Главная Статьи Эффективное управление компрессором
Подписаться: Подписаться на рассылку по e-mail FACEBOOK

Эффективное управление компрессором

Мир Автоматизации №3 сентябрь 2011

    В.В. Дыхнилкин, В.М. Капустяк 
    
На крупных предприятиях с большими производственными потребностями в сжатом воздухе, затраты на его производство компрессорными установками могут составлять до трети всего баланса энергопотребления предприятия — здесь есть повод заняться поиском путей оптимизации самого процесса подготовки сжатого воздуха, не так ли?

Скачать в формате pdf>>




Предприятие «МИКРОЛ» (г. Ивано-Франковск) совместно с ООО «НПП «Энергопром»» (г. Донецк) разработало и начало серийное производство регуляторов давления и производительности компрессорных установок. Регулятор РДП (рис.1, 2) предназначен для поддержания заданного давления в пневмосистеме промышленного оборудования или заданной производительности компрессора или нагнетателя, путем воздействия на дроссельную заслонку всасывающей линии компрессорной установки.



Рис. 1. Регулятор давления и производительности РДП




Рис. 2. Структурная схема регулятора РДП

Применение регулятора предусматривает замену существующих приборов системы управления и визуализации, а также части исполнительных механизмов на оборудование с микропроцессорной системой управления. Управление технологическими параметрами компрессорной установки осуществляется через программируемый контроллер MИK-51. Предусматривается визуализация параметров агрегата посредством индикации на передней панели контроллера MИK-51.

Регулятор ориентирован на компрессорные агрегаты К-250, К-345, К-500, К-1500, К1700, КТК-12,5/35 (может быть адаптирован и к другим компрессорным установкам, независимо от производителя и года выпуска); позволяет повысить эффективность использования компрессоров и снизить непроизводительные энергетические затраты.

Основные свойства РДП

В регуляторе РДП предусмотрено 2 режима работы регулятора (режим поддержания заданного давления в пневмосистеме и режим поддержания постоянной производительности компрессора). Выбор режима работы контура регулирования может выполняться вручную либо автоматически. Реализована также возможность вывода компрессорной установки в режим глибокого дросселирования.

Оперативное управление контурами регулирования осуществляется с помощью кнопок и переключателей передней панели щита, двух 4-разрядных, и одного 3-разрядного цифрових индикаторови нaбоpa светодиодов (на передней панели контроллера МИК-51), позволяющих менять режимы, устанавливать задание, управлять исполнительными механизмами, контролировать сигналы, индицировать аварийные ситуации. К регулятору РПД есть возможность подключать два исполнительных механизмов с ручным переключением между ними.

Регулятор РДП имеет также узел контроля тока потребления электропривода компрессорной установки с отображением значений на лицевой панели контроллера и выполнением необходимой последовательности операций по управления положением регулирующей заслонки и противопомпажного клапана, для чего в составе РДП есть соответствующий узел управления положением противопомпажного клапана.

РДП оснащен также узлом контроля последовательности, перекоса и обрыва фаз, а также контроля за недопустимым понижением и повышением питающего напряжения. При возникновении неисправности - выходе хотя бы одного параметра за пределы допустимых величин, реле выключается через время t, установленное регулятором времени срабатывания на лицевой панели реле. При этом на контроллер подается сигнал аварии и на щите загорается сигнальная лампа «Авария в сети 380 В»; управление приводом заслонки блокируется. При возвращении параметров в норму, реле включается сразу, без учета задержки. При пропадании двух или трех фаз одновременно защита срабатывает без отсчета задержки времени.

Для реализации территориально распределнного управления некоторым множество компрессорных установок, возможно объединение до 32 регуляторов в единую локальную управляющую сеть (интерфейс – RS-485, протокол связи – ModBus RTU), причем в эту сеть могут включаться также и другие модели микропроцессорных приборов.

Принцип действия регулятора РДП

Принцип работы РДП основан на воздействии на дроссельную заслонку всасывающей линии при выходе текущего значения регулируемого параметра за установленный диапазон регулирования.

Автоматическое регулирование осуществляется в режиме «АВТ». В режиме «РУЧ» воздействие на дроссельную заслонку осуществляется клавишами «Открыть заслонку» для открытия дроссельной заслонки и, соответственно, «Закрыть заслонку» — для закрытия дроссельной заслонки.

В автоматическом режиме, при выходе регулирующего параметра за пределы заданного диапазона, на электропривод дроссельной заслонки подается импульс заданной длительности. Импульс подается либо на открытие, либо на закрытие заслонки, в зависимости от того, за какой порог (максимальный или минимальный) вышел параметр. После подачи импульса выдерживается заданная пауза, и затем контролируется изменение параметра давления.

Регулируемым параметром может быть либо давление в пневмосистеме, либо ток загрузки электродвигателя компрессорной установки.

Как при регулировании по давлению, так и при регулировании по току, имеется возможность контролировать ток нагрузки электродвигателя компрессорной установки, на случай аварийного отключения электродвигателя. В случае аварийного отключения привода компрессорной установки, контроллер фиксирует резкое снижение нагрузки на нем, и закрывает дроссельную заслонку в целях предотвращения раскрутки компрессора в обратную сторону под воздействием сжатого воздуха из пневмосистемы, после чего переводит регулятор РДП в ручной режим.

Настройка параметров задания на контроллере регулятора может производиться как при неработающем так и работающем электродвигателе компрессора. Выбор режима работы контроллера производится после включения питания контроллера. Перед первым запуском регулятора в работу необходимо произвести настройки- задать параметры работы в разных режимах. Все заданные параметры отображаются на цифрових дисплеях.

В целях повышения безопасности эксплуатации регулятора, при включении питания контролер всегда входит в ручной режим, независимо от того, в каком положении находится переключатель — «РУЧ» или «АВТ». В режим «РУЧ» контроллер входит и при входе/выходе в режим настройки рабочих параметров регулятора РДП на контролере MИK-51. Если контроллер находится в ручном режиме, а переключатель выбора режима находится в положение «АВТ» то необходимо перевести переключатель в положение «РУЧ» на 2 секунды и снова перевести в положение «АВТ». После этого регулятор РДП начнет работать в автоматическом режиме.

В целях исключения несанкционированного доступа посторонних лиц в меню настройки параметров регулятор РДП переходит в режим настройки только после ввода пароля.

Режим глубокого дросселирования

Режим глубокого дросселирования (РГД) предназначен для снятия нагрузки с электродвигателя, до величины тока холостого хода (в пределах 20% номинальной мощности), путём полного закрытия дроссельной заслонки на всасывающей линии компрессорной установки. Таким образом, производительность компрессора, в зависимости от потребности производства в сжатом воздухе, будет меняться от 100 до 0 % в автоматическом режиме. Глубокое дросселирование существенно облегчает пуск компрессора, снижает нагрузки на рабочие колёса компрессора, благодаря чему потери ресурса на каждый пуск уменьшаются в 2-3 раза (в среднем – с 50 до 15 часов).

Внедрение глубокого дросселирования позволяет осуществлять ежедневные пуски и остановы компрессора без потерь ресурса. Кроме того, в режиме глубокого дросселирования не требуется охлаждение воздуха.

Для применения режима глубокого дросселирования необходимо произвести некоторую модернизацию механических узлов компрессора; минимизировать зазоры дроссельной заслонки, усилить всасывающий патрубок и провести ревизию противопомпажного клапана.

Конструктивное исполнение

Конструктивно регулятор РДП выполнен в виде щита для настенного монтажа. В состав регулятора входит (рис. 3):

  1. Микропроцессорный контроллер МИК-51 с модулем расширения МР-51-13 («сердце» всей системы; контроллер отрабатывает всю логику управления, предаварийной сигнализации и аварийных защит).
  2. Датчик давления с диапазоном 0 - 10 бар (установлен внутри щита; внешнее подключение выполняется с помощью пневмотрубки).
  3. Преобразователь переменного тока ПНС-3 (используется для контроля тока нагрузки электродвигателя компрессорной установки).
  4. Блоки питания БПС24-2к-2 (стабилизированный – питание токовой петли датчика давления) и БП-30М2-1к (импульсный – питание внутренних цепей сигнализации и управления).
  5. Однофазный двухкаскадный блок фильтра БФ-1-2-3.


Рис. 3. Вид на внутренние панели щита РДП

Корпусом регулятора служит электромонтажный инсталляционный ящик настенного монтажа серии STB производства итальянской компании QUADR-ITALIA (габаритные размеры шкафа – 700х500х250 мм, степень защиты IP65).

В качестве контакторов применены магнитные пускатели серии BF12T4A производства Lovato Electric. Для защиты контактов реле контроллера МИК-51 параллельно обмоткам контакторов поставлены варисторы. Автоматические выключатели – Schneider Electric (3-полюсный – на 10А (питание электропривода исполнительного механизма), 2-полюсный – на 6А (цепь питания контуров управления и сигнализации)).

Кабельные связи, соединяющие регулятор РДП с датчиками и исполнительными механизмами, подключаются к нему через клеммы, установленные на рельс DIN35х7,5 в нижней части щита.

Подключение осуществляется с помощью соединителей на основе безвинтовых плоскопружинных клемм 264-й серии производства WAGO.

Для защиты электропривода дроссельной заслонки и предупреждения выхода его из строя, в схеме автоматического управления используются реле контроля трехфазного напряжения HRN-54 производства предприятия ETI (Словения). Реле контроля фаз предназначено для контроля последовательности, перекоса и обрыва фаз, а также контроля за недопустимым понижением и повышением питающего напряжения.

 На лицевой панели реле контроля фаз расположен регулятор настройки нижнего и верхнего уровня напряжения, регулятор настройки времени задержки срабатывания, а также индикаторы «Сеть» (зеленого цвета, который показывает наличие напряжения в трехфазной сети) и «Реле» (красного цвета, который показывает включение встроенного электромагнитного реле).

Учитывая многолетний успешный опыт применения продукции производства New Elfin, кнопки управления и сигнальные светодиодные лампы именно этого производителя и применены в контуре сигнализации и управления регулятора РДП.

Поскольку щитовой монтаж прежде всего должен обеспечивать надежность функционирования системы, простоту наладки и обслуживания, а также легкость «чтения» схемы соединений щита, все монтажные проводки щита РДП выполнены проводами H05VK и H07V-K (LAPP GROUP) разных сечений с цветовым разделением по контурам/узлам щита. В соответствии с принципиальной электрической схемой регулятора РДП, на все провода с обеих сторон нанесена 3-значная маркировка (применяется маркировка PARTEX PA02/3).


 

Скачать Каталог

Каталог 2017

Скачать Презентацию

Презентация

Обсудить на форуме

SCADA cистема > Голосовые сигнализации в VisualIntellect 2.0
Mike_McLaren 18-10-17 10:10
Микропроцессорные регуляторы > МТР-8 підключення датчику тиску
victor@mversion.mk.ua 18-09-17 11:58
Блоки управления, блоки ручных задатчиков > БРЗ 7i
Serg747 13-09-17 09:07
Микропроцессорные технологические индикаторы > итм-10 параметрі для печи азотации.
vp 08-09-17 15:59
Микропроцессорные регуляторы > МТР-8 и таймер
victor@mversion.mk.ua 08-09-17 11:09