詳解CNG加氣站壓縮機PLC控制系統

文章出(chu)處：網責任(ren)編(bian)輯：作者：人氣：-發表時間：2014-03-13 11:02:00【大中小】

一、cng壓縮機PLC控制系統構成

cng壓縮機PLC控制系統，按照系統功能及其布線，大致可以分為三個級。分別是本地級、中心控制級、上位顯示級。

本地級(ji)主要以(yi)連接在工藝設備(bei)上壓(ya)縮(suo)機(ji)運(yun)行各(ge)級(ji)運(yun)行參數的二(er)次儀(yi)(yi)表(biao)，包含溫度、壓(ya)力傳感器、現場啟(qi)動、停止、急停等(deng)主令按(an)鈕(niu)，以(yi)及執行各(ge)類閥門(men)的電(dian)磁(ci)閥等(deng)電(dian)動執行機(ji)構。本地級(ji)是控制(zhi)(zhi)系統的基礎，為壓(ya)縮(suo)機(ji)提供最直接的原始(shi)判(pan)斷依據，二(er)次儀(yi)(yi)表(biao)作為其核心部件，隨著(zhu)科學技(ji)術(shu)的進(jin)步，由(you)隔爆(bao)型儀(yi)(yi)表(biao)逐步向本安型儀(yi)(yi)表(biao)過渡。常采(cai)用本安型儀(yi)(yi)表(biao)。執行閥門(men)的開啟(qi)、關閉(bi)是由(you)電(dian)磁(ci)閥完成的。電(dian)磁(ci)閥由(you)機(ji)械(xie)和電(dian)氣(qi)控制(zhi)(zhi)部分(fen)構成。

中心控制級作為壓縮機控制系統的核心，起到正常啟、停壓縮機功能以及故障聯動功能。目前使用較為普遍的是西門子PLC可編程控制器，該控制器有自帶的輸入、輸出、通信、電源等模塊，這些外設模塊同中心CPU之間的聯結方式，有帶擴展槽和用卡件與CPU同在一個主板下工作的兩種形式。

中心控制級在控制系統中稱為下位機。上位顯示級作為控制系統的上位機，按照目前使用實際情況，建設單位為了節省投資，大多采用顯示終端，只為用戶提供壓縮機常見故障代碼，這種顯示形式是以PLC控制器輸出模塊通過LED液晶顯示數字代碼。無壓縮機日常供況運行告急顯示，再者這種情況上升一個層次是能為用戶提供壓縮機運行數據，以及運行故障報警設定顯示終端的Panlview結構。比較先進的上位機系統，通過CPU聯接的通信模塊通過RS232、RS485或Ethernet聯結，上位機同下位機PLC控制器進行通信。上位機上面可以根據用戶要求顯示實時壓縮機工藝系統，各種運行參數，故障報警，可以通過上位機畫面手動遙控工藝系統閥門的開啟和停止。并且可以顯示歷史數據，提供報表等功能。

壓(ya)縮機供應(ying)(ying)商根據用戶的(de)(de)(de)要求，將符合要求的(de)(de)(de)上(shang)、下(xia)位機程序安裝到上(shang)位工控機及下(xia)位機控制器后，壓(ya)縮機按照相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)程序工作，并(bing)將運(yun)行參數動態顯示到顯示終端(duan)上(shang)。對于復雜的(de)(de)(de)內(nei)部結構不再多述。

二、CNG壓縮機PLC控制系統電路結構

上面，只是對壓縮機PLC控制系統用文字形式進行了簡單介紹，僅有這些也只能對該控制系統有一個初步的影響，為了能夠對壓縮機PLC控制系統有一個比較深刻的認識，主要的目的是當控制系統出了故障后，我們怎樣能夠在最短的時間內排除，恢復壓縮機正常運行。對于廣大維護工作人員來說應該有一定機械方面的知識儲備，同時應該對控制系統常用的設備元件工作原理有比較熟練的掌握，比如PLC控制器常識，繼電器、熱繼電器、軟啟動控制器等的工作原理。在建立對以上基礎理論知識的掌握后，結合圖紙，按照正確的思路，想必一般技術人員對于排除常見的設備故障應該是一件不難的事。

壓縮機PLC控制系統電氣原理所示。

1. 總電源電路

該壓縮機控制系統主要的電器設備是160kW主電機一臺，3kW水泵電動機一臺，7.5kW風扇電動機一臺，1.5kW油泵機一臺，油加熱器及撬房加熱系統為單相用電，分別為1kW、5.5kW及1.5kW氣泵電機一臺。其供電電源由CNG汽車加氣站低壓供配電系統配電柜引入，為380V三相四線制電源，低壓配電柜設壓縮機用電斷路器一臺，PLC控制柜設GCM1-630L/3310/500A一臺作為壓縮機控制系統總開關，此開關可以對壓縮機電機進行短路及過載保護。

2.主電機的控制

主電機電路由低壓斷路器QF，軟啟動器旁路交流接觸器KM1、中間繼電器KA2，中間繼電器KA1構成。需要主電機啟動，必須具務交流繼電器KM1得電。亦就是說讓中間繼電器KA2得電的條件。

主電機工作原理分析(xi)如下：

啟動：當系統在自動待機情況時，儲氣瓶低壓信號（系統壓力）P8二次儀表將該低壓信號傳輸到PLC控制中心A1模塊。PLC根據下位機內部用戶程序。作壓縮機開啟準備，其過程較為復雜。具體工作流程是：中間集電器KA5得電，KA5常開觸點吸合，交流接觸器KM4得電吸合，油泵啟動，并返回信號至CPU1M-1.3；中間繼電器KA3得電，其常開觸點吸合，交流接觸器KM2吸合，水泵電機運行，并返回水泵運行信號至CPU2M-2.0；中間繼電器KA4得電，交流接觸器KM3得電吸合，風扇電機啟動，并返回風扇啟動信至CPU1M-1.1。以上條件具備的同時在任何一個前面條件出現不滿足時，后面均不執行，比如油泵啟動故障就會啟動水泵了，此時PLC如未檢測到其CPU輸入端對應的如“停止、復位、外部泄露、風扇過載、油泵過載、油池液位低限、油箱液位低限、油箱液位低限、水泵過載、氣泵過載”這其中的任一信號時，中間繼電器KA1得電，軟啟動器啟動，軟啟動器按照設定程序，給出旁路輸出信號012到CPU輸入端，KA2得電，KM1得電，主電機啟動，（KA10～13得電再失電）打開排污閥，再關閉排污閥，最后中間繼電器KA8得電，進氣閥打開，壓縮機運轉。系統待機與按主令電氣按鈕啟動其工作過程是一樣的。

停機：當系統壓力傳感器P8檢測到系統工藝系統壓力達到設定的最大參數時，或者手動按動主令停止按鈕時。KA2失電，主電機停止，KA3失電水泵停止運行，KA5失電油泵電機停止運行，KA4失電，風扇電機停止，KA8失電進氣閥關閉，KA10～13得電1～4級排污閥打開泄荷。

故障停機：當PLC控制器運行過程中檢測到如壓力、溫度載等故障，以上故障信息系統通過輸出模塊D，接通上位顯示終端設備，并停止運行。其停機順序同上，并同時給出聲光報警等。故障排除后，復位系統重新進入待機狀態。

3.水泵電機電路

水泵電機電路由主電路及控制電路構成，其主電路由空氣斷路器QF2、交流接觸器KM2、熱繼電器FR2及水泵電機M2構成。其控制電路由中間繼電器KA3、交流接觸器KM2、CPU輸出端子、熱繼電器常開觸點FR2等。

4. 風扇電機電路

主電路：斷路器QF3、交流接觸器KM3、熱繼電器FR3、風扇電機M3。

控制回路：中間繼電器KA4、交流接觸器線圈KM3、CPU輸出端子、熱繼電器常開觸點FR2。

5.油泵電機電路

主電路：斷路器QF3、交流接觸器KM4、熱繼電器FR4、油泵電機M4。

控制回路：中間繼電器KA5、交流接觸器線圈KM4、熱繼電器常開觸點FR4、CPU輸出端子。

6. 油加熱器電路

主電路：斷路器QF5、交流接觸器KM5、油加熱電阻R5。

控制回路：中間繼電器KA6、交流接觸器線圈KM5、CPU輸出端子。

7.撬房加熱器

主電路：斷路器QF6、交流接觸器KM6、撬房電加熱電阻R6。

控制回路：中間繼電器KA7、交流接觸器線圈KM6、CPU輸出端子。

8.氣泵電機

主電路：斷路器QF7、交流接觸器KM7、熱繼電器FR5、氣泵電機M5。

控制回路：中間繼電器KA15、交流接觸器線圈KM7、熱繼電器FR5常開觸點、CPU輸出端子。

9. 進氣閥、排污閥控制電路

進氣閥控制電路由中間繼電器KA8，與電磁閥DT1構成。排污閥共有四個，分別為1～4級。其控制電路分別由中間繼電器KA10、KA11、K12、K13控制。

10.信號燈顯示、故障報警電路

信號燈顯示包括運行指示燈HL2，其控制電路由中間繼電器KA1～KA4常開觸點及中間繼電器KA14常開觸點構成。當系統主機啟動，主機運行，水泵、風扇電機啟動時，均使中間繼電器KA14線圈得電，其常開觸點閉合，燈HL2點亮，系統運行指示。當系統停機時，KA1～KA4均失電，信號HL2滅，同時KA14常閉觸點吸合停止指示燈點亮，系統停機狀態。