Система автоматизации компрессоров производства ОАО «Пензкомпрессормаш» имеет в своем составе микропроцессорный контроллер фирмы Allen Bradley, использующийся вместе с панелью оператора и блоками расширения для подключения датчиков.
Контроллер в составе системы автоматизации управляет работой компрессора, информируя оператора о режимах и параметрах работы, состоянии компрессора. Информация выводится на дисплей панели оператора на русском языке. Панель оператора располагается на лицевой стороне щита контроля и управления, на котором так же расположены световые индикаторы, сигнализирующие основные состояния компрессора и кнопки управления. Кроме кнопок СТАРТ и СТОП имеются еще две кнопки и тумблер для переключения режимов управления компрессора, снабженные соответствующими надписями (на русском языке), что значительно упрощает обслуживания и не требует постоянного обращения к инструкции.
На дисплее панели оператора отображаются текущие значения следующих параметров работы:
- температура нагнетания (сжатия);
- температура масла в системе смазки;
- температура подшипника электродвигателя;
- давление нагнетания (сжатия);
- давление в выходном трубопроводе компрессорной установки;
- общее время наработки компрессорной установки (в часах);
- счет фиксированного интервала времени перед включением электродвигателя (от 0 до 600 секунд).
Значения температуры выдаются в градусах Цельсия, значения давления – в МПа. Кроме того, на лицевой стороне щита контроля и управления имеются три манометра для визуального наблюдения значения давлений:
- давление нагнетания (в маслоотделителе компрессора);
- давление масла в системе смазки;
- давление охлаждающей воды в системе охладителя.
Кроме окон отображения параметров, на дисплее панели оператора имеются окна аварийного состояния, диагностики исправности датчиков, окно задания значений давления для автоматического регулирования производительности компрессора. Переключения окон осуществляется всего двумя кнопками вперед и назад на самой панели, что позволяет легко найти нужное окно.
При достижении параметров работы аварийных значений контроллер производит выключение электродвигателя и включение аварийной сигнализации – светового индикатора "АВАРИЯ" на щите и внешнего аварийного светового и звукового сигналов. На дисплее панели в окне аварийного состояния содержится информация о причине аварийного останова с указанием параметра работы, достигшим аварийного значения.
Имеется ряд параметров работы по которым не происходит аварийного отключения, но включается предупредительная сигнализация – мигает световой индикатор "АВАРИЯ" на щите контроля и управления: перепад давлений на масляном фильтре, перепад давлений на фильтре маслоотделителя, низкое значение давления воды в охладителе. Значения данных параметров не отображаются (кроме давления воды - на манометре), но индикация (посредством контактных датчиков) превысивших норму значений по перепадам давлений позволяет определить состояние фильтров компрессора, вкладышей и одновременно не нагромождает чрезмерное количество показаний параметров, упрощая наблюдение за работой и обслуживание компрессора. Предупредительная сигнализация сопровождается прерывистым звуковым и световым сигналами.
Особенностью рабочей программы контроллера и в целом системы автоматизации является возможность работы в 2-х режимах управления с двумя под режимами в каждом по выбору оператора, таким образом, имеется:
- ручной отладочный режим;
- ручной основной режим работы с ручным управлением пуском и остановом компрессора;
- автоматический основной режим с автоматическим пуском и остановом компрессора без вмешательства оператора;
- автоматический режим с управлением от внешней системы верхнего уровня – АСУТП.
Переключение из одного режима в другой возможно в любой момент времени работы или простоя компрессора, при любом режиме, без останова работы.
В ручном отладочном режиме имеется возможность переключать компрессор в режим холостого хода нажатием соответствующей кнопки на щите.
В ручном основном режиме и в автоматическом основном режиме переключение на холостой ход и обратно происходит в зависимости от контролируемого давления воздуха в выходном трубопроводе установки по заданным значениям давления – минимальному и максимальному, эти параметры задаются оператором перед началом работы в соответствующем окне панели оператора. После выключения питания введенные значения сохраняются в энергонезависимой памяти.
В автоматическом основном режиме, если работа на холостом ходу продолжается в течение 5-ти минут происходит автоматическое отключение электродвигателя компрессора с возможностью последующего автоматического включения не ранее чем через 10 минут после отключения и при условии падения давления в выходном трубопроводе установки ниже установленного минимального значения.
Такой алгоритм работы с фиксированным временем холостого хода перед автоматическим остановом и фиксированным минимальным временем отключенного состояния перед автоматическим включением позволяет надежно защитить электродвигатель и клапаны компрессора от выхода из строя или ограничения ресурса его работы из-за превышения допустимого предела количества включений в час.
В этом заключается основное отличие такой схемы работы от других систем управления, в которых реализуется так называемый "гибкий" процесс работы, якобы приносящий экономический эффект, с немедленной готовностью пуска компрессора в любой момент, и чреватый снижением ресурса работы штока, как и электродвигателя компрессора в целом, или даже выходом его из строя из-за превышения допустимого предела количества включений в период времени, что может иметь место при частых глубоких скачкообразных изменений давления воздуха в трубопроводах систем предприятия, эксплуатирующего компрессорную установку.
Фиксированный интервал времени (10 минут) перед включением электродвигателя после отключения или после включения питания присутствует при любом выбранном режиме управления, что позволяет ограничить максимальное количество включений электродвигателя в час – не более 6-ти. Счет фиксированного интервала времени перед включением электродвигателя от 0 до 600 секунд отображается на панели оператора.
При выборе режима управления "АВТОМАТИЧЕСКИЙ – Операционный" управление работой установки: переключение в режим холостого хода и обратно, а так же включение и отключение электродвигателя, производится по сигналам от внешней управляющей системы – персонального или промышленного компьютера, контроллера системы верхнего уровня, АСУТП. Подключение к внешней системе осуществляется по интерфейсу RS-485, обеспечивающим связь на гораздо большее расстояние (1200 м) чем, например, стык RS-232 (до 15 м).
При любом режиме управления возможна визуализация параметров (мониторинг) работы компрессора на внешней управляющей системе.
Для управления работой электродвигателя в составе системы автоматизации применено устройство плавного пуска (мягкий пускатель) серии MSF производства фирмы Emotron AB, одного из лидеров в мире по выпуску устройств данного типа. Устройство плавного пуска так же предназначено для снижения пусковых перегрузок электродвигателя и электрической сети, для защиты от короткого замыкания, защиты электродвигателя при нарушении штатных режимов работы питающей электросети. Устройство плавного пуска размещается в силовом щите, который поставляется комплектно, как и винтовой компрессор.
Для индикации параметров работы главного двигателя используется выносной пульт управления устройства плавного пуска, расположенный на двери щита. Устройство плавного пуска в составе щита поставляется полностью настроенным под имеющийся тип электродвигателя компрессорной установки.
17.08.2012
