1 引言
　　空氣壓縮機作為氣動控制系統(tǒng)的氣源設備，其在運行過程中的穩(wěn)定程度和可靠性直接關系到生產安全性,。由于早期的電氣控制多為繼電器線路，長期運行容易老化，從而使靈敏度降低,，在運行過程中會經常出現(xiàn)停機故障，給正常生產造成影響,。采用可編程控制器技術改造空氣壓縮機的控制,，克服了傳統(tǒng)的純繼電器控制電路的不足，不僅可以完成對開關量控制,，還能實現(xiàn)對模擬量進行控制,。滿足了系統(tǒng)對控制準確性和安全性的要求。
　　本文采用西門子公司的s7-300可編程控制器,，對兩臺柳州柳二空機械股份有限公司（原柳州第二空氣壓縮機總廠）生產的zw-3/7型無油潤滑空氣壓縮機及其氣體干燥器進行控制,。本控制系統(tǒng)是在原生產線控制基礎上，進行i/o口擴展從而達到空壓機的控制目的,。

2 系統(tǒng)工作過程
2.1 空氣壓縮機組的工作過程
　　在設備上電開機后,，系統(tǒng)首先對空縮機的運行條件進行檢查，當冷卻水壓力,、空壓機曲軸箱油壓滿足要求時,，1＃機啟動，2＃機作為備用,，其啟動方式均采用y-δ起動方式,，y-δ起動延時為6秒。起動后,，儲氣罐開始充氣,，在儲氣罐壓力達到設定值0.7mpa時空縮機進氣閥關閉，機器空運轉,。當儲氣罐壓力下降到0.65mpa時,，進氣閥打開，再次進行充氣,。由于故障等原因使儲氣罐壓力降到設定值0.55mpa時,，且1#機處于停機狀態(tài)，則2#機起動并正常運行,，其運行原理同1#機相同,，繼續(xù)對儲氣罐充氣。在儲氣罐壓力降到0.55mpa時,，且2#機處于停機狀態(tài),，1＃機起動并正常運行。與此同時,，兩臺機器的正常運行時間均為12小時,，也就是說,，一臺機器運行到12小時時，無論其有無故障,，或是儲氣罐壓力是否低于0.55mpa,，均要停機并啟動另一臺機器。

2.2 氣體干燥設備的工作原理
　　兩臺壓縮機共用一臺氣體干燥設備,。該設備是采用柳州柳二空機械股份有限公司生產的gwu系列無熱氣體干燥器,，其工作原理如圖1所示。開機后,，a塔先做吸附運行,，b塔做再生運行。在設定的時序控制下,，進氣電磁閥a2打開a1,、b1、b2均關閉,，壓縮空氣經a2閥,，從底部進入a塔,，在向上運輸過程中,，氣體中的水分被塔內吸附劑吸掉，干燥的氣體通過梭閥c進入儲氣缺罐,，與此同時,，在a2打開后，經延時10秒b1打開,，用b塔中的殘余氣體從上到下運動,，將吸附劑中的小分從b1閥帶出，經消聲器排空,。其開啟的10秒時間是進行b塔脫附工作,。在a2打開后延時十分鐘后b2電磁閥打開，同時a2閥關閉,，b塔進行充氣,，十秒后，a1閥打開,，a塔中剩余氣體從上至下經a1閥,，從d消聲器排出，并將a塔中水分帶出,，使a塔脫附,，經延時十秒a1閥關閉。此時,，由于a塔中的壓力下降,，b塔中的壓力上長,，梭閥c將a排氣口關閉，將b排氣口打開,。同理,，在b2閥開啟十分鐘后，a2閥打開,，b2閥關閉,，延時十秒，b1閥打開,，使b塔進行脫附運行,。就這樣兩塔交替運行，進行對氣體的干燥,。
圖1 空氣壓縮機組工作原理
3 系統(tǒng)的控制要求
3.1 空氣壓縮機的控制要求
　?。?） 開機前按通電源，所有安裝在中控室和現(xiàn)場的狀態(tài)指示燈點亮,，顯示當前狀態(tài),。
　　（2） 按下起動按鈕,，空壓機按y-δ方式起動,，進氣口電磁閥打開，開始給儲氣罐充氣,。另外,，在起動時，不要求兩臺機器同時運行,，但可選任意一臺先運行,。
　　（3） 正在運行的機器,，運行時間超過12小時或故障,，備用機起動，并運行,。
　?。?） 在運行過程中，如果發(fā)生水壓,、油壓不足,，立刻停機，并發(fā)出指示,。
　?。?） 按下停止按鈕，停機,。

3.2 氣體干燥器的控制要
　　氣體干燥器的控制與空壓機的運行同步,，與空壓機的電源一并打開,，其起動受空壓機的主接觸器的控制。

4 系統(tǒng)硬件設計
4.1 系統(tǒng)配置
　　本設計所選用的是s7-300的標準型cpu,，i/o口選用sm321和sm322數(shù)字量輸入/輸出模塊及sm331模擬量輸入模塊在其三號擴展槽的第二個sm口上依次進行擴展,。

4.2 擴展單元i/ｏ分配及接線
　　對西門子s7-300的擴展口進行分配，其接i/ｏ口定義如附表所示,。

　　開關量信號的采集,，空壓機在高速運行時，必須有很好的冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng),，以避免運行過程中產生的熱量對機器造成損壞,。所以水壓、油壓是首先要考慮的,，采用壓力開關進行這些量的采集,，并連接到其數(shù)字量輸入模塊sm321上，起始地址為100.0-100.3,。模擬量的采集主要是用于測試儲氣罐的壓力,，以控制空壓機運行。這些量需要用壓力變送器進行采集,，并將0-1mpa的壓力轉換成4-20ma的電流信號送到模擬量輸入模塊sm331上,，其起始地址為672-687。其硬件接線如圖2所示,。 圖2 硬件接線
　　對于空壓機的y-δ起動,，雖然在軟件程序設計中已經對其進行km2和km3、km5和km6的互鎖,，但為了其運行的安全性，所以在硬件連接中再一次對其進行互鎖,，確保起動時由于觸點燒蝕或其它故障造成不能斷開而產生短路情況,。氣體干燥器部分有四個電磁閥，這四個閥的在電源接通后,，由ｋｍ1和ｋｍ4進行控制,，無論是1＃機還是2＃一旦起動，氣體干燥器就開始工作,，其ａ塔下面的ａ2閥打開,，a塔先行工作。然后按前述的工作原理進行工作,。用ｋｍ1和ｋｍ2控制這一部分能保證氣體干燥器與空壓機的同步工作,。

5 軟件設計
5.1 空壓機控制
　　依據(jù)空壓機的工作原理設計其運行程序。開機,，檢查其水壓,、油壓,，在這些條件滿足時1#機起動，并開始正常運轉,。在此要注意的是,，在運動中2#機的起動，由于它一方面要受到定時器的控制,，還要受到儲氣罐的壓力控制,，當儲氣罐的壓力低于0.55mpa時，這說明1#機故障,，所以2#機起動,，但是這與1#機的初始條件相同，在開機時,，儲氣罐的壓力為0,，兩臺機器都可以運行，因此在這里要求通過壓力變送器和km1,、km4共同對開機進行控制,。km1、km4分別與壓力變送器串接進行對兩臺機器的互鎖運行控制,。其主機和備用機的運行梯形圖如圖3所示,，通過i672與q108.3控制1#機起動，i672與q108.0控制2#機的起動,。這樣就使得,，當壓力低于設定值0.55mpa時，兩臺機器不至于同時起動,。
圖3 空壓機梯形圖
5.2 氣體干燥器系統(tǒng)控制
圖4 干燥器梯形圖
　　空壓機氣體干燥器系統(tǒng)的梯形圖如圖4所示,。對氣體干燥器的控制，主要依據(jù)兩臺空壓機的起動情況而定,。作為共用部分,，無論那一臺機器起動都要求氣體干燥運行，因此,，在氣體干燥的梯形圖中不必設計起,、停按鈕，而是通過q108.0和q108.3即1#,、2#機的km1,、km4來完成其控制。

6 結束語
　　本次改造后,，在空壓機在運行過程中,，減少了操作人員到現(xiàn)場的巡回次數(shù)，可以通過在中控室直接觀察空壓機的工作狀況，對現(xiàn)場出現(xiàn)的異常情況發(fā)出的報警信號,，可做出快速反應,，而不是像以前那樣，等到其它氣動控制的設備出現(xiàn)氣壓不足報警時才發(fā)現(xiàn)空壓機系統(tǒng)有問題,。經過這一年多的運行,，除了設備的機械故障外，基本上沒有出現(xiàn)控制上面的問題,，完全符合設計要求,。采用可編程控制器對空壓機的控制，使其操作簡便,，而且在運行過程中的安全性和穩(wěn)定性也進一步得到提高,。