CAC32-B3-W系統(tǒng)是我公司專為空壓機(jī)站集中監(jiān)控而開發(fā)的,它集節(jié)能、增效、管理等多項功能于一身，不僅實現(xiàn)了企業(yè)用氣的安全穩(wěn)定，同時在節(jié)能增效的方面表現(xiàn)尤為突出，真正實現(xiàn)空壓機(jī)站的“無人值守，全自動運行”。
    目前該系統(tǒng)已經(jīng)在青島啤酒二廠、青島啤酒平度公司、青島啤酒成都公司以及海爾集團(tuán)平度分公司、武漢分公司、合肥分公司、濰柴集團(tuán)、孚日家紡、百威啤酒、伊利牛奶等數(shù)十家企業(yè)得到應(yīng)用，極大地提高了用戶空壓機(jī)站房的管理水平，效益非?？捎^，得到用戶的一致好評。

一、系統(tǒng)組成：
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖所示，我們的控制對象是3臺離心式空壓機(jī)、2臺螺桿式空壓機(jī)、4臺吸附式干燥機(jī)、1臺冷凍吸附式組合干燥機(jī)、3臺水泵、3臺冷卻塔以及相應(yīng)電動閥門、變頻/工頻控制柜等設(shè)備，同時系統(tǒng)采集主空壓管路壓力及溫度、儲氣罐壓力、分氣缸壓力及溫度、各吸干機(jī)冷卻水出水溫度、各空壓機(jī)冷卻水出水溫度、循環(huán)冷卻水的出水溫度及壓力、冷卻水塔進(jìn)水壓力、水箱液位等重要系統(tǒng)數(shù)據(jù)。同時，系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展能力，單站擴(kuò)展最大可以控制32臺空壓機(jī)、32臺吸干機(jī)以及水泵、冷卻塔等設(shè)備。
本系統(tǒng)由中控室的上位操作員站（工控機(jī)及組態(tài)軟件系統(tǒng)）、現(xiàn)場PLC控制柜（含觸摸屏）、變頻水泵控制柜、變頻/工頻空壓機(jī)控制柜、現(xiàn)場傳感器（壓力、溫度等）、各空壓機(jī)的電腦控制器、流量計等構(gòu)成。
1、上位工控機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)與主控PLC連接，PLC通過其自帶通訊端口與空壓機(jī)的電腦控制器相連接，空壓機(jī)的所有運行控制是通過其電腦控制器自動完成的，通過modbus總線，PLC可以采集空壓機(jī)運行的所有參數(shù)，且PLC自帶以太網(wǎng)接口，可以直接連接以太網(wǎng)系統(tǒng)。可以通過以太網(wǎng)交換機(jī)方便地與其他系統(tǒng)接口。
上位工控機(jī)采用研祥工控IPC810系列工控機(jī)。通過以太網(wǎng)接口，上位機(jī)將整個系統(tǒng)的全部信息收集到一起，上位機(jī)可以通過以太網(wǎng)交換機(jī)等設(shè)備將空壓站的數(shù)據(jù)打包上傳到廠內(nèi)的以太網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
1).全中文界面的組態(tài)畫面可以將系統(tǒng)內(nèi)的所有信息，分類整理、存儲、顯示，對于系統(tǒng)的運行參數(shù)以及報警值均可以進(jìn)行在線設(shè)置；
2).數(shù)值以表格、曲線、模擬圖三種方式顯示；
3).報表和曲線可以分為實時和歷史兩種，便于對系統(tǒng)運行狀態(tài)及故障記錄進(jìn)行分析；
4).系統(tǒng)操作及參數(shù)設(shè)置均設(shè)置不同的權(quán)限，防止無關(guān)人員誤操作；
5).可以通過系統(tǒng)音響實現(xiàn)系統(tǒng)聲光報警；
6).可以通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)直接遠(yuǎn)傳至遠(yuǎn)程操作站；
7).可以人工遠(yuǎn)程操作空壓機(jī)的啟停；
8).整個空壓站系統(tǒng)可以按照設(shè)定的參數(shù)或運行模式自動地運行（自動啟?；蚯袚Q設(shè)備）；
2、傳感器的信號均采用4-20mA電流方式傳送，為保證采樣精度，1#-4#送氣口流量計的接口采用標(biāo)準(zhǔn)modbus總線通訊的模式直接采集至集中控制系統(tǒng)，這樣上位機(jī)采集的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場儀表 的數(shù)據(jù)將保持一致。
3、本系統(tǒng)主控PLC的CPU需要4個通訊口，分別與：上位工控機(jī)、現(xiàn)場觸摸屏、流量計、螺桿空壓機(jī)通訊。
主控PLC通過modbus總線可以監(jiān)視空壓機(jī)的運行，每臺空壓機(jī)單元由其自身的電腦控制器完成啟停、穩(wěn)壓、保護(hù)等功能；另外作為整個系統(tǒng)補(bǔ)償，其運行也可以由PLC通過分析管路壓力及各空壓機(jī)運行狀態(tài)進(jìn)行整體控制，使得投入運行的設(shè)備數(shù)量最少，以實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。安裝于PLC柜上的觸摸屏可以完成除數(shù)據(jù)存儲之外的所有自動控制操作，其操作與工控機(jī)上的操作是等效的。
1）通過PLC的I/O模塊可以實現(xiàn)空壓機(jī)、吸干機(jī)、電動閥門、水泵等設(shè)備運行的連鎖自動控制以及運行、手/自、故障等狀態(tài)的數(shù)字量信號采集。
2).通過PLC的A/D模塊可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的模擬量信號采集如溫度、壓力、流量等。
3).通過PLC的D/A模塊可以實現(xiàn)對變頻器運行頻率的控制。
二、系統(tǒng)功能簡介：
集中控制系統(tǒng)通過modbus總線可以監(jiān)控每臺空壓機(jī)的運行，控制其運行時間及輪換次序，每臺空壓機(jī)單元由其自身的控制系統(tǒng)完成啟停、穩(wěn)壓、保護(hù)等功能，這樣不僅降低了整個控制系統(tǒng)的總線負(fù)擔(dān)，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。
由于空壓機(jī)的所有運行控制是通過其電腦控制器自動完成的，通過與電腦控制器通訊端口相連的modbus總線，PLC可以采集空壓機(jī)運行的所有參數(shù)，通過工控機(jī)的組態(tài)軟件系統(tǒng)可以實現(xiàn)對所有參數(shù)的監(jiān)控。為了保證系統(tǒng)的可靠性，空壓機(jī)的啟動、停止和加載、卸載是同時通過I/O點來控制的，避免了緊急狀況時系統(tǒng)失控發(fā)生危險。
控制系統(tǒng)監(jiān)控吸干機(jī)的啟動與停止，并采集報警信息。
根據(jù)吸干機(jī)的工作狀態(tài)，連鎖監(jiān)控吸干機(jī)出口電動閥門的運行。
壓縮空氣管道、儲氣罐、分氣缸、冷卻水管道、水箱等的壓力信號、溫度、水位等信號由PLC的模擬量模塊直接采集，并通過系統(tǒng)設(shè)置的報警參數(shù)判斷報警條件。
系統(tǒng)可以存儲并記錄所有運行狀態(tài)及報警的實時及歷史記錄，并向系統(tǒng)發(fā)出控制指令以及設(shè)置各運行參數(shù)等。
空壓機(jī)集中控制系統(tǒng)在空壓機(jī)站使用后，不僅提高了設(shè)備的管理水平，更重要的是：由于采用變頻器以及更優(yōu)化的運行控制方案使的各空壓機(jī)的設(shè)定排氣壓力均可以大大降低（只要略高于臨界值即可），其節(jié)能效果是不言而喻的（例如：排氣壓力在0.65MPa左右時，排氣壓力每降低0.1MPa大約可節(jié)約能源3%），更由于優(yōu)化控制算法帶來的空載運行時間縮短，使得節(jié)能效果更佳，同時由于合理搭配的設(shè)備運行順序也使得設(shè)備運行次序更為合理。
空壓機(jī)站CAC32-B2-W集中控制系統(tǒng)的優(yōu)勢總結(jié)如下：
1.實時反映各點壓力、溫度值，精確控制系統(tǒng)壓力及開機(jī)時刻，確保用氣安全，節(jié)能效果明顯；
2.可按用戶指令反映機(jī)組的運行狀況；
3.有運行及故障監(jiān)控功能,可實現(xiàn)自動保護(hù)停機(jī)，可實現(xiàn)無人值守，節(jié)省人工，提高生產(chǎn)效率；
4.斷電恢復(fù)后,可自動重新啟動；
 5.多種控制功能,可進(jìn)行設(shè)備的自動啟/停,也可遠(yuǎn)程手動完成；
 6.在多種機(jī)組并聯(lián)時,可以相互協(xié)調(diào)運行；
8.顯示并記錄各設(shè)備的累積運行時間；
9.避免出現(xiàn)設(shè)備同時啟動的情況，保證系統(tǒng)對電網(wǎng)的沖擊最?。?br style="color: rgb(69, 69, 69); font-family: 微軟雅黑, "Microsoft YaHei"; font-size: 14px; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>10.通過輸入及輸出端子的繼電器接點可以對空壓機(jī)進(jìn)行直接控制；
11.系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展能力最大可以擴(kuò)展至32臺機(jī)組；
12.根據(jù)運行時間的記錄，自動調(diào)整空壓機(jī)的投切、閥門開閉等操作；
13.根據(jù)用氣量及空壓機(jī)運行狀態(tài)等參數(shù)，控制吸干機(jī)及閥門等的運行；
14.多種運行模式供用戶選擇：事件模式、順序模式、時間最小模式等6種以上運行模式；
15.由于加裝變頻器使得啟動沖擊大為降低，并可以縮短啟動間隔，減少空載時間，節(jié)能效果明顯；
16.對循環(huán)水系統(tǒng)的監(jiān)控，以及使用變頻一拖三循環(huán)水泵控制，使得系統(tǒng)的可靠性得到更進(jìn)一步提高，可以實現(xiàn)“恒溫供水”的功能；
17.采集并記錄水泵等設(shè)備的運行電流，以便故障發(fā)生時分析故障原因；
經(jīng)過大量空壓機(jī)站CAC32-B2-W集中控制系統(tǒng)的運行實踐，我們積累了大量類似施工經(jīng)驗。用戶在使用該系統(tǒng)后不僅節(jié)省了能源和人工，還使得設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)水平得到極大提高，延長了設(shè)備使用壽命。
三、系統(tǒng)運行及控制方式：
（一）組態(tài)畫面的操作
1.遠(yuǎn)程手動：切換至此狀態(tài)后，設(shè)備的“控制方式”標(biāo)簽欄顯示“遠(yuǎn)程手動”，“工作狀態(tài)”標(biāo)簽欄顯示“停止”；這時，按“啟動”按鈕，設(shè)備啟動，“工作狀態(tài)”標(biāo)簽欄顯示“運行”，同時“啟動”按鈕變?yōu)椤巴Ｖ埂卑粹o。
2.遠(yuǎn)程自動：當(dāng)設(shè)備的“工作狀態(tài)”標(biāo)簽欄顯示“停止”時，按“遠(yuǎn)程自動”按鈕，設(shè)備的“控制方式”標(biāo)簽欄顯示“遠(yuǎn)程自動”，按“啟動”按鈕，設(shè)備進(jìn)入遠(yuǎn)程自動工作狀態(tài)，同時“啟動”按鈕變?yōu)椤巴Ｖ埂卑粹o，“工作狀態(tài)”標(biāo)簽欄的顯示由當(dāng)前設(shè)備的運行與否有關(guān)。遠(yuǎn)程自動方式下設(shè)備自動運行條件由設(shè)備的工況及工藝的要求決定。
3.當(dāng)設(shè)備處于遠(yuǎn)程手動或遠(yuǎn)程自動的已啟動狀態(tài)（在遠(yuǎn)程自動狀態(tài)時可能設(shè)備并未運行），不能進(jìn)行控制方式的切換，當(dāng)現(xiàn)場的轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“遠(yuǎn)程”時，設(shè)備默認(rèn)的控制方式是遠(yuǎn)程手動方式。
4.遠(yuǎn)程手動或遠(yuǎn)程自動的報警條件及處理方式一致。
（二）狀態(tài)顯示在組態(tài)畫面中應(yīng)當(dāng)設(shè)置設(shè)備的狀態(tài)顯示對話框或標(biāo)簽，每臺設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)由設(shè)在各子站的PLC采集，并按照故障、急停、運行、停止的優(yōu)先級顯示其運行狀態(tài)，各運行參數(shù)如溫度、壓力、電壓、電流等在設(shè)備畫面及列表中均要顯示。
組態(tài)系統(tǒng)中加入系統(tǒng)設(shè)置對話框，用來設(shè)置聲音類型、音量、報警時間、停電關(guān)機(jī)時間等與系統(tǒng)操作有關(guān)的內(nèi)容
（三）操作權(quán)限
參數(shù)修改之前均要有口令提示，如：設(shè)備累計運行時間可以在輸入口令后清零，口令可以修改，上位機(jī)及觸摸屏均可修改參數(shù)或啟動設(shè)備，其操作效果是等同的。
（四）通訊及報警
系統(tǒng)通訊故障報警在PLC中以輸出點指示，通訊中斷后各設(shè)備應(yīng)繼續(xù)保持原運行狀態(tài)，并且各設(shè)備會通過I/O接口進(jìn)行緊急監(jiān)控，以保證系統(tǒng)運行安全，在工控機(jī)中以聲音、圖像報警。
報警分為兩種：
1、工藝報警，一般的工藝參數(shù)報警，不影響系統(tǒng)正常運行，級別較低，一般不需要處理
2、故障報警，設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生較大故障，對系統(tǒng)運行將會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的不良影響，級別較高，需關(guān)閉故障設(shè)備
報警列表的畫面如下：

（五）組態(tài)的內(nèi)容
1.)全中文界面的組態(tài)畫面可以將系統(tǒng)內(nèi)的所有信息，分類整理、存儲、顯示，對于系統(tǒng)的運行參數(shù)以及報警值均可以進(jìn)行在線設(shè)置；
 2).數(shù)值以表格、曲線、模擬圖三種方式顯示；
3).報表和曲線可以分為實時和歷史兩種，便于對系統(tǒng)運行狀態(tài)及故障記錄進(jìn)行分析；
4).系統(tǒng)操作及參數(shù)設(shè)置均設(shè)置不同的權(quán)限，防止無關(guān)人員誤操作；
5).可以通過系統(tǒng)音響實現(xiàn)系統(tǒng)聲光報警；
6).可以通過以太網(wǎng)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至遠(yuǎn)程操作站；
7).系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程手動和遠(yuǎn)程自動兩種控制方式，在組態(tài)畫面中應(yīng)當(dāng)設(shè)置遠(yuǎn)程手動和遠(yuǎn)程自動切換按鈕和自動運行參數(shù)設(shè)置對話框。
上位組態(tài)畫面中應(yīng)當(dāng)有包含的畫面有：
圖形類：
系統(tǒng)總圖，明確表示出站內(nèi)各設(shè)備的結(jié)構(gòu)關(guān)系，在系統(tǒng)總圖上點擊每個設(shè)備的圖標(biāo)或按鈕都可以出現(xiàn)相應(yīng)設(shè)備對話框，顯示該設(shè)備的主要運行參數(shù)。

表格類
可以打印選定的某一表格

1）設(shè)備狀態(tài)一覽表：各設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，本次運行時間、累計運行時間等
2)實時工藝參數(shù)列表：當(dāng)前各設(shè)備的溫度、空氣壓力、電流、冷卻水進(jìn)出的溫度等
3）設(shè)備運行歷史記錄：記錄設(shè)備的每次狀態(tài)改變并可以按時間查詢
4）報警記錄：報警發(fā)生的時間及報警解除的時間、報警名稱（類型），模擬量的報警可以通過在組態(tài)中增加限定值來實現(xiàn)。

模擬量的歷史報表：記錄各個采集量的歷史數(shù)據(jù)，可以按時間查詢。
曲線類：
 X,Y軸可以任意所縮放并可以打印選定的某一段曲線。


 四、空壓機(jī)變頻/工頻控制柜
 空壓機(jī)變頻/工頻控制柜不僅能夠節(jié)約大量的運行費用，降低生產(chǎn)成本，同時還是空壓機(jī)站集中控制系統(tǒng)的核心控制部件。變頻/工頻控制柜除了能夠改變空壓機(jī)的運行頻率，補(bǔ)償系統(tǒng)壓力之外，還可以根據(jù)PID的輸出值作為系統(tǒng)內(nèi)加載設(shè)備和停止設(shè)備的重要依據(jù)，對于整個空壓機(jī)站的穩(wěn)定可靠運行起到至關(guān)重要的作用。
1、空壓機(jī)變頻/工頻控制柜具有以下優(yōu)點：
a.節(jié)約能源
變頻器控制空壓機(jī)與傳統(tǒng)控制的空壓機(jī)比較，能源節(jié)約是最有實際意義的，根據(jù)空壓空氣需求量來控制空壓機(jī)的產(chǎn)氣量。節(jié)能效果十分顯著，在某些特定工況（如用氣量波動劇烈）下，實測的節(jié)電效果可達(dá)25%以上，平均也在15%以上。
b.綜合運行成本降低
 能源成本降低效果顯著，再加上變頻起動后對設(shè)備的機(jī)械沖擊減少（啟動時轉(zhuǎn)速平緩上升），加卸載次數(shù)減少，維護(hù)和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。
提高壓力控制精度
本系統(tǒng)由變頻器，壓力變送器、電機(jī)、螺旋轉(zhuǎn)子經(jīng)PLC系統(tǒng)組成壓力閉環(huán)PID控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)行恒壓控制。反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較運算，實時控制變頻器的輸出步，從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，到達(dá)精確的壓力控制與節(jié)能的目的。結(jié)合空壓機(jī)自身的加卸載保護(hù)功能，使空壓機(jī)的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制空壓機(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變，所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在穩(wěn)定的數(shù)值，有效地提高了供氣的質(zhì)量。
延長空壓機(jī)的使用壽命
變頻器從0HZ起動空壓機(jī)，它的起動加速時間可以調(diào)整，從而減少起動時對空壓機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使空壓機(jī)的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。由于變頻控制空壓機(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變，這樣就極大地減少了設(shè)備的加卸載頻率，使空壓機(jī)的使用壽命延長。
 2、由于空壓機(jī)系統(tǒng)的特殊工況，以及對于可靠性的極高要求，要求配接的變頻控制柜需具備以下特殊配置：
空壓機(jī)一般都是用戶的重要裝備，要求可靠性極高，加裝變頻后整個系統(tǒng)的可靠性會有所下降，為泥補(bǔ)這一不足，需采用變頻/工頻雙回路結(jié)構(gòu)。
由于空壓機(jī)的負(fù)載為劇烈變化的，故主回路中的電流變化也非常劇烈，因而系統(tǒng)安裝變頻器之后會產(chǎn)生大量諧波，對設(shè)備以及電網(wǎng)的危害極大，嚴(yán)重的會導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作（主要是電機(jī)絕緣等級降低，性能下降），故系統(tǒng)中必須要安裝消除諧波的電抗器。
由于空壓機(jī)的過載系數(shù)（服務(wù)系數(shù)）較大，故變頻器在選型時需要比空壓機(jī)的標(biāo)定功率放大一檔，否則在用氣負(fù)荷較大時可能會產(chǎn)生過載停機(jī)的現(xiàn)象。
 d.為了實現(xiàn)系統(tǒng)的最大效率，需要配合空壓機(jī)的電腦控制器來實現(xiàn)預(yù)期的功能，這要求設(shè)備調(diào)試及操作人員必須具備較高的技術(shù)水平，同時要對設(shè)備的負(fù)載情況比較熟悉。
在空壓系統(tǒng)內(nèi)存在多臺空壓機(jī)時需對所有設(shè)備通過電腦集中控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，以協(xié)調(diào)各設(shè)備工況，實現(xiàn)最優(yōu)化運行，變頻空壓機(jī)正是空壓機(jī)集中控制系統(tǒng)中不可缺少的主要設(shè)備。