDO PLC 以進(jìn)行故障報警。
5)人機(jī)界面采用施耐德TSX08H04M 4行文本屏,該文本屏功能強(qiáng)大,支持棒圖,趨勢圖,動畫等顯示功能,可通過MODBUS連接到TWIDO PLC。該屏在系統(tǒng)中主要用來參數(shù)的設(shè)定和顯示,故障報警等等。
TWIDO PLC在空壓機(jī)系統(tǒng)中擔(dān)任著集中控制的重要角色,通過采集各種傳感器信號,并使用一定的工藝算法,對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
(2)模擬量采集
在螺桿式空壓機(jī)中,溫度和壓力信號對保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行起到關(guān)鍵作用。溫度過高,會影響系統(tǒng),有可能會導(dǎo)致機(jī)頭損壞;而壓力的的迅速建立,保證空壓機(jī)的運(yùn)行效率。 請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息
在以往的控制系統(tǒng)中,通常會采用以下兩種溫度和壓力信號采集方案.
A)不使用模擬量模塊,而是使用溫控儀來檢測溫度信號,壓力開關(guān)來檢測壓力信號,通過設(shè)置溫控儀和壓力開關(guān)的門限值(上限和下限)以達(dá)到設(shè)置參數(shù)的目的,并把門限輸出值接入PLC 離散量輸入點(diǎn)。這種方式的缺點(diǎn)很明顯:在設(shè)置溫度和壓力時,非常不方便,極其不靈活,而且不能顯示溫度和壓力的當(dāng)前值,另外溫控儀和壓力開關(guān)的價格也很高.
B)使用模擬量模塊來檢測溫度和壓力信號,但是由于很多PLC的供應(yīng)商并不提供同時接溫度信號(如PT100熱電阻或K型熱電偶)和標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(0~10V 或4~20mA,主要用于采集壓力信號)的模擬量模塊(即使有,價格也很高),這樣,就需要使用一個變送器,把溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)模擬量信號。看上去這種方案解決了方案A的問題,然而,仔細(xì)一看,無端給客戶增加了一個變送器,也就增加了客戶的成本。
現(xiàn)在我們采用施耐德的方案,使用一個可接標(biāo)準(zhǔn)信號的模擬量模塊TWDAMM3HT來采集溫度和壓力信號,而不使用變送器。具體做法是:通過模擬量輸出給PT100提供一個4mA的恒流源。再通過具體的算法把所測到的溫度信號線性化,即可得到我們想要的溫度值,采用這種方法,可達(dá)到1攝氏度的精度。
(3)相序保護(hù)繼電器保護(hù)螺桿機(jī)頭
在空壓機(jī)電氣回路里,還有一個非常重要的器件—相序保護(hù)繼電器RM4TG20。因?yàn)樵诼輻U空壓機(jī)運(yùn)用中,是不允許螺桿機(jī)頭反轉(zhuǎn)的,一旦反轉(zhuǎn)的話,會導(dǎo)致機(jī)頭損壞。而大部分螺桿空壓機(jī)廠商都是從國外進(jìn)口機(jī)頭,價格相當(dāng)昂貴,動輒上萬元(是空壓機(jī)中最貴的部分),所以,用戶在選擇相序保護(hù)繼電器的時候,首先考慮的是它的可靠性。
目前市場上,用于螺桿空亞機(jī)的相序保護(hù)繼電器主要分為國際和國內(nèi)兩種品牌。國際品牌以施耐德RM4為主,其他的還有OMRON等廠商產(chǎn)品,國內(nèi)品牌主要有電路板產(chǎn)品和集成相序功能和空壓機(jī)控制的專用板(例如深圳某廠家提供的空壓機(jī)專用控制板)。
RM4TG20相序監(jiān)測和缺相檢測
當(dāng)端子通電時,繼電器吸合,如果相序正確并且所有3相帶電,黃色LED燈亮,如果缺相故障或者相序不正確,繼電器斷電;正常工作(無故障)時繼電器吸合,當(dāng)缺相時立即斷電。
3.給客戶帶來的利益
a.施耐德全套專業(yè)解決方案,提高品牌形象
b.改變傳統(tǒng)的單片機(jī)控制方式,使系統(tǒng)更加可靠,穩(wěn)定。
c.使用模擬量模塊直接采集壓力、溫度信號,可以讓使用者對實(shí)時壓力和溫度一目了然。
d.節(jié)省一個壓力開關(guān),一個溫控儀,節(jié)省成本
e.使用HMI,可直接方便的設(shè)定壓力、溫度,對報警了如指掌,還可以儲存歷史報警數(shù)據(jù),并輕松設(shè)定設(shè)備保養(yǎng)計(jì)劃。