1 引言
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PLC和变频调速技术以其独特优良的控制性被广泛应用在机械、冶金、制造、化工、纺织等领域，但在乙炔压缩机上应用国内还是首次。乙炔压缩机是以电石为原料生产溶解乙炔的主要生产设备，主要用于乙炔气灌瓶，气灌瓶对金属切割工艺提供高效便利的动力。乙炔气灌装时，所处压力会逐渐升高，当灌装达到后期，由于压力升高，乙炔气会因高温而分解并放出大量的热，易导致爆炸。为使乙炔气在丙酮溶剂内充分溶解，保持乙炔气的稳定，不能超过一定的速度，因此当乙炔瓶的数量变化时，就涉及一个气量调节的问题，以往曾采用改变电机的极数来调节，近年来PLC和变频控制迅猛发展，可编程控制器和变频器质量稳定，调节直观方便，为乙炔压缩机的安全可靠性提供了更加可靠的工业控制设备。江西气体压缩机有限公司为满足用户不同工况下的应用需求，率先开发了在乙炔压缩机上应用PLC(西门子公司的LOGO！可编程控制器)和变频调速(艾墨森生产的变频器)技术，对温度、速度、流量、压力等工艺变量进行控制，取得了良好的性能效果和经济效益，该项目为2005年度江西省科技成果和科技部科技型中小企业技术创新基金立项。WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
2 控制系统构成
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江西气体压缩机有限公司生产的变频乙炔压缩机［如2Z-1.5/25型变频乙炔压缩机，拖动电机采用了YB225M-8隔爆型(dIICT4)三相异步电动机，变频器为EV2000-4T0300G[1]］，控制系统有可编程控制及变频控制电路，由频率给定电路、空气开关、交流接触器组、频率选择开关、压力信号输入电路、隔离式安全栅、故障报警电路、电源电路、油泵电机驱动电路和压缩机主电机驱动电路等组成，频率给定电路又由可编程控制器和变频器构成。有关电仪原理如图1所示:P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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图1 电仪原理框图
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3 控制原理及功能实现WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
3.1 变频控制电路WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
变频控制电路由频率给定电路和变频器启动停止电路组成。WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
(1) 频率给定电路由可编程控制器LOGO、频率选择开关SA2、中间继电器KA7～12、及指示灯HL8～13组成(见图2)。用户可根据实际用气量来选择不同的排气量，比如将频率选择开关SA2旋至“50%排气量”时，中间继电器KA7得电动作，相应的指示灯HL8被点亮，同时中间继电器KA7的常开辅助触点闭合，输出至可编程控制器LOGO的输入端I1(见图3)，可编程控制器LOGO内部已编好程序，通过可编程控制器LOGO的输出端Q1、Q2、Q3输出开关量至变频器的多段速输入端，再对变频器进行频率设定为25Hz，使之对应于“50%排气量”时的转速。同样，不同档位的频率选择，输出至可编程控制器LOGO的I1～I6输入端，就会输出不同的Q1～Q3状态，对变频器多段频率进行设定(50%、60%、70%、80%、90%、100%)，使之对应于不同排气量时的频率，乙炔压缩机达到不同转速运行的需求。WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
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图2 速度给定与指示梯形图[2]
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图3 LOGO可编程控制器示意图
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(2) 变频器启动停止电路参见图4，由启动按钮SB2、停止按钮SB1、中间继电器KA13的常开辅助触点11、11a端子及交流接触器KM1线圈组成，控制变频器的上电，只有当乙炔压缩机润滑油压力建立后，即中间继电器KA13的辅助触点11、11a端子闭合后，交流接触器KM1才会动作。WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
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图4 变频器启动停止电路示意图
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3.2 压力信号输入电路WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
压力信号输入电路由润滑油压力、进气压力和排气压力信号输入电路组成(见图5)。WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
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图5 压力信号输入电路与工艺保护电路梯形图速度给定与指示梯形图[2]
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