詳解CNG加氣站壓縮機(jī)PLC控制系統(tǒng)

1、 一、cng 壓縮機(jī)PLC 控制系統(tǒng)構(gòu)成cng 壓縮機(jī)PLC 控制系統(tǒng)，按照系統(tǒng)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。本地級主要以連接在工藝設(shè)備上壓縮機(jī)運行各級運行參數(shù)的二次儀表，包含溫度、壓力傳感器、現(xiàn)場啟動、停止、急停等主令按鈕，以及執(zhí)行各類閥門的電磁閥等電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本地級是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，為壓縮機(jī)提供最直接的原始判斷依據(jù)，二次儀表作為其核心部件，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，由隔爆型儀表逐步向本安型儀表過渡。常采用本安型儀表。執(zhí)行閥門的開啟、關(guān)閉是由電磁閥完成的。電磁閥由機(jī)械和電氣控制部分構(gòu)成。中心控制級作為壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的核心，起到正常啟、停壓縮機(jī)功能以及故障

2、聯(lián)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(shè)模塊同中心CPU 之間的聯(lián)結(jié)方式，有帶擴(kuò)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(tǒng)中稱為下位機(jī)。上位顯示級作為控制系統(tǒng)的上位機(jī)，按照目前使用實際情況，建設(shè)單位為了節(jié)省投資，大多采用顯示終端，只為用戶提供壓縮機(jī)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(shù)字代碼。無壓縮機(jī)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(jī)運行數(shù)據(jù)，以及運行故障報警設(shè)定顯示終端的Panlview 結(jié)構(gòu)。比較先進(jìn)的上位機(jī)系統(tǒng)，通過CP

3、U 聯(lián)接的通信模塊通過RS232、RS485或Ethernet 聯(lián)結(jié)，上位機(jī)同下位機(jī)PLC 控制器進(jìn)行通信。上位機(jī)上面可以根據(jù)用戶要求顯示實時壓縮機(jī)工藝系統(tǒng)，各種運行參數(shù)，故障報警，可以通過上位機(jī)畫面手動遙控工藝系統(tǒng)閥門的開啟和停止。并且可以顯示歷史數(shù)據(jù)，提供報表等功能。壓縮機(jī)供應(yīng)商根據(jù)用戶的要求，將符合要求的上、下位機(jī)程序安裝到上位工控機(jī)及下位機(jī)控制器后，壓縮機(jī)按照相應(yīng)的程序工作，并將運行參數(shù)動態(tài)顯示到顯示終端上。對于復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不再多述。二、CNG 壓縮機(jī)PLC 控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)上面，只是對壓縮機(jī)PLC 控制系統(tǒng)用文字形式進(jìn)行了簡單介紹，僅有這些也只能對該控制系統(tǒng)有一個初步的影響，為了能

4、夠?qū)嚎s機(jī)PLC 控制系統(tǒng)有一個比較深刻的認(rèn)識，主要的目的是當(dāng)控制系統(tǒng)出了故障后，我們怎樣能夠在最短的時間內(nèi)排除，恢復(fù)壓縮機(jī)正常運行。對于廣大維護(hù)工作人員來說應(yīng)該有一定機(jī)械方面的知識儲備，同時應(yīng)該對控制系統(tǒng)常用的設(shè)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(chǔ)理論知識的掌握后，結(jié)合圖紙，按照正確的思路，想必一般技術(shù)人員對于排除常見的設(shè)備故障應(yīng)該是一件不難的事。 壓縮機(jī)PLC 控制系統(tǒng)電氣原理所示。1. 總電源電路該壓縮機(jī)控制系統(tǒng)主要的電器設(shè)備是160kW 主電機(jī)一臺，3kW 水泵電動機(jī)一臺，7.5kW 風(fēng)扇電動機(jī)一臺，1.5

5、kW 油泵機(jī)一臺，油加熱器及撬房加熱系統(tǒng)為單相用電，分別為1kW 、5.5kW 及1.5kW 氣泵電機(jī)一臺。其供電電源由CNG 汽車加氣站低壓供配電系統(tǒng)配電柜引入，為380V 三相四線制電源，低壓配電柜設(shè)壓縮機(jī)用電斷路器一臺，PLC 控制柜設(shè)GCM1-630L/3310/500A一臺作為壓縮機(jī)控制系統(tǒng)總開關(guān)，此開關(guān)可以對壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行短路及過載保護(hù)。2. 主電機(jī)的控制主電機(jī)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(gòu)成。需要主電機(jī)啟動，必須具務(wù)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(jī)工作原理分析如下：啟動：當(dāng)系統(tǒng)在自動待

6、機(jī)情況時，儲氣瓶低壓信號（系統(tǒng)壓力）P8二次儀表將該低壓信號傳輸?shù)絇LC 控制中心A1模塊。PLC 根據(jù)下位機(jī)內(nèi)部用戶程序。作壓縮機(jī)開啟準(zhǔn)備，其過程較為復(fù)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(jī)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(fēng)扇電機(jī)啟動，并返回風(fēng)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(xiàn)不滿足時，后面均不執(zhí)行，比如油泵啟動故障就會啟動水泵了，此時P

7、LC 如未檢測到其CPU輸入端對應(yīng)的如“停止、復(fù)位、外部泄露、風(fēng)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(shè)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(jī)啟動，（KA1013得電再失電）打開排污閥，再關(guān)閉排污閥，最后中間繼電器KA8得電，進(jìn)氣閥打開，壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)待機(jī)與按主令電氣按鈕啟動其工作過程是一樣的。停機(jī)：當(dāng)系統(tǒng)壓力傳感器P8檢測到系統(tǒng)工藝系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定的最大參數(shù)時，或者手動按動主令停止按鈕時。KA2失電，主電機(jī)停止，KA3失電水泵停止運行，KA5

8、失電油泵電機(jī)停止運行，KA4失電，風(fēng)扇電機(jī)停止，KA8失電進(jìn)氣閥關(guān)閉，KA1013得電14級排污閥打開泄荷。故障停機(jī)：當(dāng)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(tǒng)通過輸出模塊D ，接通上位顯示終端設(shè)備，并停止運行。其停機(jī)順序同上，并同時給出聲光報警等。故障排除后，復(fù)位系統(tǒng)重新進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。3. 水泵電機(jī)電路水泵電機(jī)電路由主電路及控制電路構(gòu)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(jī)M2構(gòu)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(fēng)扇電機(jī)電路主電路：斷路器QF3、交流接觸器KM3、

9、熱繼電器FR3、風(fēng)扇電機(jī)M3?？刂苹芈罚褐虚g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(jī)電路主電路：斷路器QF3、交流接觸器KM4、熱繼電器FR4、油泵電機(jī)M4?？刂苹芈罚褐虚g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?？刂苹芈罚褐虚g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

10、電機(jī)主電路：斷路器QF7、交流接觸器KM7、熱繼電器FR5、氣泵電機(jī)M5?？刂苹芈罚褐虚g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(jìn)氣閥、排污閥控制電路進(jìn)氣閥控制電路由中間繼電器KA8，與電磁閥DT1構(gòu)成。排污閥共有四個，分別為14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(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)主機(jī)啟動， 主機(jī)運行，水泵、風(fēng)扇電機(jī)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(tǒng)運行指示。 當(dāng)系統(tǒng)停機(jī)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(tǒng)停機(jī)狀態(tài)。 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障時，由 CPU 自身輸出端子，接通光報警信號燈 HL1，同時接通聲報警蜂鳴器，提示故障出現(xiàn)。 11. 現(xiàn)場二次儀表信號回路及開關(guān)量信號回路 標(biāo)準(zhǔn) CNG 加氣站現(xiàn)場儀表信號大約有16個，如一排壓力、溫度等信 號。本系統(tǒng)二次儀表采用本安型儀表。包括現(xiàn)場取源部件、連接線、 安全柵、A1-16、24V