1 引言
空气压缩机是用来使气体增加压力,以利于输送并提高气体的压力能,从而满足生产工艺或动力设备需要的一种专用机械,在陶瓷、玻璃、玩具、制衣、机械制造、塑料等多个行业中普遍应用。传统的活塞式压缩机靠压力继电器进行启停控制,压缩电机一般采用直接启动或传统的降压启动方式,启动存在较大的电气和机械冲击,且压缩机存在供气压力波动大、压缩电机启停频繁易损坏、噪声大、机件磨损快、维护量大、维护成本高等实际应用缺陷。
2 空压机工作原理
u 螺杆式空压机工作原理
螺杆式空压机是由一对相互平行啮合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动,使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化,空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧,实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端,阴转子的槽和阳转子的齿被主电机驱动而旋转。
u 活塞式空压机工作原理
活塞式空压机是由电动机带动皮带轮通过联轴器直接驱动曲轴,带动连杆与活塞杆,使活塞在压缩机气缸内作往复运动,完成吸入、压缩、排出等过程,将无压或低压气体升压,并输出到储压罐内。其中,活塞组件,活塞与汽缸内壁及汽缸盖构成容积可变的工作腔,在曲柄连杆带动下,在汽缸内作往复运动以实现汽缸内气体的压缩。
3 变频控制方案
空压机采用孚瑞肯fr500变频器及plc控制器组成空压机控制系统。压力值由plc控制器设定,压力传感器对供气管网压力实时检测,并通过变送器转换,输出标准的4-20ma的信号,送至plc控制器反馈,通过plc控制器运算后给出4-20ma的信号到变频器的模拟量输入控制频率。根据系统用气量的要求实时调整变频器的输出,从而实时调整压缩机电机的转速,保证管网压力的恒定。变频器故障信号通过继电器输出送至系统控制器;系统控制器采用rs485总线通过modbus-rtu方式读取变频器的状态值(输出频率、输出电压、输出电流、输出功率及故障代码等)。 下图为空压机系统流程图:
恒压供气原理:
如果 供气流量 > 用气流量 则 变频器频率降低,电机转速下降;
如果 供气流量 < 用气流量 则 变频器频率上升,电机加速运行;
如果 供气流量 = 用气流量 则 变频器频率不变,电机转速不变。
4 接线图
5 参数设置
功能码 | 名称 | 参数值 | 说明 |
f00.o8 | 电机控制方式 | 0 | 为v/f控制 |
f01.o1 | 主频率源给定方式 | 6 | 为过程pid |
f02.o0 | 启停命令源选择 | 1 | 为外部端子 |
f02.o2 | 正/反转控制选择 | 1 | 为禁止反转 |
f04.00 | di1功能选择 | 1 | 为正转 |
f04.02 | di3功能选择 | 3 | 三线式运行控制 |
f04.03 | di4功能选择 | 7 | 为故障复位 |
f04.15 | fwd/rev端子控制模式选择 | 2 | 三线模式1 |
f05.02 | 继电器r1 | 1 | 为变频器正转运行中 |
f05.03 | 继电器r2 | 2 | 为故障输出 |
f13.o0 | pid给定方式 | 0 | 为pid数字给定 |
f13.o1 | pid数字给定 | * | 设定压力(满量程的百分比) |
f13.o2 | pid反馈方式 | 0 | 为ai1 |
f13.o3 | pid给定反馈量程 | * | 压力表的量程 |
f13.o4 | pid调节器作用 | 0 | 为正作用 |
f13.o8 | 比例增益 | * | 根据现场实际情况而定 |
f13.o9 | 积分时间 | * | 根据现场实际情况而定 |
f13.22 | pid输出频率上限 | * | 根据现场实际情况而定 |
f13.23 | pid输出频率下限 | * | 根据现场实际情况而定 |
f13.24 | pid反馈丢失检测值 | * | 根据现场实际情况而定 |
f13.25 | pid反馈丢失检测时间 | * | 根据现场实际情况而定 |