1 引言
隨著中國進入WTO后,為了適應(yīng)市場競爭和對產(chǎn)品質(zhì)量的更高要求,人們相應(yīng)的對氣動力設(shè)備的氣源品質(zhì)也要求的更高更嚴格,壓縮空氣后處理設(shè)備就是保證氣源品質(zhì)優(yōu)良的必須設(shè)備。在火力發(fā)電、鋼鐵、化工、電子、食品、汽車噴涂、紡織化纖、航空航天等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。
為了滿足社會的需要，杭州嘉隆氣體設(shè)備有限公司在傳統(tǒng)的冷干機和吸干機兩種后處理設(shè)備的基礎(chǔ)上，最新研制開發(fā)了JAL/MN系列全自動節(jié)能型組合式壓縮空氣后處理設(shè)備。JAL/MN系列組合式壓縮空氣干燥機結(jié)合了國內(nèi)外冷干機及無熱再生吸干機的優(yōu)勢而開發(fā)的新一代高效節(jié)能型新產(chǎn)品，主要應(yīng)用于壓縮空氣干燥凈化領(lǐng)域，它具有能耗低、再生耗氣量少（<3%）、露點溫度低（-40～-80℃）且性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、自動化程度高、操作更加簡便等特點，在國內(nèi)壓縮空氣凈化領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，達到國際先進水平。該新產(chǎn)品在國內(nèi)已有多家用戶，并成功出口至日本，均取得十分滿意的效果。該機的設(shè)計運用了合理的工藝流程并采用最先進的生產(chǎn)技術(shù)和工控設(shè)備制造，整臺機器的控制核心部分采用施耐德電氣的Twido系列PLC。

2 系統(tǒng)概述
2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計
組合式壓縮空氣后處理設(shè)備的控制系統(tǒng)以Twido PLC為核心，通過采集各傳感器信號，使用一定的工藝算法編定程序，對執(zhí)行機構(gòu)進行控制。使用兩個模擬量模塊對溫度和壓力進行顯示和控制減少了一個溫控器和壓力開關(guān)（傳統(tǒng)用法），降低了成本并且使得整個控制系統(tǒng)變得更加靈活，操作更加簡單?？刂葡到y(tǒng)主要由模塊化主機TWDLMDA20RT、模擬量擴展TWDALM3LT和TWDAMI2HT、文本顯示屏XBTN400（配通訊電纜）組成?？刂葡到y(tǒng)組成簡圖如圖1所示。

圖1 控制系統(tǒng)組成

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計
Twido PLC結(jié)構(gòu)小巧、緊湊，節(jié)省了控制柜的安裝空間，這使得整個控制的布局更加緊湊。其溫度模塊TWDALM3LT可直接接入PT100或K、J和T熱電偶溫度信號，在編程軟件的模塊設(shè)置中可選擇溫度信號輸入值的單位為攝氏度或華氏度，這給編程帶來了幫助，不需要對輸入值再進行轉(zhuǎn)換計算?？刂乒癫季謭D2所示。

圖2 控制柜布局

該控制系統(tǒng)可實現(xiàn)以下功能：
（1）制冷壓縮機的啟停。（控制器內(nèi)部設(shè)定三分鐘延時功能，避免了壓縮機頻繁啟動所引起的系統(tǒng)壓力不平衡、電機溫升異常、壓縮機回油等問題。）
（2）氣動蝶閥的開閉。通過PLC開關(guān)量信號輸出控制電磁閥，進而實現(xiàn)氣動執(zhí)行機構(gòu)的順序動作。以完成干燥機“吸附→再生→充壓”的工作循環(huán)。
（3）就地、聯(lián)鎖、遠控。（為用戶提供多種操作方式選擇：除就地控制外，該控制可實現(xiàn)與空壓機的設(shè)備聯(lián)鎖，也可接受來自分散控制系統(tǒng)（DCS）的啟/停信號，且通訊順暢可用）
（4）電加熱器的開停。利用溫度傳感器對加熱溫度進行數(shù)據(jù)采集，并通過CPU本體模塊監(jiān)控分析、調(diào)節(jié)電加熱器的開停，使干燥劑處于較為理想的解吸溫度。以達到最佳的再生效果。
（5）吸附周期的動態(tài)調(diào)節(jié)。該控制系統(tǒng)利用空氣露點儀等檢測設(shè)備對空氣品質(zhì)進行實時監(jiān)測，并通過可編程序控制器內(nèi)部指令實現(xiàn)運行周期的動態(tài)調(diào)節(jié)。同時該系統(tǒng)具有自診斷功能，當空氣品質(zhì)不能達到機組要求時，干燥機將自動進行停機保護，以保證不影響下游用氣品質(zhì)。
（6）進氣溫度、壓力顯示及監(jiān)控。該控制系統(tǒng)簡潔的人機交互界面，可最大限度的實現(xiàn)對干燥機各運行參數(shù)（如壓縮機電流、進氣溫度、進氣壓力、排氣溫度等）的連續(xù)監(jiān)測及顯示。并同時通過具有故障保護功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行異常報警，從而保證整機在其允許工況下運轉(zhuǎn)，不受損害。
（7）制冷系統(tǒng)高低壓控制。該控制系統(tǒng)輔以壓力保護開關(guān)，使得壓縮機運行中，系統(tǒng)壓力升高到相應(yīng)設(shè)定值（或降低到相應(yīng)設(shè)定值）時，其所產(chǎn)生的控制信號能迅速切斷壓縮機交流接觸器的電流，停止壓縮機的運轉(zhuǎn)。并將故障信號反饋到PLC控制器，完成故障信號就地輸出及遠傳。
2.3 系統(tǒng)控制設(shè)計
壓縮空氣組合式后處理設(shè)備的運行時序運行框圖分別如圖3、4、5所示。

圖3 干燥機運行時序邏輯 圖4 閥門動作邏輯 圖5 PLC指燈邏輯

2.4 文本顯示設(shè)計
以下是XBTN400文本顯示器在PLC命令下組合式后處理設(shè)備在運行中的各狀態(tài)顯示。

2.5 遠程聯(lián)鎖控制設(shè)計
本產(chǎn)品在大型電廠的實際運用中需要和熱控的其他設(shè)備實現(xiàn)遠程、聯(lián)鎖控制，并和電廠的DCS系統(tǒng)實現(xiàn)時時通訊。我們就通過PLC接收并發(fā)送信號來達到集中控制的目的。具體運行控制邏輯如圖6所示。

圖6 遠程聯(lián)鎖控制

3 結(jié)束語
本控制系統(tǒng)具有以下幾大特點：具有良好的可控性能和合理的運行操作方式，具有就地、遠程及多臺連鎖控制功能并能與空壓機聯(lián)鎖在電廠大系統(tǒng)中可以通過DCS實現(xiàn)在無人值班情況下24小時安全運行；可以適時監(jiān)控氣源品質(zhì)，反饋并調(diào)整周期，節(jié)約能耗，降低客戶成本；使用施耐德電氣的Twido PLC和XBTN400文本顯示器等自動化產(chǎn)品使整個系統(tǒng)更優(yōu)化、靈活、穩(wěn)定；降低了制造及運行、維護成本。