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制冷压缩机的PLC控制改造

1引言

　　巨化股份公司合成氨厂主要生产碳氨、尿素、甲醇、液氨等产品。在各产品工艺流程中，要求提供大量的制冷量，合成氨厂利用气氨、液氨进行能量转换，通过冷冻冰机供应大量的制冷量。考虑到合成氨厂节能改造总体规划和冷冻量需求，结合冷冻岗位增产节能、更新改造要求，针对原有的老工艺活塞式压缩机损耗高、打量小，运行效率低、电气设备过于繁琐等问题进行技改工作。原有的btd-icc型活塞式冰机采用继电器控制，存在控制回路接线复杂繁琐，损坏率高，机械传动部件多，操作麻烦，故障频繁，维修不便等问题。因此合成氨厂决定以制冷量100万大卡/小时，功耗450kw的螺杆冰机更新原活塞式冰机。

　　在电气控制回路中采用plc控制，由于plc具有可靠性高，抗干扰能力强;控制程序可变，具有很好的柔性;编程简单，使用方便;功能完善;扩充方便，组合灵活;体积小、重量轻等优点，本次设计运用在实践中取得了预计的效果。

2工艺流程介绍

　　冷冻冰机的工作过程是依据物理转换：（压力×体积）/温度=常数（即p1v1/t1=p2v2/t2）使气氨转为液氨的物理工艺过程。所以气氨的压力、温度是工艺控制的重要参数。

　　生产中将压力低于2kg/m3的气氨通过系统的气氨总管进入进口处的氨分离器，分离出液氨雾滴，滤去液氨雾滴的气氨流过系统管进入压缩机组的吸气过滤器，再通过过滤器中的过滤网滤去气氨夹带的小杂物（其中吸气过滤器设有温度计指示吸气温度，并由一截止阀连接吸气压力表来指示吸气压力）。干净的气氨进入螺杆压缩机进行压缩升压（即气压由0.3mpa上升至1.57mpa），压缩后的气体至排气口排出。在压缩机运转中，油泵向压缩机内喷入大约占体积流量0.5～1%的润滑油，这部分润滑油起着冷却、密封、润滑的作用，此时要求油喷入的压力必须大于压缩机内气氨的压力，保证润滑油顺利喷入，这里的油气压差检测点为重要参数。这些润滑油随排气排入油分离器，进行油分离，油分离器中装有一安全阀，作用是当分离器内的压力过大，则通过安全阀放空。此后系统分为气路过程和油路过程。

　　从气路过程来看：经过油分离的氨气以温度为60～70℃、1.35～1.40mpa的压力进入冷凝器冷凝成液氨，液氨进入液氨收集器;从油路过程来看：在油分离器中分离出的油经过油冷却器，冷却后的油经过逆止阀（只能单方向流通）进入到油粗过滤器，滤去铁屑等大颗粒杂质后到喷油油泵进口，由油泵升压后，再经油精过滤器进一步过滤后回流到喷油总管进入压缩机。油泵并接了附线阀来调节油泵压力，油精过滤器接有压力表（正常时压力值应较小≤0.07mpa，压力值较大时说明过滤器中滤网被堵，需清理），其基本工艺流程框图如图1所示：

　　由于压缩机主机前后轴瓦因长期运行发热，需加油进行冷却、润滑。为此，增设2台稀油站油泵从油箱吸油经滤油器、油冷却器向轴瓦喷油。一般压力足够时，由一台油泵供油，另一台作备用机;当油泵压力不够时，则启动两台泵同时供油，要求喷入轴瓦的油压一般为0.15mpa。

3plc控制

　　可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业控制产品，是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的。通常把plc认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。plc不同于继电器控制要接许多真正的硬件继电器，它由一些“软继电器”组成，避免了因元件磨损维修，及一系列繁杂的接线工作。

　　（1） 主要特点

　　可靠性高、抗干扰能力强;

　　控制程序可变，具有很好的柔性;

　　编程简单、使用方便;

　　功能完善;

　　扩充方便，组合灵活;

　　减少了控制系统设计及施工的工作量;

　　体积小、重量轻，是“机电一体化”特有的产品。

　　从电气仪表角度出发，采用集控的接口，可灵活利用plc控制、现场总线控制系统（fcs）或集散系统（dcs）实现工艺参数的显示和控制。就本次改造规模、投资价格、工艺控制点而言，我们采用可编程控制器来实现电气指标显示和跳闸、报警

PLC在自动张力控制器中的应用

1引言

　　可编程序控制器随着其功能和外围接口模块的不断增加，在工业控制场合的应用越来越广泛，将逐渐取代工业控制中的某些专用设备，从而使控制系统的成本降低、体积缩小、控制方式易于改变。plc的功能很强，除逻辑运算外还可以完成复杂的数学运算和完善的通信能力，用plc超强的功能实现自动张力控制可以减少系统的复杂性，提高系统的性价比。

　　本文介绍了在某外资企业宽幅六色转移印花机改造过程中，采用欧姆龙cpm2a的计数和模拟输出功能取代放卷装置的自动张力控制器的应用。

2cpm2a可编程序控制器

　　cpm2a是一种紧凑的、高速度的可编程序控制器，在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制、高速计数器输入和中断、脉冲输出位置控制、模拟量设定、间隔计时器中断和时钟功能，以及完善的通信能力等。cpm2a的基本单元有20、30、40或60点i/o端口，有三种输出方式可选（继电器输出，漏型晶体管输出和源型晶体管输出）和两种电源可选（100/240vac或24vdc）。cpm2a可以外接扩展i/o单元和模拟量i/o单元，cpm1a-da041就是一个四通道的模拟量输出单元，其模拟量输出有电压型和电流型，其输出信号范围完全满足工业控制的要求，并且输出端子与内部电路之间采用光耦隔离。

3放卷装置自动张力控制原理

　　转移印花机的印刷质量，完全取决于放卷和收卷的张力控制，该机器在改造前采用的是手动张力控制，成品率较低，其产品质量完全取决于工人的熟练程度，所以，在整机的plc控制改造过程中，也对张力控制部分一并改造，为了减少改造费用，选用了欧姆龙cpm2a-60cdr-d型可编程序控制器和cpm1a-da041模拟量输出模块构成控制系统。其张力控制逻辑框图如图1所示