【壓縮機網】系統設計的原則是：根據控制任務，在最大限度地滿足生產機械或生產工藝對電氣控制要求的前提下，使運行穩定，安全可靠，操作簡單，維護方便。任何一個電氣控制系統所要完成的控制任務，都是為了滿足被控對象（生產控制設備、自動化生產線、生產工藝過程等）提出的各種性能指標，提高勞動生產率，保證產品的質量，減輕勞動強度和危害程度，提升自動化水平。因此，在設計控制系統時，需遵循了以下基本原則：

　　（1）最大限度地滿足被控對象的各項性能指標；

　　（2）確保控制系統的安全可靠；

　　（3）力求控制系統簡單，易于維護；

　　（4）留有適當余量。

 

　　1 系統監控對象過程工藝描述
　　空壓機在長期運行中，為了保證生產的正常進行，空壓機必須連續安全正常運轉，而保證空壓機正常工作的主要因素有四個：即風、油、水、電。
 

　　1.1 風

　　風壓是空壓機工作的主要標志。風壓過低，會影響生產，但風壓過高，會增加電能消耗，如果風壓超過空壓機設備的受壓能力，就會發生爆炸事故。所以，風壓應控制在規定的范圍內。
 

　　1.2 油
　　潤滑油是保證空壓機正常運轉的重要因素。如果潤滑油量不夠或油質不好，就會使空壓機各個潤滑部位的摩擦溫度升高，甚至造成機件過熱而發生事故，致使機器無法繼續運轉。所以，要經常檢查油壓及其各部分的潤滑情況。
 

　　1.3 水

　　冷卻水是水冷式空壓機不可缺少的一種介質。如果冷卻水量供應不足或中斷，就會使氣缸溫度顯著升高，致使潤滑油汽化燒焦，與高溫壓縮空氣相接觸而發生爆炸的危險；同時，空壓機冷卻不良，就會增大功耗，降低生產效率。所以，要經常檢查冷卻水的流動情況、水溫和水位等工作參數。
 

　　1.4 電

　　電是空壓機的動力。電氣設備如果維護不好，發生故障，就會使機器無法運轉。所以，要經常檢查電器的工作情況，注意電流、電壓的數值和電動機的溫度等。

 

　　2 設計方案的比較

　　2.1 以PC機為控制核心的監控系統

　　以PC機為核心的監控系統在中小型應用中占有較大比例，由于其結構簡單、操作簡便、技術開放，并且擁有極為豐富的應用軟件資源，從而深得開發人員的青睞。此類監控系統的特點是，輸入輸出裝置制作為板卡形式，并將板卡直接與PC機的系統總線相連，即直接插在計算機主機的擴展槽上。
 

　　2.2 以單片機為控制核心的監控系統

　　這種控制方式應用也比較多，是因為單片機應用比較靈活、功能強、響應速度快、硬件體積小、重量輕。但是采用單片機來控制，還有許多不足之處。首先，需要自己設計各種檢測和控制電路，系統開發周期較長；其次，單片機本身的抗干擾性能較差，如果用于工業控制，要求具有較高的硬件和軟件設計水平，需要采用大量的硬件、軟件方面的抗干擾措施，才能保證系統長期穩定可靠的運行；最后，單片機電路非模塊化結構，故障查找比較困難，給維護工作帶來很多不便。
 

　　2.3 以PLC為控制核心的監控系統

　　可編程邏輯控制器是一種成熟的工業控制器，它以微處理器為核心，是微機技術與繼電器常規控制概念相結合的產物，主要應用于工業控制。以PLC為控制核心的監控系統，是將空壓機的參數信息經各類傳感器或變送器轉換成標準信號或數字邏輯信號后再進入PLC。從價格來說，對于低端應用，PLC比單片機的價格要貴，但比起PC機，則具有較好的性價比。
 

　　2.4 PLC相比單片機和PC機的優點

　　2.4.1可靠、安全

　　PLC的可靠性特別高，抗干擾能力強，能適應各種惡劣的工業環境。PLC采用光電耦合隔離及各種濾波方法，有效地防止了干擾信號的進入。內部采用電磁屏蔽，可防止輻射干擾。電源使用開關電源，防止了引入電源干擾。PLC的平均無故障時間達到數萬小時以上。

　　2.4.2采用模塊化結構，硬件配套齊全，用戶使用靈活方便

　　PLC產品已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能和不同規模的系統。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。

　　2.4.3系統設計、安裝和調試工作量少

　　PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝和接線工作量大大減少。PLC程序的模擬調試簡單，在現場統一調試過程中發現的問題，一般可通過修改程序就可解決。

　　2.4.4 維護方便

　　PLC的故障率低，且具有完善的自診斷和顯示功能。
 

　　2.5 PLC控制與繼電器控制的不同之處

　　2.5.1 控制邏輯

　　繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，由繼電器觸點的串聯或并聯及延時繼電器的滯后動作等組合成控制邏輯，其接線多而復雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統構成后，想再改動或增加功能很困難。另外，繼電器觸點數目有限，靈活性和擴展性差。而PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，故稱為“軟接線”，其接線少，體積小。因此，靈活性和擴展性都很好。除此之外，PLC由中大規模集成電路組成，功耗小。

　　2.5.2 工作方式

　　電源接通時，繼電器控制線路中各繼電器同時都處于受控狀態，它屬于并聯工作方式。而PLC的控制邏輯中，各內部器件都處于周期性循環掃描中，屬于串聯工作方式。

　　2.5.3 可靠性和可維護性

　　繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點，連線多，觸點開閉時會受到電弧的損壞，并有機械磨損，壽命短。因此，可靠性和可維護性差。而PLC采用微電子技術，大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，體積小、壽命長、可靠性高。PLC還配有自檢和監督功能，能檢查出自身的故障，并隨時顯示給操作人員，還能動態地監視控制程序的執行情況，為現場調試和維護提供了方便。

　　2.5.4 控制速度

　　繼電器控制邏輯依靠觸點的機械動作實現控制，工作頻率低，觸點的開閉動作一般在幾十毫秒的數量級。另外，機械觸點還會出現抖動問題。而PLC是由程序指令控制半導體電路來實現控制，屬于無觸點控制，速度極快，一般一條用戶指令的執行時間在數量級，且不會出現抖動。

　　2.5.5 定時控制

　　繼電器控制邏輯利用時間繼電器進行時間控制。一般來說，時間繼電器存在定時精度不高，定時范圍窄，且易受環境濕度和溫度變化的影響，調整時間困難等問題。PLC使用半導體集成電路做定時器，精度高，且定時時間不受環境的影響，定時范圍一般從O.001s到若干天或更長。用戶可根據需要在程序中設置定時值，然后由軟件來控制定時時間。

　　作為一個監控系統，首先，必須具有適合該工業現場的硬件結構，在硬件方面具有較高的可靠性和穩定性；其次，系統實時性好，能夠準確監測和快速傳輸，保證現場數據采集的完整性和準確性；最后，具備數據和報警記錄功能，可根據數據的變化趨勢對實際生產狀況進行分析和診斷。綜上，在條件許可的情況下，采用PLC組態軟件組成的集中監控系統是相對可靠與安全的。

 

　　3 結束語

　　空壓機集中監控系統通過對系統工作參數的實時監測與控制，對于保證系統正常工作，提高系統運行的可靠性與安全性，讓工作人員及時了解系統的工作狀況，以及對系統故障的早期預防和診斷等有著重要意義。