系统功能要求
1、实现空压机及相关冷却和气路系统阀门的自动联动控制,按程序执行启动/停止空压机操作,提高操作的准确性和安全性。
2、使控制系统具备手动/远程控制两种控制方式。空压机地面控制系统,能对空压机系统所有运转状态及故障信号进行动态显示和记录,并生成运转报表,并可自由查询和打印输出。经过授权的操作人员可以对井下空压机发出命令,控制空压机的启动和停止。
3、实现空压机网络监控功能,从而达到空压机房无人值守工作。控制风包压力罐的定期排污。系统留有无源接点及RS485通讯接口,能将所有运转状态及故障信号传至上位机。
4、在线测量与处理的空压机运行参数历史曲线图形显示和任意时刻数据查询。并对数据以报表形式查询显示和打印。
5、当电机过载时能够及时停车报警;当空气过滤器阻塞时报警;实现电源逆相缺相保护。
6、故障诊断与分析功能:控制系统具有故障显示功能,控制面板能实时显示系统排气温度,排气压力、转台卸载、负载待命等。对故障能实现自我诊断停机保护,并显示故障原因。在出现不安全动作时,报警灯闪烁显示,蜂鸣器鸣叫,并切换到报警窗口。故障排除后,可实现安全复位功能。同时系统还要具有一定的抗干扰能力。
系统硬件设计
系统由压力及温度检测传感器、PLC控制柜、模拟量输入模块、数字量输出模块、以太网模块等部件组成。采用集中管理、分散控制系统结构。整个系统分为三层,即现场测量控制层,中央管理层和远程监控层。其中央管理层和远程监控层系统在同一台计算机中,这样可以有效地减少硬件需求。
1、排气压力传感器:安装于制压阀与排气管的接连管路上,通过连接管路加上三通实现。该传感器用于实现对排气压力的监测,并将监测数据送至PLC控制柜。最后再由PLC分析数据,实现压力的加载和卸载。
2、润滑压力传感器:安装于机头回油管的末端,压力信号与现有模拟压力表在同一位置,通过加装三通实现。用于监测压缩机润滑状况,通过PLC控制柜实时控制压缩机的启停。
3、检测传感器:现场测量控制层由各类测量模块以及传感器,变送器及执行机构组成,是控制系统最前段的测量元件及执行器部分,主要完成现场数据的采集、处理及控制;中央管理层和远程监控层由监控主机组成,它与现场控制层通过现场控制总线,动态监控现场设备运行状况和检测数据的采集,并向现场设备发控制指令,控制系统运行,并通过以太网利用TCP/IP协议与其它系统通讯,并传送现场设备的检测信息。
4、串行通讯:采用RS-485接口,利用的RS-485通讯协议,可以实现主机与从机之间的串行通讯。从机可以将测
量值上传至主机显示,主机也可以对从机设备进行操作和控制。
5、可编程只读存储器(EEPROM):外存采用Atmel公司的25D03型EEPROM作为数据存储器的扩展。
考虑到现场离集控柜较远,所有温度测量装置都选用能提供4~20mA标准信号的高性能一体化温度变送器。空压机的振动参数通过空压机底座加装振动传感器及变送器获取。至于远程监控层设备,可跟据公司情况自行选取。