CN202144794U - 螺杆压缩机变频一拖三系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种螺杆压缩机变频一拖三系统，包括一台电气控制柜以及三台空压机。所述电气控制柜包括由9针RS485通讯口、电源、CPU组成的程序控制器以及压力传感器，所述空压机均包括RS485端子。所述程序控制器通过通讯电缆依次串联第一空压机、第二空压机以及第三空压机的RS485端子，所述电气控制柜通过控制电缆分别连接第一空压机、第二空压机以及第三空压机。压力传感器通过屏蔽电缆连接4路模拟量输入端和1路输出模块，所述4路模拟量输入端和1路输出模块通过扁平电缆连接程序控制器。本实用新型在管网压力高时，变频频率下降，在管网压力低时，变频频率上升，减少了工频机频繁加卸载，降低了损耗又能满足用户需求压力的恒定。

Description

螺杆压缩机变频一拖三系统

技术领域

本实用新型属电机变频领域，具体地说是涉及一种螺杆压缩机变频一拖三系统。

背景技术

工频运转的螺杆式空压机基本运行方式是加载、减载方式。即马达启动后，根据用气量的变化，机组频繁加卸载。加载时电机输出有用功，机组的进气阀打开，但是减载时电机空转，机组的进气阀关闭，电机做功全部归为无用功，能源白白地浪费。造成浪费的原因是工频运行的压缩机只能根据压力下限-加载压力和压力上限-卸载压力机械的加载和卸载，也就是说，压力只能维持在一个范围内，如6.5~8Bar压力范围内，而不是让压力维持在用户需要的一个压力点上，如7Bar。

以某厂房空压机为例。经测试参数如下：电机功率110kW，出口压力为5.9~6.5MPa，运行时间为12小时/天，一年运行320天，加载时间为15s，减载时间为15s；加载电流为190A，减载电流为90A。经检测其节电率为30%以上。年节电量（按30%）计算如下：

W节电量=12×320×110×30%=126720（k·Wh）

电费计价￥0.85元/度，则每年损失：

0.85×126720=107712元，可见每年损失10万元以上。

若用户有好几台机组并联供气形成压力官网，整个浪费情况更加严重。如果利用变频器通过改变电机频率来调节转速，控制空压机单位时间的出风量，从而达到控制管路的压力，则具有明显的节能效果，但是有多台机组并联时，每台都用变频控制，整个成本太高。

有鉴于此，寻求一种螺杆压缩机变频一拖三系统成为该领域技术人员的追求目标。

发明内容

本实用新型的任务是提供一种螺杆压缩机变频一拖三系统，它克服了现有技术的困难，在管网压力高时，变频频率下降，在管网压力低时，变频频率上升，减少了工频机频繁加卸载，降低了损耗，又能满足用户需求压力的恒定。

本实用新型的技术方案如下：

一种螺杆压缩机变频一拖三系统，包括一台电气控制柜以及三台空压机；

所述电气控制柜包括由9针RS485通讯口、电源、CPU组成的程序控制器以及压力传感器，所述空压机均包括RS485端子；

所述程序控制器通过通讯电缆依次串联第一空压机、第二空压机以及第三空压机的RS485端子，所述电气控制柜通过控制电缆分别连接第一空压机、第二空压机以及第三空压机；

所述压力传感器通过屏蔽电缆连接4路模拟量输入端和1路输出模块，所述4路模拟量输入端和1路输出模块通过扁平电缆连接程序控制器。

所述第一空压机、第二空压机以及第三空压机均连接一文本显示器。

所述第一空压机、第二空压机以及第三空压机各连接和带动一干燥机。

本实用新型通过UV-1003电控系统可解决以上问题，以三台机组为例，一台变频器拖动其中一台压缩机进行变频运行工作，另两台压缩机根据管网压力自动工频运行，变频和工频组成的系统实行变频PID闭环调节，以满足用户设定的目标压力（压力点）的需要，工频机一旦运转就加载运行，当管网压力高时，变频频率下降，当管网压力低时，变频频率上升，减少了工频机频繁加卸载，降低了损耗，又能满足用户需求压力的恒定。

本实用新型以UV-1003电控系统柜为例。每台压缩机有自身的控制器和文本显示器，对自身的系统实现控制和保护，显示空压机系统的常规运行参数，并且这些参数和运行的状态通过通讯线缆传递给独立变频柜控制系统，显示在变频控制柜的触摸屏上，以方便操作员的巡检。每台压缩机和独立变频柜之间还有控制电缆实体连接，控制压缩机的启动和停止等，压缩机的故障等信号也通过控制电缆传递给独立变频柜，以方便独立变频柜的控制和相关信号的发出。也就是说，控制电缆的连接和通讯的存在是独立变频柜驱动信号发出和截止的必要条件，独立变频柜会根据信号的采集和传递，由控制器实时按最优的控制方案启停和保护每台空压机。除此之外每台压缩机的动力电源和控制电源也取自独立变频柜。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本实用新型的螺杆压缩机变频一拖三系统在管网压力高时，变频频率下降，在管网压力低时，变频频率上升，减少了工频机频繁加卸载，降低了损耗又能满足用户需求压力的恒定。

附图说明

图1为本实用新型的一种螺杆压缩机变频一拖三系统的电气控制连接示意图。

图2为图1螺杆压缩机变频一拖三系统的模块连接框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

参看图1和图2，本实用新型提供了一种螺杆压缩机变频一拖三系统，包括一台电气控制柜以及三台空压机。电气控制柜包括由9针RS485通讯口、电源、CPU组成的程序控制器以及压力传感器，空压机均包括RS485端子。程序控制器通过通讯电缆依次串联第一空压机、第二空压机以及第三空压机的RS485端子，电气控制柜通过控制电缆分别连接第一空压机、第二空压机以及第三空压机。

压力传感器通过屏蔽电缆连接4路模拟量输入端和1路输出模块，4路模拟量输入端和1路输出模块通过扁平电缆连接程序控制器。第一空压机、第二空压机以及第三空压机均连接一文本显示器。第一空压机、第二空压机以及第三空压机各连接和带动一干燥机。

其中，UV-1003电控系统由西门子S7-200系列PLC根据管网压力，通过一台变频器拖动其中一台压缩机进行变频运行工作，另两台压缩机根据管网压力自动工频运行，以满足用户设定的目标压力的需要。

在停机状况下，通过选择转换带锁开关SA5，选择压缩机在变频下运行并自动控制或者选择三台机组都在工频模式下运行。当选择转换开关SA5选择1#变频时，可以通过按钮SB1启动1#变频，2#、3#工频运行；当选择转换开关SA5选择2#变频时，可以通过按钮SB2启动2#变频，1#、3#工频运行；当选择转换开关SA5选择3#变频时，可以通过按钮SB3启动3#变频，1#、2#工频运行。此时系统处于自动工作状态，最多允许三台机组运行，例如一台变频运转；一台变频加一台工频；一台变频加两台工频；或变频故障时两台都是工频运行。当选择转换开关SA5选择全工频时，可实现三台手动工频运行，此时可以通过控制柜上带锁的旋转开关实现1#工频运行，1#工频停止，2#工频运行，2#工频停止，3#工频运行，3#工频停止。

变频控制柜和每台空压机之间都有控制电缆连接，控制空压机的启停并且将空压机的运行状态等反馈给变频控制柜，其他参数通过通讯电缆传递给变频控制柜，空压机启停时带动其后端的干燥机启停。

本实用新型的螺杆压缩机变频一拖三系统的实际使用方式如下：

开机

---将380V供电电源接入控制柜UV1003A/B/C/N/PE；

---通过切换开关SA6，可见ABC三相的各相电压；

---合上QF0和QF11主开关，变频器冷却风机转动，变频器开始准备工作；

---合上QF1/QF2/QF3开关，工频主回路准备工作；

---合上QF10，控制电源接通，控制器开始工作，如主电源相序不正确，或急停开关按下，在触摸屏上会有相应的提示显示，请排除，并复位。

---合上QF4/QF5/QF6/QF7/QF8开关，压缩机和干燥机电源引入。

当PLC正常工作后，机组的错误状态和系统故障可以在报警显示中显示出来，以帮助用户判断故障及时解决，如果故障解除，按下控制柜上的复位按钮，报警显示中的报警信息将不再显示。

每台机组的前后轴承温度可以实时显示在空压机报表界面中。

其他参数显示在每台机组的文本显示器上。

本实用新型的运行操作说明如下：

A、完成以上操作和设定。

B．将空压机机组本体上的文本显示器中操作方式设为远程，机组分别设为1#至3#机，控制方式设为计算机，其他参数按常规整定。

C、假若选择开关选择1#变频2#3#工频，在触摸屏上按下系统启动按钮（或柜体上启动按钮），1#机由变频器启动运行。

D、若管道压力大于压力上限值，PID调频控制，若压力持高不下，变频机会卸载，并输出最小频率，以便节能；若压力还是持高不下，变频机在最小频率下长时间工作，变频机也会停机（此可能性很小），即空车过久时间的设定值已到。之后会根据压力自动重新启动，重复E、F调节过程。

E、若管道压力小于压力下限值，变频机已启动，变频器频率按照大于最小工作频率加载运行，若增加其余机组的时间到，并且管道压力仍然小于压力下限值，系统自动启动2#机，之后2#机加载运行，此时两台机组组成的闭环系统在变频器的调节下自动运行，以设定的目标压力为目标实时调节。2#机加载运行后，如果压力大于压力上限值一段时间后，变频机开始减频率运行；如果频率降到最小频率时，压力仍然大于压力上限时，2#机卸载，之后压力仍然大于压力上限值，2#机停机，由1#机重复D调节过程。

F、若1#机变频加载运行，2#机工频加载运行，压力仍然小于目标压力时，3#机也启动加载运行，3台机组组成系统实时调节供气压力。此时若系统压力高于压力上限，变频器开始减频运行，如果变频在最低频率下运行时，系统压力仍然高于压力上限，3#机卸载运行，直至停止3#。之后系统重复E调节过程。

G、在触摸屏上如按下系统停止按钮后，系统自动按卸载停机。

H、如果1#变频运行，2#机故障时，3#机启动，启动结束后，1#3#加载运行，调节过程同上。

I、当选择2#变频1#3#工频时和选择3#变频1#2#工频时，工作原理和调节方式同上类似（顺序为2#1#3#，3#1#2#，后启动的机组先卸载停机）。

J、每次停机包括调节过程中的停机和人为手动停机，再要求重新启动的话，必须满足机组本体上控制器设定的重启时间的要求，如果本体上时间未到，等时间到后，机组才会启动。

综上所述，本实用新型的螺杆压缩机变频一拖三系统在管网压力高时，变频频率下降，在管网压力低时，变频频率上升，减少了工频机频繁加卸载，降低了损耗又能满足用户需求压力的恒定。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本实用新型权利要求的范围内。

Claims (3)

1.一种螺杆压缩机变频一拖三系统，其特征在于：包括一台电气控制柜以及三台空压机；

所述电气控制柜包括由9针RS485通讯口、电源、CPU组成的程序控制器以及压力传感器，所述空压机均包括RS485端子；

所述程序控制器通过通讯电缆依次串联第一空压机、第二空压机以及第三空压机的RS485端子，所述电气控制柜通过控制电缆分别连接第一空压机、第二空压机以及第三空压机；

所述压力传感器通过屏蔽电缆连接4路模拟量输入端和1路输出模块，所述4路模拟量输入端和1路输出模块通过扁平电缆连接程序控制器。

2.如权利要求1所述的螺杆压缩机变频一拖三系统，其特征在于：所述第一空压机、第二空压机以及第三空压机均连接一文本显示器。

3.如权利要求1所述的螺杆压缩机变频一拖三系统，其特征在于：所述第一空压机、第二空压机以及第三空压机各连接和带动一干燥机。

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