CN111322234A - 天车空压机控制系统及方法 - Google Patents

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刘云
王全斌
梁晴林
吴世充
杨文波
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明涉及空压机领域，具体涉及一种天车空压机控制系统及方法，能够极大地提高天车空压机控制系统与天车控制系统的集成度，能够有效地降低产品成本以及维修成本，进一步的提高天车的使用效率。其技术方案概括为，天车空压机控制系统，包括扫描器模块、适配器模块、温度采集模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块以及天车的控制模块，所述温度采集模块、模拟量输入模块、数字量输入模块以及数字量输出模块分别与适配器模块连接，适配器模块通过DeviceNet总线与扫描器模块连接，扫描器模块与天车的控制模块连接。适用于天车空压机控制系统及方法。

Description

天车空压机控制系统及方法
技术领域
本发明技术涉及空压机领域，具体涉及一种天车空压机控制系统及方法。
背景技术
铝电解多功能天车是铝冶炼的关键设备，铝冶炼生产过程中出铝、换阳极、打结壳、抬母线、加保温料等工序都是通过多功能天车来完成的。空压机则是多功能天车上的关键设备，每台天车装备一台空压机，为各机构气动元件提供连续不断的压缩空气动力源。因此如何提高空压机在高温重粉尘强腐蚀环境下的运行稳定性是保障电解多功能天车可靠运行的基础条件，是促进电解正常生产的关键要素。
ECL电解多功能天车上配置的是意大利MATFEI公司提供的滑片式空压机ERC2055，该型号空压机具有独立的控制系统并与空压机本体集成在一起，作为一个独立的部件安装在天车的大梁上，其控制系统的核心部件为空压机微控制器，型号为microMAT4.0，带有液晶显示器能提供相关的运行参数及故障指示，但是此天车空压机控制系统与ECL多功能天车的控制系统集成度不高，并且此控制器价格昂贵，输入输出排线较多，故障时处理时间长且排查困难，严重影响着多功能天车的使用效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种天车空压机控制系统及方法，通过DeviceNet总线将天车空压机控制系统集成到天车控制系统中，极大地的提高了天车空压机控制系统与天车控制系统的集成度，采用模块化的设计，能够有效地降低产品成本与维修成本，进一步地提高了天车的使用效率。
本发明采取如下技术方案实现上述目的，天车空压机控制系统，包括扫描器模块、适配器模块、温度采集模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块以及天车的控制模块，所述温度采集模块、模拟量输入模块、数字量输入模块以及数字量输出模块分别与适配器模块连接，适配器模块通过DeviceNet总线与扫描器模块连接，扫描器模块与天车的控制模块连接。
进一步的是，为了对空压机的运行状态显示和故障报警提示，所述天车空压机控制系统还包括天车的触摸屏，所述天车的触摸屏通过DeviceNet总线与扫描器模块连接。
进一步的是，为了提高系统稳定性，所述适配器模块为图尔克适配器模块。
天车空压机控制方法，包括以下步骤：
步骤(1)、控制空压机启动；
步骤(2)、实时采集空压机数据信息；
步骤(3)、将实时采集的空压机数据信息通过适配器模块发送至扫描器模块，扫描器模块接收到空压机数据信息后发送至控制模块；
步骤(4)、控制模块对空压机数据信息进行计算分析，然后发送对应的参数指令以及数据信息至数字量输出模块与触摸屏；
步骤(5)、数字量输出模块根据参数指令对空压机电气元件进行控制，触摸屏显示实时接收到的数据信息。
进一步的是，在步骤(2)中，实时采集空压机数据信息包括温度信息、压力信息以及故障信息。
进一步的是，在步骤(4)中，所述控制模块对空压机数据进行计算分析包括排气口压力信息计算分析，所述排气口压力信息计算分析通过实时检测排气口压力值与设定值进行比较，当排气口压力值大于设定卸载压力值时，控制卸荷阀得电，当排气口压力值小于设定加载压力值时，控制卸荷阀失电。
进一步的是，在步骤(5)中，所述空压机电气元件包括接触器、卸荷阀以及排水阀。
本发明采用模块化的设计，通过DeviceNet总线将采集空压机数据信息的模块以及控制空压机内部电气元件的模块集成到天车控制系统中，在天车控制模块中编写一套控制空压机运行的程序，使用天车控制系统中的控制模块来处理空压机的数据信息，使用天车的触摸屏来显示空压机运行状态信息以及故障报警信息，极大地的提高了天车空压机控制系统与天车控制系统的集成度，有效地降低了产品成本，天车空压机控制系统作为天车控制系统总线网络中的一个节点，采用模块化的设计，有效地降低了维修成本。
附图说明
图1是本发明天车空压机控制系统的结构原理框图。
图2是本发明天车空压机控制方法的方法流程图。
具体实施方式
本发明天车空压机控制系统，其结构原理框图如图1，包括扫描器模块、适配器模块、温度采集模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块以及天车的控制模块，所述温度采集模块、模拟量输入模块、数字量输入模块以及数字量输出模块分别与适配器模块连接，适配器模块通过DeviceNet总线与扫描器模块连接，扫描器模块与天车的控制模块连接。
为了对空压机的运行状态显示和故障报警提示，天车空压机控制系统还包括触摸屏，所述触摸屏通过DeviceNet总线与扫描器模块连接。
为了提高系统稳定性，所述适配器模块可采用图尔克适配器模块。
控制模块用于控制空压机启动过程与空压机停机过程，空压机启动后，温度采集模块、模拟量输入模块以及数字量输入模块将实时采集的数据信息通过适配器模块发送给扫描器模块，扫描器模块接收到数据信息后发送给控制模块，控制模块对数据信息进行计算分析，然后发送对应的参数指令以及数据信息至数字量输出模块以及触摸屏，数字量输出模块根据参数指令对空压机中接触器、卸荷阀以及排水阀进行控制，触摸屏显示实时接收到的数据信息。
适配器模块用于与扫描器模块进行通信。
扫描器模块用于整个系统网络通信。
温度采集模块用于实时采集空压机油室温度和分离器温度。
模拟量输入模块用于实时采集空压机油分前压力、油分后压力以及排气口压力。
数字量输入模块用于实时采集空压机开关信号。
数字量输出模块用于控制空压机中接触器、卸荷阀以及排水阀。
触摸屏用于显示实时接收到的数据信息。
本发明天车空压机控制方法，其方法流程图如图2，包括以下步骤：
步骤201：控制空压机启动；
步骤202：实时采集空压机数据信息；
步骤203：将实时采集的空压机数据信息通过适配器模块发送至扫描器模块，扫描器模块接收到空压机数据信息后发送至控制模块；
步骤204：控制模块对空压机数据信息进行计算分析，然后发送对应的参数指令以及数据信息至数字量输出模块与触摸屏；
步骤205：数字量输出模块根据参数指令对空压机电气元件进行控制，触摸屏显示实时接收到的数据信息；
步骤201中，控制空压机启动的具体实施手段包括：启动时空压机中主接触器和星型接触器同时吸合动作，2秒钟后星型接触器停止动作，0.3秒后三角形接触器动作；卸荷阀在启动时一直得电动作，启动2.5秒后失电，进行正常的加载和卸载动作。
步骤202中，实时采集空压机数据信息的具体实施手段包括：空压机启动后，温度采集模块、模拟量输入模块以及数字量输入模块实时采集空压机数据信息。
其中空压机数据信息包括温度数据信息、压力数据信息以及故障数据信息。
其中温度数据信息包括油室实时温度以及分离器实时温度；压力数据信息包括油分前压力、油分后压力以及排气口压力；故障数据信息包括急停故障、接触器故障以及电源断路器故障。
其中故障信息触发时，空压机停机，卸荷阀得电，卸载压力，接触器停止工作。
步骤204中，控制模块对空压机数据信息进行计算分析包括排气口压力信息计算分析。
其中排气口压力信息计算分析通过实时检测排气口压力值与设定值进行比较，当排气口压力值大于设定卸载压力值时，控制卸荷阀得电，当排气口压力值小于设定加载压力值时，控制卸荷阀失电。
其中设定值可以通过触摸屏来设定。
步骤205中，空压机电气元件包括接触器、卸荷阀以及排水阀。
其中对排水阀控制手段包括：每隔3分钟控制一个排水阀动作5秒钟，3个排水阀循环动作。
综上所述，本发明能够极大地提高天车空压机控制系统与天车控制系统的集成度，能够有效地降低产品成本以及维修成本，更进一步的提高天车的使用效率。

Claims (7)

1.天车空压机控制系统，其特征在于：包括扫描器模块、适配器模块、温度采集模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块以及天车的控制模块，所述温度采集模块、模拟量输入模块、数字量输入模块以及数字量输出模块分别与适配器模块连接，适配器模块通过DeviceNet总线与扫描器模块连接，扫描器模块与天车的控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的天车空压机控制系统，其特征在于：还包括天车的触摸屏，所述天车的触摸屏通过DeviceNet总线与扫描器模块连接，用于对空压机的运行状态显示和故障报警提示。
3.根据权利要求1所述的天车空压机控制系统，其特征在于：所述适配器模块为图尔克适配器模块。
4.天车空压机控制方法，应用于如权利要求2所述的天车空压机控制系统，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)、控制空压机启动；
步骤(2)、实时采集空压机数据信息；
步骤(3)、将实时采集的空压机数据信息通过适配器模块发送至扫描器模块，扫描器模块接收到空压机数据信息后发送至控制模块；
步骤(4)、控制模块对空压机数据信息进行计算分析，然后发送对应的参数指令以及数据信息至数字量输出模块与触摸屏；
步骤(5)、数字量输出模块根据参数指令对空压机电气元件进行控制，触摸屏显示实时接收到的数据信息。
5.根据权利要求4所述的天车空压机控制方法，其特征在于：在步骤(2)中，实时采集空压机数据信息包括温度信息、压力信息以及故障信息。
6.根据权利要求4所述的天车空压机控制方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述控制模块对空压机数据进行计算分析包括排气口压力信息计算分析，所述排气口压力信息计算分析通过实时检测排气口压力值与设定值进行比较，当排气口压力值大于设定卸载压力值时，控制卸荷阀得电，当排气口压力值小于设定加载压力值时，控制卸荷阀失电。
7.根据权利要求4所述的天车空压机控制方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述空压机电气元件包括接触器、卸荷阀以及排水阀。
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