基于GPRS远程监控的空压机节能控制实现方案

一、空压机的构造及工作特点 1、空压机的介绍 工作原理是由一对相互平行齿合的阴阳转子(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。 一般空压机系统工作状况： 该系统为星－角减压启动。启动过程为空载启动，10－30秒（可调）后自动加载，其中星－角启动时间10－20秒（可调）。 主轴齿轮箱的润滑油压由主电机带动，启动10－20秒（可调）后检测由压力传感器检测的油压，如低于最小设定值（1.0bar）则报警。 该系统正常工作时时依靠设定一低点压力和高点压力来控制的，低压力点时加载运行高压力点时卸载运行，从而调节空压机达到恒定压力的目的。 2、系统存在的主要问题 大型空压机启动对电网的冲击及空压机寿命有很大影响，所以系统中的空压机电机不允许频繁启停，因此在负荷低时也是采用泄压的方式来解决过高的压力，此时电机仍然要空载运行，仍然浪费电能。此外经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化，不能保持恒定的工作压力。 二、空压机节能控制的必要性 1、节约能源 变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，它根据调节压缩机的转速来满足实际用气量需求的变化，从而不需要有泄压的过程，节省了电能。其有功功率的节电率能达到20%以上。此外，也可以节省大量的无功功率。 2、提高压力控制精度 智能节能控制装置具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。该装置使空压机的输出气量随着电机转速的改变而改变，有效地提高了工况的质量。 3、延长压缩机的使用寿命 智能节能控制装置的电源输出使电机的转速缓慢起动，从而减少起动时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，该节能装置能够减少机组起动时电流波动，能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度，减少对电网和其它用电设备的损伤。 三、 空压机节能控制实现方案 （1）市电/智能节能控制器运行双向回路安全设计，不改变原电路的和保护控制部分,因此，对设备的安全运行没有影响，原系统的星三角启动完成后，节能装置的电源才会输出，不会造成节能启动的欠电压现象。选择工频电源工作时，即恢复了原有的控制系统工作。确保在节电运行模式下发生故障或检修时，原有控制能正常投入运行，确保系统安全，不影响生产。 （2）在储气罐的压力检测管上另接压力变送器一只，采用PID恒压控制的方式。使得供气系统的气压稳定在设定的压力点上运行。原有的设备的气压保护控制部分依然有效，即便节能闭环恒压控制失控的情况发生，原有的保护仍然起作用，确保不会对空压机的电路及其部件造成损坏。 （3）空压机电机的散热风机的电源单独工频供电，可避免节能控制时压缩机转速下降引起散热风机的转速下降，影响电机的散热效果而造成压缩机烧坏的现象发生。 （4） 内建参数自动调谐功能，自动侦测电机特性并自动设定相关参数，根据检测的电机的感抗阻抗的矢量数据，匹配最佳的负载电流电压，使节能效果最佳，使节电率可达20%以上。 （5）内置独特的精密计算机控制器和信号转换器，快速的数字化处理。平滑软起动控制，大大减少电机起动时对电网的冲击。工作环境噪音明显减少，系统噪音大幅下降； （7）全领域的保护功能：低电压、过电压、过电流、过载、过热等保护功能。具有瞬时掉电再启动功能，能保证生产的连续运行。 （8）高起动转距，过载能力强，可快速启动，满足工艺的需要。 采用目前世界最先进矢量控制技术（电流矢量控制），确保在空压机工作过程中，能承受重负载的冲击而不跳闸，以确保生产过程的连续性。 （9）完善的EMC设计： 采用多种EMI对策，确保对空压机电气系统的干扰减小到最小，保证其工作的稳定性。 （10）通过常州新维致远科技公司的无线物联平台实现控制设备的远程监控达到设备可靠运行保障，将空压机设备的运行，能耗，产能信息及时反馈管理部门，并有软件实现自动化的信息决策，并使得远程的设备售后服务更便捷及时，可靠性大大提高。 （11）一体化设计，结构紧凑，体积小，安装简单。完善的人性化结构设计， 保证整机的可靠性； 四、用户经济效益 （1） 高效节能，降低生产成本。 采用了先进的微电脑控制技术，提高空压机电机功率因素至0.96以上，节电率一般可达20%~65%，设备投资6~12个月便可收回。电能的降低能使得企业产品的竞争优势增强。 （2） 软启动带来设备的可靠性和延长器件寿命 使FMCK空压机智能节能控制器节能改造后，将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流的2倍，减轻了对电网的冲击和对供电的要求，延长了设备的使用寿命，降低了设备的维修维护成本和设备维修维护工作量，同时也使得设备的利用率得到提高。企业效益增强。 （3） 设备的信息化管理为企业从管理获得效益 通过常州新维致远科技公司的专利产品无线智能网关装置进行简便的连接即可实现设备的物联，把设备的信息适时反馈到信息管理平台，由软件对信息进行自动处理和决策，使得企业的效率提高，消耗减小，从管理上获得效益。 总结：节电技术、自动化技术以及信息化技术在空压机设备的完美结合，必将使得用户企业的效益大幅提升，市场竞争能力增强。