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摘 要：本文概述了空压机过程的保护和控制特点，论述了系统的主要特点、结构和实现方法，并用可编程控制器（PLC）实现了空压机过程的平稳自动运行。在全球化的世界中，对更高质量、更高效率和自动化系统和机器的需求与日俱增。为了应对这一进展，本文将被视为一种方法。空气压缩机系统的操作和控制特点在随后的阶段中进行了分类，并在本研究中对每个阶段进行了详细说明。
关键词：电气工程;自动化控制;PLC技术;应用
引言
在Sucosoft V5.02上对所提供的系统进行了仿真和测试，Moeller PLC编程软件验证了系统实时部署的可行性。与基于模拟和继电器的旧控制系统相比，此类系统经常受到关注，在故障排除、调试和控制方面提供较少的复杂性，并且易于扩展或与其他离散控制模块通信。
1 电气工程自动化控制中PLC技术的应用重要性
为了实现过程系统的自动化，减少人为干预，基于PLC的系统将成为监控系统的一个很好的选择，有助于减少人为因素造成的误差。PLC在许多领域的广泛应用为电气电子系统的运行和自动控制做出了重要贡献。在本研究中，空气压缩机系统的操作和控制特性分为三个阶段：首先，压缩机空载启动并检查所有保护特性;其次，如果所有保护和操作条件都满足，则压缩机带负荷运行;最后，与需求同步，即如果需求已满，则以100%负载运行，如果需求较低，则以50%负载运行。在第一阶段，如果空压机启动的所有保护功能均为静音状态，且所有報警均为复位状态，则压缩机电机将启动。第二阶段主要包括压缩机的所有机械保护，如检查润滑油压力、冷却水流量和空气温度。如果任何保护或安全功能失效，则压缩机将跳闸。在第三阶段，与需求同步，并对应于在百分之五十到百分之一百之间变化的需求负荷。因此，整个循环在不同阶段进行，每个阶段在本研究中都有详细说明。类似的基于PLC的自动化系统也被广泛应用于电厂、能源、油气精炼和运输等行业的工厂或设备的监控[1]。
2 PLC模块设置
PLC是一种专门设计用于工业环境的“数字操作系统”，它使用可编程存储器对面向用户的指令进行内部操作，并实现逻辑、排序、定时、计数和算术等特定功能[1-2]。PLC控制各种机器的数字和模拟输入和输出。PLC本质上是一种适应工业需要的计算机。它的输入和输出不是为人类设计的，而是用于控制机器。为了编写程序，PLC必须连接到计算机。图2显示了PLC完整设置的框图。方框图中的传感器和负载模块在照片中分别标记为输入和输出模块。整套设施包括以下设施[5]。本研究中使用的Sucosoft V5.02编程软件符合国际标准IEC 61131-3，并允许使用以下语言进行编程：语句列表（STL）、梯形图（LD）、结构化文本（ST）和功能框图（FBD）。根据电路图[2]，在本文中使用了梯形图，该梯形图基于触点、线圈和盒的图形表示[2]。
3 过程系统描述设计空压机系统运行与控制自动化系统需要以下步骤
过程模型开发、过程描述、过程操作描述、开发自动化策略、最后为控制器开发程序、执行模拟程序。
3.1过程模型开发
空气压缩机系统可分为以下过程回路-空气回路、水回路和油回路。气路由仪表气路和厂用气路组成。水路用于冷却，油路用于冷却和润滑[3]。
3.2空压机工艺
空气在水冷却器中被压缩和冷却，然后进入第二级。在第二级半压缩空气再次压缩后，再经水冷器冷却后储存在储气球中。一级和二级水分分离器都用来分离水分。冷却水回路主要通过换热器对一、二级压缩空气进行冷却。这个过程使空气温度保持在合理的范围内。此外，冷却水还冷却润滑油。润滑油用作压缩机负载阀和运动部件的润滑剂。
3.3工艺模型
本研究考虑两级压缩机系统。在这里，两个温度开关TSH和TSHH用于第二级空气回路，两个压力开关PSH和PSHH用于检查存储空气压力，两个电磁阀用于操作空气压缩机系统的加载阀。一个压力开关PSL用于检查润滑油压力，一个流量开关FSL用于检查冷却水流量。 3.4工艺操作说明工艺系统的成功运行取决于仔细安装和初始启动
系统的安全运行和正常停机应根据该装置的设计进行。启动前，应对系统进行彻底检查，如阀门、控制跳闸装置、安全装置、所有机械和电气系统应处于良好状态。空气压缩机系统的操作顺序和程序如下-首先，通过按钮开关“启动”启动系统，该按钮开关将以星形模式启动压缩机电机。在星形模式下运行7秒后，电机在三角形模式下运行。在此期间，PLC系统检查润滑油压力、水流和空气温度。此启动系统检查需要一些在PLC系统中编程的额外时间。在启动系统检查期间，电磁阀V3和V4断电，其出口压力高。电磁阀的高出口压力关闭所有压缩机负载阀，因此没有空气进入压缩机，电机空载运行。其次，在完成启动系统检查阶段后，PLC系统检查工作气球的气压。如果空气压力低，即PSH和PSHH开关都低于电磁阀V3和V4通电，使其出口压力低。电磁阀的低出口压力打开所有压缩机负载阀，因此压缩机负载和气球中的空气压力也在增加。第三，当工作气囊的气压等于7.2巴时，压力开关PSH变高，PSHH变低。在那里面调节电磁阀V3断电和V4通电，结果50%负载阀打开。因此，压缩机的负荷逐渐增加，同时气球的气压也在增加。最后，当工作气囊的气压等于8.0巴时，压力开关PSH和PSHH都变高，因此电磁阀V3和V4断电，其输出压力变高。电磁阀的高出口压力关闭所有压缩机负载阀，从而降低压缩机负载。由于气球消耗空气，气球中的压力也在降低。当工作气囊的气压再次等于7.2巴时，重复步骤3和4[4]。
3.5PLC程序开发
自动化软件采用Sucosoft V5.02编程软件编程，该软件为穆勒PLC仿真软件。PLC的梯形图编程语言使用简单易懂。根据电路图，梯形图以触点、线圈和接线盒的图形表示为基础。
3.6程序执行
Sucosoft V5.02的梯形逻辑程序执行，PLC软件需要以下步骤[2]-（a）pou编辑器中的程序开发（b）拓扑配置（c）程序代码生成（d）从计算机到PLC的程序传输（e）测试和调试（f）程序在执行上述步骤后运行，然后PLC准备运行程序。PLC总是扫描其输入地址，并根据程序的指令给出输出信号。系统也将有利于经济方面。考虑到所需软件和模拟器版本的限制，本文提出了一种空气压缩机过程精确控制策略的简化形式。PLC程序的仿真结果保证了系统的精度[5]。
结束语：
为了应对技术进步，以更经济的方式确保更高的效率、有效性和可靠性，该系统将是一个很大的范围。它还将以最小的工作量提供更好的操作和控制定制灵活性。本文致力于研究整个过程的组成部分，对其实施和可能出现的问题也给予了应有的重视。
参考文献：
[1] 王强. 探析电气工程自动化控制中PLC技术的应用[J]. 中国战略新兴产业，2020（36）：19.
[2] 陈贵州.关于电气自动化控制系统改造技术的研究[J].电气技术与经济，2019（05）：1-2+5.
[3] 马鹏云. 探析电气工程及其自动化控制中的PLC技术应用[J]. 科学与财富，2019（34）：250.
[4] 刘焕升，纪红涛.关于轧钢电气设计中的自动化控制技术创新方案研究[J].科技创新导报，2019，16（18）：114-115.
[5] 刘许锋. 基于PLC技术在电气工程自动化控制中的应用分析[J]. 电子测试，2020（12）：109-110. DOI：10.3969/j.issn.1000-8519.2020.12.044.
关键词：电气工程;自动化控制;PLC技术;应用
引言
在Sucosoft V5.02上对所提供的系统进行了仿真和测试，Moeller PLC编程软件验证了系统实时部署的可行性。与基于模拟和继电器的旧控制系统相比，此类系统经常受到关注，在故障排除、调试和控制方面提供较少的复杂性，并且易于扩展或与其他离散控制模块通信。
1 电气工程自动化控制中PLC技术的应用重要性
为了实现过程系统的自动化，减少人为干预，基于PLC的系统将成为监控系统的一个很好的选择，有助于减少人为因素造成的误差。PLC在许多领域的广泛应用为电气电子系统的运行和自动控制做出了重要贡献。在本研究中，空气压缩机系统的操作和控制特性分为三个阶段：首先，压缩机空载启动并检查所有保护特性;其次，如果所有保护和操作条件都满足，则压缩机带负荷运行;最后，与需求同步，即如果需求已满，则以100%负载运行，如果需求较低，则以50%负载运行。在第一阶段，如果空压机启动的所有保护功能均为静音状态，且所有報警均为复位状态，则压缩机电机将启动。第二阶段主要包括压缩机的所有机械保护，如检查润滑油压力、冷却水流量和空气温度。如果任何保护或安全功能失效，则压缩机将跳闸。在第三阶段，与需求同步，并对应于在百分之五十到百分之一百之间变化的需求负荷。因此，整个循环在不同阶段进行，每个阶段在本研究中都有详细说明。类似的基于PLC的自动化系统也被广泛应用于电厂、能源、油气精炼和运输等行业的工厂或设备的监控[1]。
2 PLC模块设置
PLC是一种专门设计用于工业环境的“数字操作系统”，它使用可编程存储器对面向用户的指令进行内部操作，并实现逻辑、排序、定时、计数和算术等特定功能[1-2]。PLC控制各种机器的数字和模拟输入和输出。PLC本质上是一种适应工业需要的计算机。它的输入和输出不是为人类设计的，而是用于控制机器。为了编写程序，PLC必须连接到计算机。图2显示了PLC完整设置的框图。方框图中的传感器和负载模块在照片中分别标记为输入和输出模块。整套设施包括以下设施[5]。本研究中使用的Sucosoft V5.02编程软件符合国际标准IEC 61131-3，并允许使用以下语言进行编程：语句列表（STL）、梯形图（LD）、结构化文本（ST）和功能框图（FBD）。根据电路图[2]，在本文中使用了梯形图，该梯形图基于触点、线圈和盒的图形表示[2]。
3 过程系统描述设计空压机系统运行与控制自动化系统需要以下步骤
过程模型开发、过程描述、过程操作描述、开发自动化策略、最后为控制器开发程序、执行模拟程序。
3.1过程模型开发
空气压缩机系统可分为以下过程回路-空气回路、水回路和油回路。气路由仪表气路和厂用气路组成。水路用于冷却，油路用于冷却和润滑[3]。
3.2空压机工艺
空气在水冷却器中被压缩和冷却，然后进入第二级。在第二级半压缩空气再次压缩后，再经水冷器冷却后储存在储气球中。一级和二级水分分离器都用来分离水分。冷却水回路主要通过换热器对一、二级压缩空气进行冷却。这个过程使空气温度保持在合理的范围内。此外，冷却水还冷却润滑油。润滑油用作压缩机负载阀和运动部件的润滑剂。
3.3工艺模型
本研究考虑两级压缩机系统。在这里，两个温度开关TSH和TSHH用于第二级空气回路，两个压力开关PSH和PSHH用于检查存储空气压力，两个电磁阀用于操作空气压缩机系统的加载阀。一个压力开关PSL用于检查润滑油压力，一个流量开关FSL用于检查冷却水流量。 3.4工艺操作说明工艺系统的成功运行取决于仔细安装和初始启动
系统的安全运行和正常停机应根据该装置的设计进行。启动前，应对系统进行彻底检查，如阀门、控制跳闸装置、安全装置、所有机械和电气系统应处于良好状态。空气压缩机系统的操作顺序和程序如下-首先，通过按钮开关“启动”启动系统，该按钮开关将以星形模式启动压缩机电机。在星形模式下运行7秒后，电机在三角形模式下运行。在此期间，PLC系统检查润滑油压力、水流和空气温度。此启动系统检查需要一些在PLC系统中编程的额外时间。在启动系统检查期间，电磁阀V3和V4断电，其出口压力高。电磁阀的高出口压力关闭所有压缩机负载阀，因此没有空气进入压缩机，电机空载运行。其次，在完成启动系统检查阶段后，PLC系统检查工作气球的气压。如果空气压力低，即PSH和PSHH开关都低于电磁阀V3和V4通电，使其出口压力低。电磁阀的低出口压力打开所有压缩机负载阀，因此压缩机负载和气球中的空气压力也在增加。第三，当工作气囊的气压等于7.2巴时，压力开关PSH变高，PSHH变低。在那里面调节电磁阀V3断电和V4通电，结果50%负载阀打开。因此，压缩机的负荷逐渐增加，同时气球的气压也在增加。最后，当工作气囊的气压等于8.0巴时，压力开关PSH和PSHH都变高，因此电磁阀V3和V4断电，其输出压力变高。电磁阀的高出口压力关闭所有压缩机负载阀，从而降低压缩机负载。由于气球消耗空气，气球中的压力也在降低。当工作气囊的气压再次等于7.2巴时，重复步骤3和4[4]。
3.5PLC程序开发
自动化软件采用Sucosoft V5.02编程软件编程，该软件为穆勒PLC仿真软件。PLC的梯形图编程语言使用简单易懂。根据电路图，梯形图以触点、线圈和接线盒的图形表示为基础。
3.6程序执行
Sucosoft V5.02的梯形逻辑程序执行，PLC软件需要以下步骤[2]-（a）pou编辑器中的程序开发（b）拓扑配置（c）程序代码生成（d）从计算机到PLC的程序传输（e）测试和调试（f）程序在执行上述步骤后运行，然后PLC准备运行程序。PLC总是扫描其输入地址，并根据程序的指令给出输出信号。系统也将有利于经济方面。考虑到所需软件和模拟器版本的限制，本文提出了一种空气压缩机过程精确控制策略的简化形式。PLC程序的仿真结果保证了系统的精度[5]。
结束语：
为了应对技术进步，以更经济的方式确保更高的效率、有效性和可靠性，该系统将是一个很大的范围。它还将以最小的工作量提供更好的操作和控制定制灵活性。本文致力于研究整个过程的组成部分，对其实施和可能出现的问题也给予了应有的重视。
参考文献：
[1] 王强. 探析电气工程自动化控制中PLC技术的应用[J]. 中国战略新兴产业，2020（36）：19.
[2] 陈贵州.关于电气自动化控制系统改造技术的研究[J].电气技术与经济，2019（05）：1-2+5.
[3] 马鹏云. 探析电气工程及其自动化控制中的PLC技术应用[J]. 科学与财富，2019（34）：250.
[4] 刘焕升，纪红涛.关于轧钢电气设计中的自动化控制技术创新方案研究[J].科技创新导报，2019，16（18）：114-115.
[5] 刘许锋. 基于PLC技术在电气工程自动化控制中的应用分析[J]. 电子测试，2020（12）：109-110. DOI：10.3969/j.issn.1000-8519.2020.12.044.