引言
根據(jù)國(guó)家相關(guān)電力部分的統(tǒng)計(jì)，壓縮空氣系統(tǒng)所消耗的電能約占企業(yè)電力總消耗的20%～30%，其主要是空壓機(jī)的電能消耗，因此如何降低空壓機(jī)的電能消耗是壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵。眾所周知，空壓機(jī)安裝容量的大小取決于最大載荷，但是空壓機(jī)的單臺(tái)容量不可能太大，因此需要多臺(tái)空壓機(jī)同時(shí)運(yùn)行才能滿足需求。同時(shí)空壓機(jī)的能耗主要是由平均載荷決定的，實(shí)際生產(chǎn)中的壓縮空氣需求量大部分時(shí)間都處于最大值以下，因此根據(jù)不同時(shí)段的用氣情況增減投入運(yùn)行的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)是節(jié)能的關(guān)鍵。本文擬結(jié)合四方的TS系列螺桿空壓機(jī)變頻控制系統(tǒng)，介紹一種智能化的螺桿式空壓機(jī)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)控制方案，在保證供氣壓力穩(wěn)定的同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗的效果。
一、工藝介紹
多臺(tái)螺桿式空壓機(jī)的聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于有大容量?jī)?chǔ)氣罐和及不同荷載的現(xiàn)場(chǎng)，由主機(jī)及若干臺(tái)從機(jī)構(gòu)成，各空壓機(jī)之間通過RS485通訊建立聯(lián)接，需求聯(lián)動(dòng)運(yùn)行時(shí)投入使用，為了保證供氣壓力穩(wěn)定并達(dá)到節(jié)能效果，聯(lián)動(dòng)控制工藝要求如下：
系統(tǒng)內(nèi)各臺(tái)空壓機(jī)都能夠變頻調(diào)速，即根據(jù)氣壓的變化自動(dòng)增減頻率，以保證供氣壓力的恒定；
能夠根據(jù)不同時(shí)段的用氣情況自動(dòng)增減投入運(yùn)行的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)；
系統(tǒng)具有輪循控制功能，當(dāng)需要增加投入的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)時(shí)，啟動(dòng)停止時(shí)間最長(zhǎng)的一臺(tái)空壓機(jī)，當(dāng)需要減少投入的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)時(shí)，停止運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的一臺(tái)空壓機(jī)；
二、控制方案
針對(duì)其控制工藝需求，利用四方TS系列螺桿空壓機(jī)變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了如下的控制方案，主要構(gòu)成如圖1所示：
1． 系統(tǒng)主從機(jī)通過各自TS系統(tǒng)的RS485接口建立通訊聯(lián)接，所有空壓機(jī)的啟停指令及運(yùn)行頻率統(tǒng)一由主機(jī)給出；
2． 空壓機(jī)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)共用一個(gè)壓力傳感器，并將其信號(hào)接入主機(jī)；
3． 主機(jī)控制器中設(shè)置系統(tǒng)增減空壓機(jī)臺(tái)數(shù)的壓力點(diǎn)及啟停延時(shí)時(shí)間。
圖1
聯(lián)動(dòng)相關(guān)參數(shù)設(shè)置：
序號(hào) |
參數(shù)名稱 |
出廠值 |
設(shè)定值 |
備注 |
1 |
壓力設(shè)定 |
0.70MPa |
根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定 |
期望的供氣壓力值，主機(jī)設(shè)定即可。 |
2 |
聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)壓力下限 |
0.50 MPa |
根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定 |
壓力降至該設(shè)定且維持設(shè)定時(shí)間后，系統(tǒng)將會(huì)加泵。主機(jī)設(shè)定即可。 |
3 |
聯(lián)動(dòng)停機(jī)壓力上限 |
0.80 MPa |
根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定 |
壓力升至該設(shè)定且維持設(shè)定時(shí)間后，系統(tǒng)將會(huì)減泵。主機(jī)設(shè)定即可。 |
4 |
聯(lián)動(dòng)延遲啟動(dòng)時(shí)間 |
10.0s |
根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定 |
壓力降至設(shè)定值且維持該設(shè)定的時(shí)間后，系統(tǒng)將會(huì)加泵。主機(jī)設(shè)定即可。 |
5 |
聯(lián)動(dòng)延遲停機(jī)時(shí)間 |
10.0s |
根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定 |
壓力升至設(shè)定值且維持該設(shè)定時(shí)間后，系統(tǒng)將會(huì)減泵。主機(jī)設(shè)定即可。 |
6 |
控制方式 |
0 |
0/1 |
主機(jī)設(shè)置為0（近控），從機(jī)設(shè)置為1（遠(yuǎn)控） |
9 |
波特率 |
0011 |
0011 |
主機(jī)與從機(jī)的通訊波特率必須一致 |
10 |
站地址 |
1 |
1 |
主機(jī)設(shè)置為1，從機(jī)地址為2-64，且不可重復(fù)。 |
11 |
聯(lián)動(dòng)使能 |
0 |
1 |
主機(jī)與從機(jī)都必須設(shè)置為1 |
12 |
主從選擇 |
0 |
0/1 |
主機(jī)設(shè)置為1，從機(jī)設(shè)置為0 |
13 |
聯(lián)動(dòng)個(gè)數(shù) |
0 |
根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定 |
聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)中包括主機(jī)在內(nèi)的所有空壓機(jī)臺(tái)數(shù) |
三、方案優(yōu)勢(shì)：
1． 系統(tǒng)共用一個(gè)壓力傳感器且安裝于主儲(chǔ)氣罐內(nèi)，其壓力控制精度可達(dá)±0.01 Mpa；
2． 系統(tǒng)內(nèi)各空壓機(jī)都可變頻調(diào)速，保證了供氣壓力的恒定，比工頻控制節(jié)能效果更佳；
3． 增減投入臺(tái)數(shù)壓力點(diǎn)及時(shí)間的設(shè)置，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同時(shí)段用氣情況增減投入運(yùn)行的機(jī)臺(tái)數(shù)，同時(shí)避免了機(jī)臺(tái)的頻繁啟停，節(jié)能效果顯著；
4． 輪循控制使得每臺(tái)空壓機(jī)都能得到均等運(yùn)行機(jī)會(huì)和時(shí)間，延長(zhǎng)了系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的使用壽命。
四、實(shí)例說明：
以廣東某玩具廠的實(shí)際應(yīng)用情況為例，其白天與夜晚的用氣量存在較大的差異（白天用氣量較大，夜晚用氣量較小），且不同時(shí)段（中午及下午員工休息及換班時(shí)間用氣量較小，其他時(shí)間用氣量相對(duì)較大）。該廠原有4臺(tái)空壓機(jī)，功率分別為45KW兩臺(tái)，55KW兩臺(tái)，都為獨(dú)立的工頻控制，為了滿足不同時(shí)段的供氣需求，經(jīng)常需要人工啟停空壓機(jī)，同時(shí)為了保證足夠供氣量，投入運(yùn)行的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)相對(duì)較多，這樣就導(dǎo)致了工頻空壓機(jī)經(jīng)常性的處于空載運(yùn)行狀態(tài)，電力浪費(fèi)嚴(yán)重，操作也非常繁雜，且供氣壓力也難以保證穩(wěn)定。
采用兩臺(tái)TS2600-4T0450H及兩臺(tái)TS2600-4T0550H對(duì)其進(jìn)行變頻聯(lián)動(dòng)改造。現(xiàn)場(chǎng)接線如下圖2所示：
圖2
該公司在采用此方案后，其節(jié)能效果及供氣穩(wěn)定性得到了有效的改善，具體如下：
1． 對(duì)比工頻運(yùn)行及變頻聯(lián)動(dòng)改造之后的用電量，改造前約為2200度/天，改造后約為1800度/天，改造后的節(jié)電率為18%左右。按照目前1元/度的電價(jià)，設(shè)備年運(yùn)行300天來計(jì)算，一年可節(jié)省電費(fèi)12萬元左右；
2． 供氣壓力穩(wěn)定在0.65±0.01 Mpa；
3． 實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)各空壓機(jī)啟停的自動(dòng)化控制，大大簡(jiǎn)化了經(jīng)常人工啟停空壓機(jī)的繁雜操作。
結(jié)束語
本文介紹了一種基于四方TS系列螺桿空壓機(jī)變頻控制系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制方案，該方案具有供氣壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了增減投入空壓機(jī)臺(tái)數(shù)的自動(dòng)化，節(jié)能效果顯著，有效延長(zhǎng)了系統(tǒng)各設(shè)備的使用壽命。目前已成功的應(yīng)用于多個(gè)空壓機(jī)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)中。
參考文獻(xiàn)：
《TS空壓機(jī)變頻電控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用手冊(cè)》 深圳市四方電氣技術(shù)有限公司
