【正文】 把PC/PPI電纜的PC端與計(jì)算機(jī)的RS232通信口（COM1或COM2）連接，把PC/PPI電纜的PPI端與PLC的RS485通信口連接即可。純凈的液體及氣體、輕質(zhì)油(≤4 E)（11）線圈功率:DN15～DN20 AC15VA DC9W基于三菱FX2N_PLC的空壓站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)34 DN25～DN50 AC30VA DC18W（12）動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間:開(kāi)閥≤,關(guān)閥≤3秒 （13）閥體材質(zhì):DF型,DFK型:全銅體 DFB全不銹鋼（14）工作原理當(dāng)電磁閥接通電源時(shí),線圈激磁回路形成磁場(chǎng)并產(chǎn)生磁力。級(jí)間壓力的測(cè)量位置應(yīng)該在下一級(jí)的進(jìn)口處。對(duì)暫時(shí)硬度超過(guò)10℃的冷卻水必須進(jìn)行水處理。因此，能滿足空壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)的要求。（6）系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，功能豐富，顯示直觀，維護(hù)方便。操作人員亦可進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜藶楦深A(yù)。這種方式所帶來(lái)的問(wèn)題就是電機(jī)頻繁起動(dòng)，縮短了電機(jī)的使用壽命。(2)測(cè)控功能①實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)各模擬量的采集及顯示。上位機(jī)完成控制參數(shù)、工藝流程的動(dòng)態(tài)顯示、各種參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)和報(bào)警、趨勢(shì)圖顯示、對(duì)下位機(jī)進(jìn)行編程和監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的通信。這種特性使用戶能修改所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。第三章 空壓機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)原理該系統(tǒng)由上位工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）、PLC可編程控制器和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、操作和執(zhí)行組成分布式控制系統(tǒng)。一般有下列情況之一者應(yīng)緊急停機(jī)?？諝鈮嚎s機(jī)的停機(jī)分為正常停機(jī)和緊急停機(jī)，停機(jī)時(shí)應(yīng)該盡快地關(guān)閉進(jìn)氣閥和排氣閥，然后慢慢的開(kāi)啟放空閥進(jìn)行卸壓，使空壓機(jī)進(jìn)入無(wú)負(fù)荷的空轉(zhuǎn)狀況。2．運(yùn)行中如發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)及時(shí)調(diào)整、排除。 運(yùn)行過(guò)程運(yùn)行中，必須做到一下幾方面：基于三菱FX2N_PLC的空壓站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)231．應(yīng)定期和經(jīng)常巡回檢查、監(jiān)控空壓機(jī)各部位的工作情況。循環(huán)潤(rùn)滑油的初始?jí)毫σ话爿^高，經(jīng)不斷的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)熱后就會(huì)降到規(guī)定值，其時(shí)間的長(zhǎng)短取決于環(huán)境溫度的高低等因素?；谌釬X2N_PLC的空壓站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)22（3）電抗器降壓起動(dòng) 合上起動(dòng)油開(kāi)關(guān)；待電機(jī)接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，將勵(lì)磁線圈與放電電阻斷開(kāi)，同時(shí)接入直流電源；調(diào)整勵(lì)磁電壓至略高于需要值；當(dāng)電機(jī)進(jìn)入同步轉(zhuǎn)速后，合上運(yùn)轉(zhuǎn)油開(kāi)關(guān)；調(diào)整勵(lì)磁電流到需要址。二．啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)操縱高壓電器必須遵守穿絕緣靴，戴絕緣手套和站在絕緣臺(tái)上的規(guī)定。單臺(tái)空壓機(jī)的控制回路簡(jiǎn)圖如下：圖21 單臺(tái)空壓機(jī)控制回路原理圖拿單臺(tái)空壓機(jī)控制回路簡(jiǎn)圖來(lái)說(shuō)，前置PLC控制柜既可以控制空壓機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，也可以對(duì)原電控柜加以控制，同時(shí)它又將空壓機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和原電控柜的信號(hào)傳輸給PLC總控柜，最后監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC總控柜進(jìn)行通信來(lái)顯示現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)。? 提供可用于危險(xiǎn)領(lǐng)域的接口模塊，可以支持在危險(xiǎn)區(qū)域的應(yīng)用。?PROFIBUS 上各設(shè)備的連接非常簡(jiǎn)單，并可以通過(guò)專用剝線工具和PROFIBUS 接頭，減少接線風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)PROFIBUS 接頭可以保證總線上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障不影響系統(tǒng)通訊。PROFIBUS 的開(kāi)放性保證了不同制造廠商的產(chǎn)品的互連，例如西門(mén)子公司的DCS 或PLC 可以通過(guò)PROFIBUS 連接第三方的遠(yuǎn)程I/O、智能設(shè)備和儀表，這些連接只需要產(chǎn)品制造商提供相應(yīng)的GSD 文件或EDD 文件，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單組態(tài)即可實(shí)現(xiàn)。PROFIBUSPA 主要用于連接現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，如壓力、溫度、液位、流量等變送器及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。 PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)圖14 現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)圖從圖中可以看出，采用PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)可以分成現(xiàn)場(chǎng)控制層、監(jiān)控層和企業(yè)管理層三層。于1996年，德國(guó)的國(guó)家現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)，即歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 50170。如果發(fā)現(xiàn)異常，則停機(jī)并顯示出錯(cuò)。 FX2N系列的工作原理FX2N系列的采用循環(huán)掃描方式，一個(gè)掃描周期一般包括五個(gè)階段:輸入處理、執(zhí)行程序、處理通訊請(qǐng)求、執(zhí)行CPU自診斷測(cè)試和寫(xiě)輸出。（5）在通信功能方面，F(xiàn)X2N在FXIN的基礎(chǔ)上增加了MNET網(wǎng)絡(luò)鏈接的通信模塊，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)鏈接的需要。(1) FX2N系列基本邏輯控制指令的執(zhí)行時(shí)間由FXIS/,速度提高了近10倍；應(yīng)用指令的執(zhí)行時(shí)間由FXIS/IN系列，速度也提高了兩倍以上。從此以后，許多國(guó)家的著名廠家競(jìng)相研制，各自成為系列，而且品種更新很快，功能不斷增加，從最初的邏輯控制為主發(fā)展到能進(jìn)行模擬量控制，具有數(shù)字運(yùn)算、數(shù)字處理和通信聯(lián)網(wǎng)等許多功能。這種控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)是采用規(guī)定的接線方式，靈活性差，工作頻率低，觸點(diǎn)易損壞，可靠性差。中國(guó)現(xiàn)在仍在大規(guī)模生產(chǎn)的活塞式空壓機(jī)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)早已淘汰。因此，在實(shí)際工作中為了節(jié)省壓縮功和降低溫度，應(yīng)使多變壓縮過(guò)程接近于等溫壓縮過(guò)程，就必須加強(qiáng)對(duì)空壓機(jī)的冷卻。這種既不向外界傳熱、也不從外界吸熱的過(guò)程，稱為絕熱壓縮過(guò)程。由于壓縮機(jī)的冷卻情況不同，通?？煞譃榈葴?、絕熱、多變?nèi)N壓縮過(guò)程。H（壓縮機(jī)常用kW。排氣閥4被頂開(kāi)，排氣過(guò)程開(kāi)始。下圖即為一單級(jí)作用式壓縮機(jī)的汽缸示意圖及理論示功圖。當(dāng)活塞從右向左移動(dòng)時(shí)，空氣經(jīng)右邊進(jìn)氣閥3被吸入汽缸內(nèi)，而左腔中的壓縮空氣便經(jīng)過(guò)排氣閥4排出。2．壓縮過(guò)程 當(dāng)活塞向左移動(dòng)時(shí)，汽缸左邊容積開(kāi)始縮小，空氣被壓縮，壓力隨之上升。本設(shè)計(jì)中所選空氣壓縮機(jī)均為活塞式,故就活塞式空氣壓縮機(jī)工作原理進(jìn)行一序列介紹:一．工作過(guò)程活塞式空氣壓縮機(jī)（以下簡(jiǎn)稱空壓機(jī)）壓縮空氣的過(guò)程，主要是通過(guò)活塞在汽缸內(nèi)不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的。將它壓縮到一定壓力后，作為一種動(dòng)力源，它不僅輸送、使用方便、安全，也不存在資源不足和污染環(huán)境的問(wèn)題。盡管空壓機(jī)能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，可一直需要配備大量的操作工來(lái)維持其正常運(yùn)行。這對(duì)節(jié)約能源、減少物資的消耗，降低生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，全面提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系極大。但它所消耗的能量也相當(dāng)可觀，耗電量極大。關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)； 組態(tài)王；三菱FX2N系列；現(xiàn)場(chǎng)總線前言20世紀(jì)是人類科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的一個(gè)世紀(jì)，電氣控制技術(shù)也由繼電器控制過(guò)度到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。用組態(tài)王軟件開(kāi)發(fā)空氣壓縮機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位軟件，用三菱FX2N系列PLC作為下位機(jī)對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行控制。目前，在機(jī)械、礦山、建筑等工業(yè)中廣泛應(yīng)用壓縮空氣來(lái)驅(qū)動(dòng)各種風(fēng)動(dòng)工具，或用于制動(dòng)和控制?？諝鈮嚎s機(jī)是一種壓縮氣體、提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)械?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)壓縮空氣的過(guò)程，主要是通過(guò)活塞在氣缸內(nèi)不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的。通過(guò)對(duì)空壓機(jī)的原理等相關(guān)知識(shí)的介紹，確定了空壓機(jī)的有關(guān)參數(shù)和控制要求。按照GB4976——85標(biāo)準(zhǔn)，空氣壓縮機(jī)可以分為以下幾類：圖 10 壓縮機(jī)分類活塞式空壓機(jī)是一種技術(shù)含量高，關(guān)鍵件加工困難的新型機(jī)器，廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)、石油化工、電力等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)。即曲軸旋轉(zhuǎn)一周能完成兩個(gè)工作過(guò)程。當(dāng)壓力稍高于排氣管中空氣壓力時(shí)，缸內(nèi)空氣便頂開(kāi)排氣閥而排入排氣管中，并繼續(xù)排出到活塞移至左邊末端（該端點(diǎn)稱為外止點(diǎn)，又可以稱為前止點(diǎn)或上止點(diǎn)）為止。二．理論示功圖空壓機(jī)是通過(guò)消耗機(jī)械功來(lái)達(dá)到壓縮與輸送空氣的目的。當(dāng)活塞按 b方向向左移動(dòng)時(shí)，缸內(nèi)I的容積縮小，同時(shí)進(jìn)氣閥關(guān)閉，空氣開(kāi)始被壓縮，并隨著活塞的左移，壓力逐漸升高。在理論示功圖中，以AB、BC、CD 、和DA 線為界的ABCDA圖形的面積，表示完成一個(gè)工作過(guò)程所消耗的功，也就是推動(dòng)活塞所必需的理論是、壓縮功；其面積愈小，則將空氣壓縮到所需壓力時(shí)消耗的理論功就愈少。通常規(guī)定，活塞對(duì)空氣所做的功（即空氣吸收熱量）為正值；空氣對(duì)活塞所做的功（即空氣放出熱量）為負(fù)值。圖13 壓縮其他時(shí)的三種過(guò)程示功圖1．等溫壓縮過(guò)程 它能將與壓縮功相當(dāng)?shù)臒崃坑衫鋮s截止帶走，使缸內(nèi)空氣溫度保持不變（不因壓力增加而升高），故稱等溫壓縮過(guò)程。絕熱壓縮圖形ABCDA的面積最大，所消耗壓縮功最多，壓縮終了的溫度也最高。具體機(jī)器的型號(hào)、規(guī)格如表11所示；廠家名稱 紹爾公司 哈拉帕公司 田邊公司型號(hào) WP80L WP100L W80 WHO VLHH64 VLHH64壓力(MPa) 排氣量(m3/min) 轉(zhuǎn)速(r/min)1170 1170 1450 1150 900 1200功率(kW) 13 16 173 162 15 22近10年來(lái)，空壓機(jī)產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展動(dòng)向?yàn)?提高氣閥等易損件的使用壽命，向全自動(dòng)控制方向發(fā)展，設(shè)有啟動(dòng)、停車、運(yùn)行的自控裝置和參數(shù)失常的保護(hù)措施，降低噪聲，配置壓縮空氣干燥凈化裝置，以提高壓縮空氣品質(zhì)。作為生產(chǎn)機(jī)械動(dòng)力的電機(jī)拖動(dòng)，已由最早的采用成組拖動(dòng)方式至單獨(dú)拖動(dòng)方式，至生產(chǎn)機(jī)械的不同運(yùn)動(dòng)部件分別由不同的電機(jī)拖動(dòng)的多電機(jī)拖動(dòng)方式，發(fā)展到今天無(wú)論是自動(dòng)化功能還是生產(chǎn)安全性方面都相當(dāng)完善的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。對(duì)復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)則采用計(jì)算機(jī)控制，由于這些控制裝置本身存在某些不足，因此均未能獲得廣泛應(yīng)用。它兼容了FXIS/IN系列的全部功能。PLC的編程元及用戶程序存儲(chǔ)器容量也比FXIN大大增加。它們采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)。即檢查是否有編程器、計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理，在這一階段完成數(shù)據(jù)通訊任務(wù)。它是用于支持現(xiàn)場(chǎng)裝置，實(shí)現(xiàn)傳感、變送、調(diào)節(jié)、控制、監(jiān)督以及各種裝置之間透明通信等功能的通信網(wǎng)絡(luò)，保證網(wǎng)內(nèi)設(shè)備間相互透明有序地傳遞信息是它的主要集成任務(wù)。PROFIBUS基于三菱FX2N_PLC的空壓站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)14DP的實(shí)時(shí)性遠(yuǎn)高于其他局域網(wǎng)，因而特別適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。PROFIBUSDP 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是總線型、星型和樹(shù)型，通訊介質(zhì)可以是屏蔽雙絞線、光纖，也支持紅外傳輸，采用雙絞線時(shí)， 公里，最多可以采用9 個(gè)中繼器，最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)9 公里。其主要目的是在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，將電廠各工藝段（例如DCS 系統(tǒng)、輔機(jī)程控系統(tǒng)等）的數(shù)據(jù)和信息（如過(guò)程數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和設(shè)備狀態(tài)等）進(jìn)行匯總，從而集成企業(yè)的各種信息，實(shí)現(xiàn)與Inter 的連接，完成管理、決策和商務(wù)應(yīng)用的各種功能。PROFIBUS 的可靠性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：?PROFIBUS 總線上的數(shù)據(jù)傳輸是完全基于數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)的，這樣可以大幅提高信號(hào)傳輸過(guò)程中的抗干擾能力。目前全球有超過(guò)1200 家公司可以生產(chǎn)超過(guò)2022 種支持PROFIBUS 的產(chǎn)品，因此具有很強(qiáng)的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性。一個(gè)PROFIBUSDP 從站的響應(yīng)時(shí)間。從上分析可得本次設(shè)計(jì)的控制對(duì)象，即模擬量輸入個(gè)模擬量輸出。1）將起動(dòng)手柄放在“斷開(kāi)”位置；2）合上隔離開(kāi)關(guān)；3）合上油開(kāi)關(guān)（如為井下低壓電器則合上防爆起動(dòng)開(kāi)關(guān)）；4）把起動(dòng)手柄推到“起動(dòng)”位置，待電動(dòng)機(jī)接近運(yùn)轉(zhuǎn)速度時(shí)，將手柄拉回到“運(yùn)轉(zhuǎn)”位置（一般應(yīng)在一分鐘內(nèi)），進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。三．啟動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)后的檢查與注意事項(xiàng)1）電機(jī)啟動(dòng)時(shí)和開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)后應(yīng)注意電機(jī)炭刷是否有火花，它和空壓機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的聲響是否正常。5）逐步打開(kāi)減荷閥或進(jìn)氣閥，使空壓機(jī)進(jìn)入負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；并按表壓0~、~0.~、 ~ 等壓力級(jí)別逐步升高，待每步穩(wěn)定后再升下一步直到所需壓力值。如有手動(dòng)裝置，應(yīng)手動(dòng)或定期檢驗(yàn)其可靠性和氣密性。4．嚴(yán)禁運(yùn)行中各運(yùn)轉(zhuǎn)部件的檢修、擦拭以及帶壓檢修（停機(jī)后也應(yīng)作到無(wú)壓），以防意外事故發(fā)生；必須打掃機(jī)房場(chǎng)地，以免塵土飛揚(yáng)被吸入機(jī)內(nèi)。如為短期停機(jī)或溫度較高時(shí)可不必排水；6）做好設(shè)備的日常維護(hù)、搽拭、打掃場(chǎng)地衛(wèi)生等交班工作，并對(duì)當(dāng)班的設(shè)備運(yùn)行、維修等按規(guī)定作好記錄。然后盡快查明原因，及時(shí)予以排除。EM 277經(jīng)過(guò)串行I/O總線連接到FX2N32ERD。EM 277 PROFIBUSDP模塊的DP端口可連接到網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)DP 主站上，但仍能作為一個(gè) MPI從站與同一網(wǎng)絡(luò)上如SIMATIC編程器或FX2N32ERD CPU等其它主站進(jìn)行通信。通過(guò)程序按空壓機(jī)啟動(dòng)過(guò)程流程圖完成空壓機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程，各臺(tái)空壓機(jī)的供氣壓力可單獨(dú)由上位計(jì)算機(jī)調(diào)整設(shè)定。 操作方式控制技術(shù)己經(jīng)在壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中得到了普遍的應(yīng)用，甚至是衡量產(chǎn)品是否先進(jìn)的一個(gè)重要的方面。（2）全自動(dòng)控制由上位機(jī)、PLC和檢測(cè)單元組成。（3）系統(tǒng)采用Windows 2022作操作系統(tǒng)，北京亞控公司的組態(tài)王工控組態(tài)軟件作上位機(jī)監(jiān)控軟件。 下位PLC硬件配置本控制選用三菱FX系列PLC可編程邏輯器件，F(xiàn)X系列PLC的系統(tǒng)配置靈活，價(jià)格便宜，用戶除了可以選用不同型號(hào)的FX系列PLC 外，還可以選用各種擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊，組成不同I/O點(diǎn)和不同功能的控制。其檢測(cè)元件為PT100，用以判斷一二級(jí)排氣溫度和冷卻水溫度。利用高溫玻璃將微加工硅壓敏電阻應(yīng)變片固化在不銹鋼隔膜上,玻璃粘接避免了溫度,機(jī)械疲勞介質(zhì)對(duì)膠水和材質(zhì)的影響。我們選用DF常閉型不銹鋼型先導(dǎo)膜片式電磁閥,是利用交流或直流電源控制的二位二通自動(dòng)閥門(mén)?；谌釬X2N_PLC的空壓站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)35 STEP7Micro/WIN32與PC硬件連接利用一根PC/PPI（個(gè)人計(jì)算機(jī)/點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口）電纜可建立個(gè)人計(jì)算機(jī)與PLC之間的通信。同時(shí)它還有一些工具性的功能，例如用戶程序的文檔管理等。第五章 空壓站監(jiān)控系統(tǒng)下位機(jī)程序設(shè)計(jì)下位機(jī)PLC S7—200可編程控制器采用模塊結(jié)構(gòu)，能方便地實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量和模擬量的控制。 電流變送器電機(jī)電流的檢測(cè)采用西南自動(dòng)化研究所WBI414aS—Jx—5A系列電量隔離傳感器輸出4～20MA電流信號(hào)。% 24VDC 4～20mA其接線示意圖為： 圖42 溫度變送器 壓力變送器對(duì)空壓機(jī)壓力的檢測(cè)與變送,采用MSP—300一體化不銹鋼壓力變