空压机组综合保护系统的设计研究

摘 要 由于空气压缩机能否正常的运转与生产效率有着非常紧密的关系，所以，大型的生产场地都对空气压缩机组的质量有着非常明确的规定，而经过设计和规划的空压机组的综合化保护系统当在长期的运行过程中，系统一直处于一个稳定且可靠的状态之中，它不仅在很大程度上减轻了工作人员的负担，提高了维修水准，更为重要的是，提高了整个系统乃至整个生产线的安全生产水准，所以，有着非常好的应用前景。

关键词 空压机组；综合保护系统；设计研究；信号调理

中图分类号：TD443 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）021-074-01

作为大型生产活动的主要设备之一，空气压缩机能否正常的运转与生产效率有着非常紧密的关系，所以，大型的生产场地都对空气压缩机组的质量有着非常明确的规定。要求实现超温、断水以及断油保护。传统意义上的空压机保护装置主要分为两种情况：第一种是借助分离仪表的作用，对空压机的相关参数进行实时的测量，如果发现有超限，就必须要报警，但是这样的空压机必须就需要非常多的仪表和仪表柜，保护装置的集成性显得非常低，其费用也会非常昂贵，最主要的是，可靠性并不高；第二种情况就是使用一台智能仪表对空压机进行检测，但是大型的企业生产过程中，所需要的空压机远远不止一台，有的企业对空压机的需求量甚至超过了十台，这么多的空压机当然就需要多台智能仪表进行检测，投资数额巨大，设备增多，管理起来非常的麻烦。

鉴于此，我们依据相关的安全管理条例，对大多数生产企业的场地进行仔细的考察，设计出一种以工业控制的计算机来作为核心，再搭配以信号调理板以及相应的检测软件的综合化保护系统。它的功能非常的强大，而且与以往的保护系统相比，可靠性极高，操作起来非常方便，后期的维护也非常方便。

1 综合保护系统的主要构成和运行模式

整套系统主要由工控机、信号调理控板、压力、油压以及多种板卡和传感器构成。在这些部件之中，工控机当然是整个系统的核心，这主要是因为几乎所有的逻辑控制活动都是由工控机发出，他能够实现系统的初始化，采集全程的数据信息，并对其进行细致的分析和加工，最后存储和显示，制作成各种各样的报表。我们一般情况下采用的是PC总线工控机，它的主要优势在于软硬产品都非常的丰富，可供选择的余地非常大。信号调理板主要由包括恒流源、放大化的电路以及模拟化的电子开关组成，它的主要任务在于将有关的温度信号以及压力信号转换成符合采集板规范的各种电压信号。在这个过程中，A/D采集板就可以成功的将各种虚拟信号重新转化成数字量转交给工控机，从而完成对包括温度和压力等数值的有效测量。

输入模块主要的任务在于处理相关的断水故障的提示信号，而输出模块则在于有效的测量故障信号的输出通道。如果故障信号涉及到停机方面的信息，就可以采用继电器的输出模块来进行处理。在温度传感器的选择方面需要谨慎，一般而言，选用三线测量的方法来提升车辆的精确度，从而减少线路测量过程中出现的误差。同样，压力传感器需要选用抗震性强、耐磨性强的远程压力装置，在测量各过程中也需要采用三线制的方法进行测量。需要注意的一点是，在系统运行过程中我们所采用的数据采集卡以及输入输出模块都是PCI总线，而且需要附加光电隔离装置，这样一来，系统的稳定性就得到了保证，也进一步提升了整个系统的测量速度和抗干扰能力。

2 测量控制的具体方式

在进行测量控制的过程中，需要测量的因素包括一级排气温度、二级排气温度、风包的温度、环境的温度以及一、二级排气压力等等，细算可以达到将近65路的模拟数量以及8路的开关量，主要分为三个大类，这三个大类依次为：温度类的控制、压力类的控制以及开关量的控制。

1） 对温度的测量以及掌控。通常情况下，我们采用铂热电阻温度传感器来对温度进行检测，根据温度与阻值的具体关系，我们就可以得出相应的温度数值。在实际的测量过程中，一般都会采纳多点采集然后求出最后平均值的方法来实现对温度的精确测量，从而最大可能的消除干扰。

2） 对压力的测量和控制。在对压力测量的过程中，主要采用电位器压式的传感器来实现。这一类的传感器优势非常明显，有很高的抗震性能和抗冲击性能，过载力也远远高于一般的传感器材，最主要的是，造价也很低廉，比较适合对空气压力进行测量。在测量的过程之中，如果出现了超压的情况，系统就会相应地发出声光进行报警。如果系统发出了断油报警，就会自动的停止工作，从而很好地保证整个空压机组的稳定运行。

3） 断水过程的测控方法。和其他的测控相比，作为开关量，断水信号的测控方式还是比较简单的，可以直接通过输入模块来实现，如果出现了断水的状况时，整个系统就会通过继电器的输出模块立刻切断空压机的电源输入，紧接着发出声光报警来做出提醒。

3 系统软件的设计方法

整个系统的驱动程序由ActiveX控件，支持一些传统的操作系统，包括我们一直沿用的Windows系统等等，这样可以在很大程度上使后期的程序的开发过程变得更为简单，并提高开发效率。系统的主要程序包括有六个部分，初始化程序；针对温度和压力的测量程序；故障的简单处理程序；处理结果的打印和显示程序以及最终的打印和报表过程。这六个程序循序渐进的支撑着整个系统的平稳运作。

4 结束语

经过设计和规划的以计算机智能来作为核心的空压机组的综合化保护系统当下已经投入使用，在长期的运行过程中，系统一直处于一个稳定且可靠的状态之中，反馈出来的数据都非常准确，相应的速度也和以往有着非常明显的区分，最主要的一点就是保证了整个空压机组的安全和稳定。它不仅在很大程度上减轻了工作人员的负担，提高了维修水准，更为重要的是，提高了整个系统乃至整个生产线的安全生产水准，所以，有着非常好的应用前景。

参考文献

[1]汤中于，赵满群，严俭祝.空压机组综合保护系统的设计[J].煤矿安全，2012（9）.

[2]朱国伏.空压机组运行不稳定因素的分析及改进[J].科协论坛，2012（10）.

[3]胡茂容.空压机组在PTA装置中的应用和国产化趋势[J].通用机械，2009（1）.