空壓機(jī)節(jié)能智能化聯(lián)控系統(tǒng)

壓縮空氣作為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中重要的二次能源，其本身的特性有著其它能源無(wú)可替代的作用。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，大部分壓縮空氣都因人為簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)或不適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)調(diào)節(jié)而以不可用的熱量、摩擦、誤用或噪音的形式損失掉。據(jù)資料分析，至少40%以上的壓縮空氣都以不適當(dāng)?shù)氖褂梅绞嚼速M(fèi)掉。

杭州三勤慧邦科技有限公司與MAC公司聯(lián)手合作，逐步研發(fā)完善目前國(guó)際上先進(jìn)的專(zhuān)業(yè)的空壓機(jī)節(jié)能智能化聯(lián)控系統(tǒng)，可提升空壓機(jī)的運(yùn)行效率，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、降低維護(hù)成本。該聯(lián)控系統(tǒng)在歐美市場(chǎng)有著十幾年的使用經(jīng)驗(yàn)，目前在歐美有超過(guò)一萬(wàn)個(gè)的成功案例。MAC公司有著數(shù)十年的空壓機(jī)控制器和空壓機(jī)聯(lián)控系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，深厚的技術(shù)積累和沉淀、專(zhuān)業(yè)的背景使得該節(jié)能聯(lián)控系統(tǒng)處于世界領(lǐng)先，是目前空壓機(jī)聯(lián)控節(jié)能領(lǐng)域最專(zhuān)業(yè)的公司。

一、空壓機(jī)節(jié)能智能化聯(lián)控系統(tǒng)的主要功能：

該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工廠(chǎng)壓縮空氣系統(tǒng)中的所有空壓機(jī)和所有干燥機(jī)以及其它空壓系統(tǒng)輔助設(shè)備進(jìn)行智能化控制，可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際壓力需求，通過(guò)基于主控和輔助控制設(shè)備在控制過(guò)程中，合理利用空壓機(jī)資源，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際壓力需求自動(dòng)匹配出最理想的供氣平衡狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)系統(tǒng)的整體節(jié)能和實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)確保正常生產(chǎn)，減少人工操作失誤，降低空壓機(jī)的維護(hù)成本，延長(zhǎng)空壓機(jī)使用壽命。

功能 1：節(jié)能

a)        壓力最優(yōu)化節(jié)能

實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)系統(tǒng)壓力智能化自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持與實(shí)際生產(chǎn)壓力需求的平衡一致，主控設(shè)備可以將系統(tǒng)內(nèi)的所有空壓機(jī)控制工作在同一個(gè)壓力帶，極大地改善了以往的層疊式控制方式下的能耗情況，按照排氣壓力每減小1bar，即可節(jié)能7%的計(jì)算公式，從單壓力帶來(lái)說(shuō)，結(jié)合實(shí)際情況，其節(jié)省的能量將會(huì)較為可觀(guān)。

b)       控制最優(yōu)化節(jié)能

l       減少空壓機(jī)啟動(dòng)次數(shù)

l       增加空壓機(jī)的待機(jī)時(shí)間

l       合理配置空壓機(jī)資源

l       通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)計(jì)劃時(shí)間表來(lái)從容的進(jìn)行壓力自動(dòng)變更

l       減少人力成本

c)        防泄露最優(yōu)化節(jié)能

通過(guò)壓力預(yù)投入功能，可以在不用氣的時(shí)間段停掉所有的空壓機(jī)，在上班前規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，指定一臺(tái)或幾臺(tái)預(yù)先補(bǔ)氣，保證生產(chǎn)需要，避免為了彌補(bǔ)夜間的泄露，而不間斷打氣造成的浪費(fèi)。

功能2：自動(dòng)監(jiān)控

1. 實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)智能自動(dòng)化控制，自動(dòng)控制空壓機(jī)的啟動(dòng)/停止，加載/卸載，避免人為因素的誤操作帶來(lái)的不經(jīng)濟(jì)和危害
2. 自動(dòng)檢測(cè)排氣壓力、故障等常用參數(shù)，整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制
3. 一套設(shè)備最多可同時(shí)控制24臺(tái)空壓機(jī)合理運(yùn)行。

二、系統(tǒng)控制原理

• 將4~20mA高精度壓力傳感器，安裝在儲(chǔ)氣罐上或是可以客觀(guān)反映管網(wǎng)壓力的地方，將采集回的壓力信號(hào)接入節(jié)能聯(lián)控終端
• 每臺(tái)空壓機(jī)通過(guò)一個(gè)小型接口模塊，與系統(tǒng)連接
• 每臺(tái)干燥機(jī)由系統(tǒng)內(nèi)置的繼電器進(jìn)行控制
• 系統(tǒng)通過(guò)預(yù)留的以太網(wǎng)接口，接入客戶(hù)端服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)上位機(jī)軟件連接

系統(tǒng)將壓力傳感器傳輸回來(lái)的壓力信號(hào)，作為整個(gè)管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力，將以此壓力的變化為依據(jù)，對(duì)所有空壓機(jī)進(jìn)行有順序的加/卸載或啟動(dòng)/停機(jī)操作。所有空壓機(jī)的加載/卸載序列都由系統(tǒng)管理及控制，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到用氣量增大，管網(wǎng)壓力降低時(shí)，將會(huì)自動(dòng)選擇一臺(tái)或多臺(tái)最適合的空壓機(jī)進(jìn)行加載，補(bǔ)充輸出氣量；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到用氣量減小，管網(wǎng)壓力增加時(shí)，將會(huì)自動(dòng)選擇一臺(tái)或多臺(tái)最適合的空壓機(jī)進(jìn)行卸載，減少輸出氣量。

三、系統(tǒng)簡(jiǎn)介（硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)）

1、主要硬件設(shè)備：空壓機(jī)節(jié)能智能聯(lián)控終端

1)      功能：

可以實(shí)現(xiàn)對(duì)2臺(tái)以上最多可控制24臺(tái)空壓機(jī)的啟動(dòng)/停止、加載/卸載、以及設(shè)定定時(shí)輪換工作和優(yōu)先級(jí)別；可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視管網(wǎng)壓力、空壓機(jī)的連接狀態(tài)、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、加載狀態(tài)、故障報(bào)警等信息；可以遠(yuǎn)程啟、停系統(tǒng)；遠(yuǎn)程啟、停每臺(tái)空壓機(jī)；遠(yuǎn)程修改聯(lián)控相關(guān)參數(shù)；可以定時(shí)、可選擇性的輸出系統(tǒng)運(yùn)行報(bào)告，并以電子郵件或打印的方式輸出。

1. 性能參數(shù)及特點(diǎn)：

注：左圖為智能控制終端，前面板為15” Siemens觸摸屏，支持上位機(jī)軟件操作。

v        X系列控制終端的特點(diǎn)：

l       單壓力帶控制：

對(duì)比傳統(tǒng)聯(lián)控控制或PLC控制，它們是將每臺(tái)空壓機(jī)的加/卸載設(shè)定值設(shè)置成層疊式, 從而保證最低用氣量的生產(chǎn)，而這樣必然導(dǎo)致空壓機(jī)的壓力設(shè)定值越來(lái)越高，最終造成不必要的浪費(fèi)；而主控設(shè)備的單壓力帶控制就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，將系統(tǒng)內(nèi)所有空壓機(jī)的加/卸載范圍控制在同一個(gè)壓力帶中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的參數(shù)設(shè)置，最大程度縮小壓力帶范圍，降低壓力值輸出，從而達(dá)到節(jié)能。

   （傳統(tǒng)控制模式壓力帶設(shè)定）                                             （本系統(tǒng)單壓力帶控制壓力設(shè)定）

l       多種輪換控制模式：

    應(yīng)對(duì)不同的空壓機(jī)組情況，可選擇不同的空壓機(jī)加/卸載次序輪換模式，X系列提供三種模式：

Ø         等時(shí)模式：目標(biāo)為平衡系統(tǒng)中每一臺(tái)空壓機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，使其保持基本相同，從而延長(zhǎng)空壓機(jī)使用壽命。此種模式常用于空壓機(jī)組內(nèi)空壓機(jī)產(chǎn)氣量大致相同，使用時(shí)間大致相同的情況。

Ø         優(yōu)先級(jí)模式：通過(guò)對(duì)每臺(tái)空壓機(jī)設(shè)定不同的優(yōu)先級(jí)別，來(lái)控制空壓機(jī)的加/卸載次序，可以給系統(tǒng)內(nèi)每臺(tái)空壓機(jī)設(shè)定不同的優(yōu)先級(jí)別，也可以將幾臺(tái)空壓機(jī)設(shè)為同一優(yōu)先級(jí)別；優(yōu)先級(jí)別高的會(huì)先加載、后卸載，優(yōu)先級(jí)別低的則后加載、先卸載。例如：系統(tǒng)中有變頻空壓機(jī)，或是包括容量不同空壓機(jī)，或是有明顯高效、低效表現(xiàn)的空壓機(jī)，則可以根據(jù)具體情況，來(lái)分配各個(gè)空壓機(jī)的優(yōu)先級(jí)別，進(jìn)而達(dá)到合理高效使用每臺(tái)空壓機(jī)的目的。

Ø         Energy控制模式：此種控制模式為先進(jìn)控制模式，當(dāng)系統(tǒng)中含有可變頻空壓機(jī)，可變?nèi)菘諌簷C(jī)，容量大小不同空壓機(jī)，使用此種模式，系統(tǒng)主控制器SX可以根據(jù)用氣量的變化，自動(dòng)的調(diào)整每臺(tái)空壓機(jī)的加載次序，最大化利用系統(tǒng)內(nèi)空壓機(jī)資源，在滿(mǎn)足生產(chǎn)用氣量的前提下最少量的開(kāi)啟空壓機(jī)，從而達(dá)到節(jié)能目的。

l       壓力預(yù)充滿(mǎn)功能：

本系統(tǒng)可使用壓力自動(dòng)化預(yù)充滿(mǎn)功能，控制表現(xiàn)為在指定時(shí)間命令指定空壓機(jī)先行啟動(dòng)打氣，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)定的氣量后，系統(tǒng)才進(jìn)入正常的空壓機(jī)輪換工作。此種功能常用于空壓機(jī)組全部停機(jī)或是維護(hù)后的重新啟動(dòng)，目標(biāo)是避免所有的空壓機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，從而達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

2.        軟件系統(tǒng)：X系統(tǒng)控制軟件

系統(tǒng)上位機(jī)軟件，可支持客戶(hù)通過(guò)用戶(hù)名和密碼在全球范圍內(nèi)登陸系統(tǒng)，對(duì)空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。其功能非常強(qiáng)大，可對(duì)系統(tǒng)、單臺(tái)空壓機(jī)，以及后處理設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄，并且可實(shí)時(shí)調(diào)用歷史數(shù)據(jù)，定時(shí)出具工作報(bào)告，是管理人員在管理過(guò)程中必不可少的工具。

l       下圖為軟件主頁(yè)面（可同時(shí)在設(shè)備的觸摸屏和遠(yuǎn)程登錄的PC上可見(jiàn)）:

l         部分軟件系統(tǒng)頁(yè)面圖：

三、安全保障

當(dāng)系統(tǒng)遭遇異常斷電時(shí)，會(huì)將空壓機(jī)加/卸載控制權(quán)交回空壓機(jī)本身或自動(dòng)恢復(fù)到?jīng)]有安裝本系統(tǒng)之前的空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，不會(huì)因?yàn)樘厥馇闆r影響生產(chǎn)。

當(dāng)管網(wǎng)壓力持續(xù)升高，系統(tǒng)無(wú)法控制空壓機(jī)卸載時(shí)，在達(dá)到設(shè)定的最高壓力報(bào)警值后，空壓機(jī)將按照本機(jī)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)制卸載。

四、節(jié)能效果評(píng)估及投資回收期

本系統(tǒng)是結(jié)合了PLC硬件結(jié)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)軟件的國(guó)際領(lǐng)先級(jí)產(chǎn)品，節(jié)能效果根據(jù)每個(gè)工廠(chǎng)空壓機(jī)系統(tǒng)的不同狀況有所不同，在歐洲一家大型集料配備廠(chǎng)安裝了該系統(tǒng)后，壓縮空氣供給系統(tǒng)的能耗節(jié)約了61%，一家印刷工廠(chǎng)使用了本系統(tǒng)，節(jié)約成本達(dá)到46%   。

一般情況下，該系統(tǒng)至少會(huì)為客戶(hù)節(jié)約5%～30%的成本，投資回收期一般會(huì)小于一年。

案列：以下是某工廠(chǎng)的控制系統(tǒng)圖：