基于PLC的船用40MPa高压空压机控制系统设计.docx
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1、一、引言高压空压机是舰船重要的辅助设备,产品的质量直接影响到舰船的供气保障。随着海军装备的快速发展,4OMPa高压气源需求日趋增大,对舰船用高压空压机提出了越来越高的要求,体积小、重量轻、噪声低、振动小、可靠性高已成为空压机技术发展的主趋势二。传统的空压机控制方法自动化程度低,操作维护人员的工作量大,对空压机的寿命有很大的影响二。为满足新造及改换装高压空气系统供气需求,设计一套安全可靠的控制系统,保证高压空压机组性能稳定可靠,具有现实意义。本设计应用西门子S7-200系列P1C和TD400C文本显示界面,通过软启动器启动空压机,采集处理温度、压力等数字量、模拟量信号,通过RJ45以太网通信接口
2、上传至远程监控台,实现空压机各种保护、报警、监控功能,同时利用文本显示器实现监控界面与P1C之间的数据共享,实现更好的人机交互,保证空压机稳定可靠,全面提升装备的充气保障能力二。二、船用高压空压机控制功能自主研发的某船用4OMPa高压空压机由空压机主机、干燥装置、冷却水泵、污水收集装置、浮筏隔振装置和控制箱等组成,其作用是提供高压气源。该机组采用立式星型结构、一体化设计,结构紧凑、振动低、噪声小,性能稳定可靠。其控制箱集中了排气温度过高、滑油压力过低、冷却水压力过低、滑油温度过高、电机和控制系统出现短路或过载时自动停机报警;控制箱配置文本显示器,机组油压、水温、水压、末级排气压力传感器采集模拟
3、信号,由模拟量模块转化为数字信号,实时显示并监测;具有远程/就地、手动/自动控制,油污定时自动泄放以及机组启动、停机时自动泄荷等功能,同时又与冷却水泵、干燥装置、舱室风机等连锁控制,具有自动状况下开机先启动水泵,停机时延时停水泵功能;空压机组启动与本舱通风风机启动器连锁控制(满足如下工况:正常情况下,先启动风机,再启动空压机组,若风机未启动,空压机组不启动;运行过程中,风机意外停机,空压机组报警、停机;特殊情况下,风机未启动,需空压机组启动时,空压机组可手动强制启动);具有滑油预热功能,油温低于5,无法正常启动机组,需手动开启滑油加热器,油温超过20,自动停止加热,应急工况下,可手动强制启动机
4、组;油加热与空压机具有互锁功能,空压机运行时,机组无法进行油温加热;油温加热时,机组无法正常开机。三、船用高压空压机控制系统设计3.1主电路设计主电路的控制对象是电动机,针对电动机有电流显示、电流电压过载、短路等保护,以及电动机的启动和停止控制。该高压空压机电机功率90kW,额定工作电流200A,因船上供电变压器容量有限,需采用降压启动方式,以减小启动冲击电流对电网的冲击。常用的降压启动有转子串电阻、自耦变压器、频敏变阻器、星三角降压、软启动和变频器启动等方法。而空压机启动常用的方法是星三角降压、变频器和软启动。该船用4OMPa高压空压机额定工作电流200A,启动电流要求1000A,控制箱外形
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