CN204143215U - 空压机组智能控制箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空压机组智能控制箱，包括箱体、箱盖、供电组件、输入信号组件、输出控制组件和PLC。该空压机组智能控制箱能够在机组单机出现故障停机时及时自动开启后备空压机，保障了供气的连续性和稳定性。该控制箱还能够集中显示现场分散的机组单机运行状态，对单机故障停机给以告警显示和报警输出。该控制箱达到了让机组以最节能工况进行运行，又能保证故障发生时供气量的补充和稳定，体现了很好的工业效益。

Description

空压机组智能控制箱

技术领域

本实用新型涉及一种空压机组智能控制箱。

背景技术

在现代企业工作应用中，并列空压机组的使用已较为普遍。即通过空压机站的集中供气方式，向现场的各用气点分散供气。视各种应用环境，机组数量从较少的2台机组，到较多的10多台机组，通常情况下，都会有存在备用机组以应付突发状况。

由于空压机的工作原理，目前通常不采用以变频方式来驱动电机正常运转，常见的是以调节空气吸入口的开度大小以及加载卸载方式或停机开机方式来对应耗气量的大幅波动。这其中，除了全加载运行状态外，其他运行工况相对都处于不节能的工作状态。在实际应用中，如果有3台以上机组长时间同时处于不节能的工况，则意味着大量电能的浪费。一般地，在使用较大容量的缓冲气罐及气包时，如果现场用气在较长周期内处于平缓波动的话，一般情况下，只需要计算出耗气流量，再对应开启出满足需求的机组数量即可。例如，某使用环境的用气平均耗量约在3500m3/h，空压机组单机输出额定值约2200m3/h，则可以投入2台机组就可以满足使用要求。但这里存在的一个问题是，假如2台机组中某台因故障而停机未被发现，则其后供气将满足不了需求量，最终将会出现因气量不足导致的不利后果。因此，从生产安全考虑，可以同时投入3台机组，相当于在线备用1机。但这又同时产生了另一个弊端，即用电能耗的大幅上升。综合以上两种情形，设计出一种节能运行，后备即时投入的操作模式，成为当务之急。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中空压机组只能以高能耗或有风险的低能耗这两种不同的运行模式，而提供一种更佳的运行模式。通过一种空压机组智能控制箱，既能使空压机组运行处于最佳节能状态，又能够在运行机组出现突发故障时及时自动启用后备空压机，达到生产安全和节能的双保障。并通过对现场分散的空压机组运行状况进行集中显示和监测，有利于巡检和维修的方便快捷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种空压机组智能控制箱，包括箱体和箱盖，还包括供电组件、输入信号组件、输出控制组件和PLC，所述供电组件与外部电源电连接，所述输入信号组件、输出控制组件和PLC均与供电组件电连接，所述输入信号组件包括试验按钮、转换开关和消闪按钮，所述输出控制组件包括报警继电器、报警指示灯和机组运行指示灯，所述输入信号组件和输出控制组件均与PLC电连接，所述PLC的信号输入端与外部空压机组电连接，所述PLC的信号输出端分别与外部声光报警器和后备机组电连接。

为了方便观察机组运行状态和报警信息以及对电器元件进行操作，所述报警指示灯、机组运行指示灯、试验按钮、转换开关和消闪按钮均设置在箱盖上，所述供电组件、PLC和报警继电器设置在箱体内。

为了更好地对元器件供电，所述供电组件包括进线断路器、PLC电源断路器、PLC输出回路断路器和出线供给断路器，所述进线断路器的进线端与外部电源电连接，所述进线断路器的出线端分别与相互并联的PLC电源断路器、PLC输出回路断路器和出线供给断路器的进线端电连接，所述PLC电源断路器的出线端与PLC电连接，所述PLC输出回路断路器的出线端与输出控制组件电连接，所述出线供给断路器的出线端与外部声光报警器电连接。

为了便于接线和检修，所述外部空压机组运行信号、外部电源、外部后备机启动信号和声光报警器等均通过接线组件分别与供电组件和PLC以及报警继电器电连接，所述接线组件包括电源端子排、进线端子排和出线端子排，所述外部电源通过电源端子排与供电组件电连接，所述外部空压机组运行信号通过进线端子排与PLC的信号输入端电连接，所述外部后备机启动信号、声光报警器均通过出线端子排与报警继电器输出端电连接。

为了保护接线组件内的各元器件，所述接线组件设置在箱体内。

为了扩展报警信号的输出多样性，通过继电器进行隔离扩展。所述报警继电器的线圈与PLC的信号输出端电连接，报警继电器的第一组输出触点与外部声光报警器电连接，第二组输出触点与外部后备机组电连接。

本实用新型的原理是，通过监控全部空压机组的运行数量，与PLC内预设值进行比较。预设值即要满足生产需求的最低运行机组数。当运行中的某机组因故障停机时，运行数量值减小，触发报警条件，输出声光报警的同时，自动启动后备空压机，并且在箱盖的控制面板上指示出故障机组的信息。

本实用新型的有益效果是，所述空压机组智能控制箱可以让整个空压机组以最小的机组数进行运行，达到节能目的；在运行机组中出现单机故障停运时能自动启用后备空压机，补气稳压，保障生产安全。并且该控制箱可以集中显示现场分散的机组运行状态，对单机由启到停的工况作出单点告警显示，对突发停机除了自动启动后备空压机外，还能发出报警信号，及时提醒人工干预。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型空压机组智能控制箱的结构示意图；

图2是本实用新型空压机组智能控制箱的电路连接示意图；

图中：1.箱体，2.供电组件，3.输入信号组件，4.输出控制组件，5.PLC，6.接线组件，7.箱盖，21.进线断路器，22.PLC电源断路器，23.PLC输出回路断路器，24.出线供给断路器，31.试验按钮，32.转换开关，33.消闪按钮，41.报警指示灯，42.机组运行指示灯，43.报警继电器，61.电源端子排，62.进线端子排，63.出线端子排。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1和图2所示，一种空压机组智能控制箱，包括箱体1和箱盖7，还包括供电组件2、输入信号组件3、输出控制组件4，和PLC 5，所述供电组件2与外部电源电连接，所述输入信号组件3、输出控制组件4和PLC 5均与供电组件2电连接，所述输入信号组件3包括试验按钮31、转换开关32、消闪按钮33，所述输出控制组件4包括报警继电器43、报警指示灯41和机组运行指示灯42，所述输入信号组件3和输出控制组件4均与PLC 5电连接。

具体地，所述报警指示灯41、机组运行指示灯42、试验按钮31、转换开关32和消闪按钮33均设置在箱盖7上，所述供电组件2、PLC 5、报警继电器43设置在箱体1内。

具体地，所述供电组件2包括进线断路器21、PLC电源断路器22、PLC输出回路断路器23和出线供给断路器24，所述进线断路器21的进线端与外部电源电连接，所述进线断路器21的出线端分别与相互并联的PLC电源断路器22、PLC输出回路断路器23和出线供给断路器24的进线端电连接，所述PLC电源断路器22的出线端与PLC 5电连接，所述PLC输出回路断路器23的出线端与输出控制组件4电连接，所述出线供给断路器24的出线端与外部声光报警器电连接。

为了扩展报警信号的输出多样性，通过继电器进行隔离扩展。所述报警继电器43的线圈与PLC 5的信号输出端电连接，报警继电器43的第一组输出触点1与外部声光报警器电连接，第二组输出触点2与外部后备机组电连接，事实上，报警继电器43第二输出触点2的作用是作为后备空压机组的开机启动信号。

具体地，所述外部空压机组运行信号、外部电源、外部后备机启动信号和声光报警器均通过接线组件6分别与供电组件2和PLC 5以及报警继电器43电连接，所述接线组件6包括电源端子排61、进线端子排62和出线端子排63，所述外部电源通过电源端子排61与供电组件2电连接，所述外部空压机组运行信号通过进线端子排62与PLC 5的信号输入端电连接，所述外部后备机启动信号和声光报警器均通过出线端子排63与报警继电器43输出端电连接。

具体地，所述接线组件6设置在箱体1内。

具体地，所述报警继电器43的线圈与PLC 5的信号输出端电连接，报警继电器43的第一组输出触点1与外部声光报警器电连接，第二组输出触点2与外部后备机启动信号电连接。

具体地，报警指示灯41为红色，机组运行指示灯42为绿色，试验按钮31为红色，消闪按钮33为绿色。机组运行指示灯42的只数与机组数量对应，如图1示意为8只，4只实线4只虚线，实际应用时按机组数量具体确定。

具体地，对于PLC 5的选型，根据以下几点确定：一是外部电源等级，在本控制箱中，从节省成本考虑，选择交流电源为220V作为工作电源，能够省去直流供电的降压整流环节的成本投入；其二是PLC 5的输出类型，这里选用继电器输出方式，方便了供电源的统一；其三，PLC 5的输入输出总点数，其主要由空压机组的总数量确定。如设机组数量为N，则输入点数为N+3,输出点数为N+2，以如上指标作为经济实用的小型PLC选型参考，减少成本投入。一般地，我们可以将PLC 5输入点的第一点接入机组1的运行信号，对应的输出点第一点接机组运行指示灯42中的第一只灯，以此类推；其后，N点后的输入点分别接入转换开关32、试验按钮31、消闪按钮33，N点后的输出点分别接入报警指示灯41、报警继电器43。

具体地，PLC 5的控制逻辑，主要分为两部分，一是显示逻辑，如空压机组1运行，则对应的机组运行指示灯42的第一只灯点亮，如机组1由启到停，不论是故障停机还是人为停机，该灯将以闪烁态显示，并保持30分钟或其他预设值。当人工点按消闪按钮33，该灯则转为熄灭状态，直至下次开启机组1后再次点亮。其他机组的显示逻辑类同机组1。

显示逻辑的实现：运行信号由0变为1，通过一个二输入端的或块后输出变为1，点亮运行指示灯；运行信号由1变为0，其下降沿触发一个延时保持块，再经脉冲块，到达或块第二输入端，或块输出脉冲信号，灯表现为闪烁态；当消闪按钮按下，有1的信号时，则延时保持块复位，输出停止，灯灭。

具体地，第二个控制逻辑是报警逻辑。当计算好平均用气量，确定了最节能时需要开启的机组数量后，通过编程，当实际开启机组数小于预设值，则有报警输出。其中，报警回路串入投入切出用的转换开关32，并入试验按钮31；即，当开启机组数小于预设值时，如转换开关32打到切出位置，则实际报警输出点仍无输出信号；转换开关32在投入位，无报警信号时，如按下试验按钮31，则模拟报警信号，实际输出点将有输出信号；实际输出分为两路，其中一PLC 5输出点接入报警指示灯41，加一个始终的闪烁态，另一PLC 5输出点接入报警继电器43，使报警继电器43始终吸合。

报警逻辑的实现：第一步，对PLC 5的输入端的空压机运行信号1至信号N进行位转模，再累加，将得到一个与实际运行机组数相同的模拟量值，设为变量1；第二步，将需要运行的最低机组数赋值存储，设为变量2；第三步，让上述两变量进入一个模拟量比较模块，当变量1小于变量2时，则比较块输出为1，即实际报警产生；第四步，比较块输出与转换开关32信号一起进入一个二输入端的与块，则可以通过转换开关32随时解除实际发生的报警信号；第五步，与块输出与试验按钮31信号一起进入一个二输入端的或块，则可以在无报警信号时模拟报警信号，验证系统电路的工作正常；第六步，或块输出端分为两路，一路直接到PLC 5的输出点，连接报警继电器43，有报警信号时使其吸合，另一路经脉冲块接到PLC 5的另一输出点，连接报警指示灯41，有报警信号时灯始终闪烁。

具体地，当有报警信号时，箱盖上报警指示灯41闪烁，同时，报警继电器43使外接的声光报警器发出声光信号，提醒人工，现场设备存在故障；同时，报警继电器43输出信号使外部备用机自动启动，补气稳压，保障了生产的正常运行。

具体地，外部现场空压机组的每台单机的运行信号通过其断路器或接触器的辅助触点提供，也可以通过电流检测装置的单独继电输出来提供。机组运行信号通过电缆及箱内的接线组件，接入到PLC 5的信号输入端。另外转换开关32、试验按钮31、消闪按钮33也分别引入一付触点接到PLC 5的信号输入端。

与现有技术相比，该空压机组智能控制箱实现了对各自独立运行的空压机组的集中控制，并通过技术手段，消除了故障停机造成的不利后果。同时，集中显示现场分散机组的运行状态和故障信息，提高了巡检和故障处理的效率。并且，在可控范围内，可以使机组运行发挥最大效益，节省电能消耗，节约了生产成本。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种空压机组智能控制箱，包括箱体(1)和箱盖(7)，其特征在于，还包括供电组件(2)、输入信号组件(3)、输出控制组件(4)和PLC(5)，所述供电组件(2)与外部电源电连接，所述输入信号组件(3)、输出控制组件(4)和PLC(5)均与供电组件(2)电连接，所述输入信号组件(3)包括试验按钮(31)、转换开关(32)和消闪按钮(33)；所述输出控制组件(4)包括报警继电器(43)、报警指示灯(41)和机组运行指示灯(42)，所述输入信号组件(3)和输出控制组件(4)均与PLC(5)电连接，所述PLC(5)的信号输入端与外部空压机组电连接，所述PLC(5)的信号输出端分别与外部声光报警器和后备机组电连接。

2.如权利要求1所述的空压机组智能控制箱，其特征在于，所述报警指示灯(41)、机组运行指示灯(42)、试验按钮(31)、转换开关(32)和消闪按钮(33)均设置在箱盖(7)上，所述供电组件(2)、PLC(5)和报警继电器(43)设置在箱体内。

3.如权利要求1所述的空压机组智能控制箱，其特征在于，所述供电组件(2)包括进线断路器(21)、PLC电源断路器(22)、PLC输出回路断路器(23)和出线供给断路器(24)，所述进线断路器(21)的进线端与外部电源电连接，所述进线断路器(21)的出线端分别与相互并联的PLC电源断路器(22)、PLC输出回路断路器(23)和出线供给断路器(24)的进线端电连接，所述PLC电源断路器(22)的出线端与PLC(5)电连接，所述PLC输出回路断路器(23)的出线端与输出控制组件(4)电连接，所述出线供给断路器(24)的出线端与外部声光报警器电连接。

4.如权利要求1所述的空压机组智能控制箱，其特征在于，所述外部空压机组运行信号、外部电源、外部后备机启动信号和声光报警器均通过接线组件(6)分别与供电组件(2)和PLC(5)以及报警继电器(43)电连接，所述接线组件(6)包括电源端子排(61)、进线端子排(62)和出线端子排(63)，所述外部电源通过电源端子排(61)与供电组件(2)电连接，所述外部空压机组运行信号通过进线端子排(62)与PLC(5)的信号输入端连接，所述外部后备机启动信号和声光报警器均通过出线端子排(63)与报警继电器(43)输出触点电连接。

5.如权利要求4所述的空压机组智能控制箱，其特征在于，所述接线组件(6)设置在箱体(1)内。

6.如权利要求4所述的空压机组智能控制箱，其特征在于，所述报警继电器(43)的线圈与PLC(5)的信号输出端电连接，报警继电器(43)的第一组输出触点(1)与外部声光报警器电连接，第二组输出触点(2)与外部后备机组电连接。