PLC和变频器在空压机节能改造中的应用

摘 要

随着社会经济的快速发展，各工业领域的不断进步，空压机作为在多个工业领域广泛应用的重要设备，其在促进工业生产力及生产效率的提高，为社会创造巨大经济效益，以及推动各工业领域健康可持续发展的过程中，发挥举足轻重的作用。然而随着空压机技术的不断发展各变革，当前其仍然存在着不少问题，尤其是其在运行过程中，具有较高的能耗，且产生较大的噪音污染，同时其智能化水平也不高等问题，其造成了极大的资源的不必要浪费的同时，也为企业带来了重大经济损失，提升企业运营成本，阻碍企业进一步发展壮大，因而加大对空压机节能改造的研究，有着积极意义。本文将就变频器以及PLC，在空压机节能改造过程中的应用情况进行详细分析。

【关键词】变频器 PLC 空压机 节能改造 应用

随着工业领域的快速发展，空压机的使用也越来越广泛，空压机技术近年来也获得了巨大的发展，空压机技术的发展，也给企业节约了大量的资源，降低了不少运行成本，为企业带来了巨大的经济效益的同时，也极大的提升了企业的生产力和生产效率，为推动企业的健康可持续发展，做出突出贡献。然而空压机在不断快速发展的同时，也不断显现出一些问题，其中最为严重的就是其在运行中存在在能耗较大的问题，以及产生的巨大噪音和智能化水平较为低下等缺点，其给企业带来巨大的资源不必要浪费的同时，也极大的阻碍着企业健康可持续发展，因而加大对其节能改造的研究，有着深远意义。下文将就变频器以及PLC，在空压机节能改造过程中的应用情况进行详细分析。

1 PLC和变频器在空压机节能改造中的应用情况

1.1 空压机工作过程

空压机主要是由电动机、压缩腔及储气罐等部件构成的，空气的进入主要经过两个组件，一是空气过滤器，其主要负责对空气的有效过滤，另一个组件是调节阀，此阀门主要用于对压缩腔的有效调控，而压缩腔是空压机的关键部件之一，其主要由滑片及气缸等组件构成，而其中最为关键的元件之一转子，其运转模式则是，根据气缸结构，采用偏心模式进行。而元件滑片，则置于转子凹槽里面，其移动的推力，主要来自于离心力。此外空压机中海油一个重要系统，即是注油系统，该系统的主要功效是，有效保障空压机冷却，同时最大限度的降低油的消耗，为了避免空压机内各组件间的磨损，该系统可以通过在气缸表面，注入适量油，使其生成薄膜，从儿达到减少磨损情况发生的目的。吸入的空气经过压缩机处理后，其成分中往往包含少量油气，且其温度较高，而两者的分离方法是，借助空气冷却器，可以使混合气体中空气分离出来，而通过油冷却器，则可以有效的将油气冷却并分离出来，前者流入储气罐，后者流入储油罐。

1.2 PLC和变频器节能原理

由于空压机其在正常运转时，其主要的运转模式有加、减载两种，而引发空压机能耗较高的原因，则主要出在减载模式中，因为此时电动机处于空转状态下，没有做有效功，因而造成极大的不必要资源损失，而变频器的应用，则能有效应对这一问题，其可以采取调整其频率的方法，来实现对电动机转速的控制，而空压机出风量，则主要由电机速率决定，因而通过控制电机速率，能够有效的实现对管理压强的掌控，管理压强只要不超过临界值，电动机就不会出现空载情况，从而消耗能源。其具体的原理为：通过PLC和变频器实现对管网压强的有效调控，使其不超过一定的临界值。借助压力变送器，获得管理压强，并将其与临界值对比，并将对比结果反馈给PLC调节器，由此得到电机当前运转频率，并反馈给变频器，再由其根据实际情况，计算并输出合理的频率，对空气压力进行调节，防止管路压强过载，造成电机空转，从而最终实现对空压机能耗的有效降低，实现其节能改造。

1.3 节能改造过程中应注意的问题

在采用变频器，对空压机进行节能改造过程中，应注意以下问题：一是由于空压机在启动的时候，容易出现负载情况，导致变频器产生故障，因而为了保障设备的安全高效运转，要合理选用变频器，其选用原则是无速度矢量，同时还要具有较高转矩；二是要严格控制好空压机的运转频率，其值至少在25H z以上，且不能在较长时间内连续工作，其主要原因是，低频工作，为极大的降低气缸效果，从而造成组件磨损，缩短其使用寿命，同时其还会极大的影响设备的安全稳定性；三是为防止设备运转时，经常出现跳闸等情况，在变频器的选用方面，尽量选用功率更高的。同时为降低电磁干扰及噪音，可以使用交流电抗器。此外，为了保障空压机的高效稳定运转，在控制回路的设计方面，应考虑到今后各种故障，如变频故障时，如何保障生产的正常进行，因此其可以同时设计工频及变频回路。

2 实际案例应用

某企业空压机，在应用PLC和变频器对空压机，进行节能改造后，其相关参数情况为：在电流方面，减载时达到85A，加载时达到185A；在运转时间方面，其年运转时间达到315天，日运转时间达到11.5小时，加载用时16秒，减载用时16秒，其管路压强达到 5.8～6.6MPa，其功率是120kW.其能有效节省35%电耗。由以上结果可以看出，PLC和变频器能有效实现节能，同时，在通过其在空压机中的应用，能够有效的实现设备的软启动，从而极大的降低设备工作时产生的噪音，以及其对电网的冲压，在保障设备安全高效运转的同时，又极大的降低了其出现损坏的情况，极大的节约了企业经济成本。

3 结语

由以上可以看出，PLC和变频器在空压机中的应用，能有效的对其进行节能改造，极大的降低其能耗，降低其工作时的噪音污染，同时对于保障设备的安全高效运行，也有着积极作用。

参考文献

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[3]丁庆雷，何鹏，刘殿珍，郑国辰.高压变频器在螺杆式空压机节能改造中的应用[J].变频器世界，2013（10）：68-71.

作者简介

宋君君（1983-），女，山东省德州市人。齐鲁工业大学硕士学位。现为德州职业技术学院助教。研究方向为机电一体技术。

作者单位

德州职业技术学院 山东省德州市 253034