引言
根據國家相關電力部分的統計，壓縮空氣系統所消耗的電能約占企業(yè)電力總消耗的20%～30%，其主要是空壓機的電能消耗，因此如何降低空壓機的電能消耗是壓縮空氣系統節(jié)能的關鍵。眾所周知，空壓機安裝容量的大小取決于最大載荷，但是空壓機的單臺容量不可能太大，因此需要多臺空壓機同時運行才能滿足需求。同時空壓機的能耗主要是由平均載荷決定的，實際生產中的壓縮空氣需求量大部分時間都處于最大值以下，因此根據不同時段的用氣情況增減投入運行的空壓機臺數是節(jié)能的關鍵。本文擬結合四方的TS系列螺桿空壓機變頻控制系統，介紹一種智能化的螺桿式空壓機聯動系統控制方案，在保證供氣壓力穩(wěn)定的同時達到節(jié)能降耗的效果。
一、工藝介紹
多臺螺桿式空壓機的聯動控制系統應用于有大容量儲氣罐和及不同荷載的現場，由主機及若干臺從機構成，各空壓機之間通過RS485通訊建立聯接，需求聯動運行時投入使用，為了保證供氣壓力穩(wěn)定并達到節(jié)能效果，聯動控制工藝要求如下：
系統內各臺空壓機都能夠變頻調速，即根據氣壓的變化自動增減頻率，以保證供氣壓力的恒定；
能夠根據不同時段的用氣情況自動增減投入運行的空壓機臺數；
系統具有輪循控制功能，當需要增加投入的空壓機臺數時，啟動停止時間最長的一臺空壓機，當需要減少投入的空壓機臺數時，停止運行時間最長的一臺空壓機；
二、控制方案
針對其控制工藝需求，利用四方TS系列螺桿空壓機變頻控制系統設計了如下的控制方案，主要構成如圖1所示：
1． 系統主從機通過各自TS系統的RS485接口建立通訊聯接，所有空壓機的啟停指令及運行頻率統一由主機給出；
2． 空壓機聯動控制系統共用一個壓力傳感器，并將其信號接入主機；
3． 主機控制器中設置系統增減空壓機臺數的壓力點及啟停延時時間。
圖1
聯動相關參數設置：
序號 |
參數名稱 |
出廠值 |
設定值 |
備注 |
1 |
壓力設定 |
0.70MPa |
根據實際需求設定 |
期望的供氣壓力值，主機設定即可。 |
2 |
聯動啟動壓力下限 |
0.50 MPa |
根據實際需求設定 |
壓力降至該設定且維持設定時間后，系統將會加泵。主機設定即可。 |
3 |
聯動停機壓力上限 |
0.80 MPa |
根據實際需求設定 |
壓力升至該設定且維持設定時間后，系統將會減泵。主機設定即可。 |
4 |
聯動延遲啟動時間 |
10.0s |
根據實際需求設定 |
壓力降至設定值且維持該設定的時間后，系統將會加泵。主機設定即可。 |
5 |
聯動延遲停機時間 |
10.0s |
根據實際需求設定 |
壓力升至設定值且維持該設定時間后，系統將會減泵。主機設定即可。 |
6 |
控制方式 |
0 |
0/1 |
主機設置為0（近控），從機設置為1（遠控） |
9 |
波特率 |
0011 |
0011 |
主機與從機的通訊波特率必須一致 |
10 |
站地址 |
1 |
1 |
主機設置為1，從機地址為2-64，且不可重復。 |
11 |
聯動使能 |
0 |
1 |
主機與從機都必須設置為1 |
12 |
主從選擇 |
0 |
0/1 |
主機設置為1，從機設置為0 |
13 |
聯動個數 |
0 |
根據實際情況設定 |
聯動系統中包括主機在內的所有空壓機臺數 |
三、方案優(yōu)勢：
1． 系統共用一個壓力傳感器且安裝于主儲氣罐內，其壓力控制精度可達±0.01 Mpa；
2． 系統內各空壓機都可變頻調速，保證了供氣壓力的恒定，比工頻控制節(jié)能效果更佳；
3． 增減投入臺數壓力點及時間的設置，可自動實現根據不同時段用氣情況增減投入運行的機臺數，同時避免了機臺的頻繁啟停，節(jié)能效果顯著；
4． 輪循控制使得每臺空壓機都能得到均等運行機會和時間，延長了系統內各設備的使用壽命。
四、實例說明：
以廣東某玩具廠的實際應用情況為例，其白天與夜晚的用氣量存在較大的差異（白天用氣量較大，夜晚用氣量較小），且不同時段（中午及下午員工休息及換班時間用氣量較小，其他時間用氣量相對較大）。該廠原有4臺空壓機，功率分別為45KW兩臺，55KW兩臺，都為獨立的工頻控制，為了滿足不同時段的供氣需求，經常需要人工啟停空壓機，同時為了保證足夠供氣量，投入運行的空壓機臺數相對較多，這樣就導致了工頻空壓機經常性的處于空載運行狀態(tài)，電力浪費嚴重，操作也非常繁雜，且供氣壓力也難以保證穩(wěn)定。
采用兩臺TS2600-4T0450H及兩臺TS2600-4T0550H對其進行變頻聯動改造。現場接線如下圖2所示：
圖2
該公司在采用此方案后，其節(jié)能效果及供氣穩(wěn)定性得到了有效的改善，具體如下：
1． 對比工頻運行及變頻聯動改造之后的用電量，改造前約為2200度/天，改造后約為1800度/天，改造后的節(jié)電率為18%左右。按照目前1元/度的電價，設備年運行300天來計算，一年可節(jié)省電費12萬元左右；
2． 供氣壓力穩(wěn)定在0.65±0.01 Mpa；
3． 實現的系統各空壓機啟停的自動化控制，大大簡化了經常人工啟停空壓機的繁雜操作。
結束語
本文介紹了一種基于四方TS系列螺桿空壓機變頻控制系統的聯動控制方案，該方案具有供氣壓力穩(wěn)定，實現了增減投入空壓機臺數的自動化，節(jié)能效果顯著，有效延長了系統各設備的使用壽命。目前已成功的應用于多個空壓機聯動控制系統中。
參考文獻：
《TS空壓機變頻電控驅動系統使用手冊》 深圳市四方電氣技術有限公司
