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一种离心式空气 压缩机集中控制系统

阅读：419发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种离心式空气压缩机集中控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供一种离心式空气压缩机集中控制系统，包括：控制器、第一光电转换器、第二光电转换器和人机界面；所述控制器包括：控制单元和扩展单元；所述控制单元包括：控制模块和若干I/O模块；所述扩展单元包括：接口模块和若干扩展I/O模块；所述控制模块通过所述第一光电转换器和所述第二光电转换器连接所述人机界面；所述控制模块还连接所述接口模块和离心式空气压缩机；每个I/O模块和每个扩展I/O模块均连接所述离心式空气压缩机，从而采集所述离心式空气压缩机的现场I/O 信号。采用本实用新型提供的离心式空气压缩机集中控制系统对离心式空气压缩机进行控制，可以使压力稳定且减少能源浪费。，下面是一种离心式空气压缩机集中控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种离心式空气压缩机集中控制系统，其特征在于，包括：控制器、第一光电转换器、第二光电转换器和人机界面；
所述控制器包括：控制单元和扩展单元；所述控制单元包括：控制模块和若干I/O模块；
所述扩展单元包括：接口模块和若干扩展I/O模块；
所述控制模块通过所述第一光电转换器和所述第二光电转换器连接所述人机界面；所述控制模块还连接所述接口模块和离心式空气压缩机；每个I/O模块和每个扩展I/O模块均连接所述离心式空气压缩机，从而采集所述离心式空气压缩机的现场I/O 信号；
所述控制模块读取所述每个I/O模块采集的现场I/O信号以及通过所述接口模块读取所述每个扩展I/O模块采集的现场I/O信号，并根据读取的结果对所述离心式空气压缩机进行控制。
2.如权利要求1所述的离心式空气压缩机集中控制系统，其特征在于，所述离心式空气压缩机的数量为多个，多个离心式空气压缩机之间具有按顺序排列的优先级，每个离心式空气压缩机连接所述控制模块。
3.如权利要求2所述的离心式空气压缩机集中控制系统，其特征在于，所述人机界面用于设置所述优先级，并将所述优先级通过所述第一光电转换器和所述第二光电转换器发送给所述控制模块；
所述控制模块根据接收的优先级控制多个离心式空气压缩机。
4.如权利要求1至3中任意一项权利要求所述的离心式空气压缩机集中控制系统，其特征在于，所述控制模块通过工业以太网线连接所述第一光电转换器的一端，所述第一光电转换器的另一端通过光纤连接所述第二光电转换器的一端，所述第二光电转换器的另一端通过工业以太网线连接所述人机界面。
5.如权利要求1至3中任意一项权利要求所述的离心式空气压缩机集中控制系统，其特征在于，所述控制模块通过Profibus-DP总线连接所述接口模块，所述控制模块通过Profibus-DP总线连接离心式空气压缩机。
6.如权利要求1至3中任意一项权利要求所述的离心式空气压缩机集中控制系统，其特征在于，每个I/O模块和每个扩展I/O模块均通过硬接线连接离心式空气压缩机。
7.如权利要求1至3中任意一项权利要求所述的离心式空气压缩机集中控制系统，其特征在于，所述控制单元还包括：通讯模块；所述通讯模块连接所述控制模块。
8.如权利要求1至3中任意一项权利要求所述的离心式空气压缩机集中控制系统，其特征在于，所述控制单元还包括：电源；所述电源连接所述控制模块。
9.如权利要求1至3中任意一项权利要求所述的离心式空气压缩机集中控制系统，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器。

说明书全文

一种离心式空气压缩机集中控制系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及离心式空气压缩机技术领域，尤其涉及一种离心式空气压缩机集中控制系统。

背景技术

[0002] 离心式空气压缩机是由叶轮带动气体做高速旋转，使气体产生离心力，由于气体在叶轮里的扩压流动，从而使气体通过叶轮后的流速和压力得到提高，连续地生产出压缩空气。

[0003] 现有离心式空气压缩机单机控制系统，是通过离心空气压缩机在本地自动运行，不能达到负载均衡。并且，当供气总管压力高于本机设定压力时，会有多台空气压缩机的放空阀自动打开调节，造成现场生产用气量减少；甚至会有机组的放空阀到达60％以下，相当于全部放空，导致能源浪费，以及压力控制不稳定而严重影响生产供气。当供气总管压力持续低、现有运行空气压缩机不能满足空气量或者运行空气压缩机出现跳机故障时，不能及时启动备用空气压缩机进行运行加载，从而造成总管压力下降，影响生产供气。此外，现有的离心式空气压缩机的单机本地控制，不能集中监控空气压缩机的数据，不能及时发现空气压缩机报警，也不能长时间存储空气压缩机的历史数据，亟待改进。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于提供一种离心式空气压缩机集中控制系统，对离心式空气压缩机进行群控，可以使压力稳定且减少能源浪费。

[0005] 本实用新型提供一种离心式空气压缩机集中控制系统，包括：控制器、第一光电转换器、第二光电转换器和人机界面；所述控制器包括：控制单元和扩展单元；所述控制单元包括：控制模块和若干I/O模块；所述扩展单元包括：接口模块和若干扩展I/O模块；所述控制模块通过所述第一光电转换器和所述第二光电转换器连接所述人机界面；所述控制模块还连接所述接口模块和离心式空气压缩机；每个I/O模块和每个扩展I/O模块均连接所述离心式空气压缩机，从而采集所述离心式空气压缩机的现场I/O 信号；所述控制模块读取I/O模块采集的现场I/O信号以及通过所述接口模块读取扩展I/O模块采集的现场I/O信号，并根据读取的结果对所述离心式空气压缩机进行控制。

[0006] 可选地，所述离心式空气压缩机的数量为多个，多个离心式空气压缩机之间具有按顺序排列的优先级，每个离心式空气压缩机连接所述控制模块。

[0007] 可选地，所述人机界面用于设置所述优先级，并将所述优先级通过所述第一光电转换器和所述第二光电转换器发送给所述控制模块；所述控制模块根据接收的所述优先级控制多个离心式空气压缩机。

[0008] 可选地，所述控制模块通过工业以太网线连接所述第一光电转换器的一端，所述第一光电转换器的另一端通过光纤连接所述第二光电转换器的一端，所述第二光电转换器的另一端通过工业以太网线连接所述人机界面。

[0009] 可选地，所述控制模块通过Profibus-DP总线连接所述接口模块，所述控制模块通过Profibus-DP总线连接离心式空气压缩机。

[0010] 可选地，每个I/O模块和每个扩展I/O模块均通过硬接线连接离心式空气压缩机。

[0011] 可选地，所述控制单元还包括：通讯模块；所述通讯模块连接所述控制模块。

[0012] 可选地，所述控制单元还包括：电源；所述电源连接所述控制模块。

[0013] 可选地，所述控制器为可编程逻辑控制器。

[0014] 本实用新型的离心式空气压缩机集中控制系统，通过控制器对离心式空气压缩机进行群控，可以使压力稳定且减少能源浪费。并且，通过人机界面接收多个离心式空气压缩机的优先级并发送给控制器，从而控制器根据接收的优先级对离心式空气压缩机进行控制，以保证生产供气正常运行。附图说明

[0015] 通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

[0016] 图1为本实用新型实施例的离心式空气压缩机集中控制系统的框图；

[0017] 图2为本实用新型实施例的离心式空气压缩机集中控制系统的示意图。

具体实施方式

[0018] 现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，其中，一些示例性实施例在附图中示出。

[0019] 在本文中，“上、下”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

[0020] 下面参照图1和图2描述本实用新型实施例的离心式空气压缩机集中控制系统。

[0021] 参照图1和图2，本实用新型实施例的离心式空气压缩机集中控制系统包括：控制器1、第一光电转换器2、第二光电转换器3和人机界面4。

[0022] 所述控制器1包括：控制单元10和扩展单元11；所述控制单元10包括：控制模块12和若干I/O(输入/输出)模块；所述扩展单元11包括：接口模块13和若干扩展I/O模块。

[0023] 所述控制模块12通过所述第一光电转换器2和所述第二光电转换器3连接所述人机界面4；所述控制模块12还连接所述接口模块13和离心式空气压缩机5；每个I/O模块和每个扩展I/O模块均连接所述离心式空气压缩机5，从而采集所述离心式空气压缩机5的现场I/O信号。

[0024] 优选地，所述控制模块12通过工业以太网线连接所述第一光电转换器2的一端，所述第一光电转换器2的另一端通过光纤连接所述第二光电转换器3的一端，所述第二光电转换器3的另一端通过工业以太网线连接所述人机界面4。所述控制模块12通过Profibus-DP总线连接所述接口模块13，所述控制模块12通过Profibus-DP总线连接离心式空气压缩机5。每个I/O模块和每个扩展I/O模块均通过硬接线连接离心式空气压缩机5。

[0025] 所述控制模块12读取I/O模块采集的现场I/O信号以及通过所述接口模块13读取扩展I/O模块采集的现场I/O信号，并根据读取的结果对所述离心式空气压缩机5进行控制。

[0026] 作为示例，在图2中，I/O模块为七个，分别记为IM1、IM2、IM3、IM4、IM5、IM6、IM7；扩展I/O模块为四个，分别记为IM8、IM9、IM10、IM11。例如，IM1、IM2和IM3均采集控制输入(DI)信号，IM4、IM5、IM6和IM11均发送控制输出(DO)信号，IM7采集模拟量输入(AI)信号，IM8、IM9和IM10均发送模拟量输出(AO)信号。应当理解，以上示例仅是示例性的，本实用新型不限于此。这里，所述控制模块12读取现场I/O信号(例如，管网压力)并进行处理，从而得到读取的结果，并根据读取的结果对所述离心式空气压缩机5进行控制。

[0027] 可以理解，所述控制模块12通过Profibus-DP总线与所述离心式空气压缩机5通讯的数据可包括：排气压力(系统压力)、排气压力(压缩机出口)、主电机电流、润滑油压差、润滑油压、末级排气温度、一级轴振动、二级轴振动、三级轴振动、一级进气压力、一级进气温度等。

[0028] 此外，所述控制单元10还包括：电源(PS)14和通讯模块15；所述电源14连接所述控制模块12，所述通讯模块15连接所述控制模块12。

[0029] 作为示例，所述电源14通过电源总线连接所述控制模块12，从而为所述控制模块12提供电力；所述通讯模块15通过背板总线连接所述控制模块12。

[0030] 优选地，可通过所述通讯模块15提供对外的通讯接口。作为示例，所述通讯模块15连接大型离散控制系统(DCS)，并以应答式与DCS进行通讯。

[0031] 作为示例，所述通讯模块15为485模块，并通过485双绞屏蔽线连接DCS。

[0032] 作为示例，所述控制器1为可编程逻辑控制器(即，PLC控制器)；所述控制模块12为西门子S7-300；所述接口模块13为ET200M。

[0033] 在一个实施例中，所述离心式空气压缩机5的数量为多个，多个离心式空气压缩机5之间具有按顺序排列的优先级，每个离心式空气压缩机5连接所述控制模块12。

[0034] 所述人机界面4用于设置所述优先级，并将所述优先级通过所述第一光电转换器2和所述第二光电转换器3发送给所述控制模块12；所述控制模块12根据接收的优先级控制多个离心式空气压缩机5。

[0035] 例如，所述离心式空气压缩机5的数量为17个，但本实用新型不限于此。

[0036] 下面以五个离心式空气压缩机为例，详细描述本实用新型实施例的离心式空气压缩机集中控制系统的工作过程：

[0037] 所述人机界面4接收到四个离心式空气压缩机5的优先级由高至低分别为：第一空压机、第二空压机、第三空压机、第四空压机和第五空压机。这里，第四空压机和第五空压机均为备用离心式空气压缩机。当压力高(例如，管网压力高于0.6MPa)时，所述离心式空气压缩机集中控制系统控制第一空压机(即，运行的优先级最高的空压机)的放空阀(BOV)调节打开，进行压力调节以使压力稳定且减少能源浪费；当压力低(例如，管网压力低于0.56MPa)或者运行空压机出现跳机故障时，所述离心式空气压缩机集中控制系统控制加载第四空压机(即，备用的优先级最高的空压机)，从而启动备用空压机。当需要减少空压机时，所述离心式空气压缩机集中控制系统控制卸载第一空压机。

[0038] 可以理解，用于压力调节的第一空压机的放空阀打开前提条件为：所有参与群控的设备，工作电流到达最小值。

[0039] 作为示例，参与的任何一台故障跳机时，故障的离心式空气压缩机被自动从群控中切除，待故障复位后，需手动切入。

[0040] 此外，群控电源故障或通讯故障，所有参与群控的离心式空气压缩机，自动切换到本地控制，所有群控命令不再起作用。待群控电源恢复后，需重新手动启动群控。

[0041] 综上，本实用新型实施例的离心式空气压缩机集中控制系统，通过控制器对离心式空气压缩机进行群控，可以使压力稳定且减少能源浪费。并且，通过人机界面接收多个离心式空气压缩机的优先级并发送给控制器，从而控制器根据接收的优先级对离心式空气压缩机进行控制，以保证生产供气正常运行。

[0042] 尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本实用新型，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

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