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多台空压机连锁控制的目的及发展趋势

      多台空压机连锁控制的目的及发展趋势

      一个压缩空气系统使用多台空压机并联运转是相当普遍的配置,但是使用多台空压机的压缩空气系统仍然会面临以下的困扰及风险:

      ---用气量不稳定,增加一台空压机运转可能造成能源的浪费,减少一台空压机运转又可能使风量不敷使用及压力下降;使用人工来照顾开停机又嫌浪费人力,同时还是有反应不及的可能性发生。

      ---异常造成停机的现象是非常难以预期的,更难掌握备机能够实时的投入运转。

      ---既不希翼运转中的空压机同时泄载又希望每一台空压机的负荷量能够平均,两者确实很难兼顾。

      ---用气量的波动极难掌握,又不希翼频频的开关机。停机后在转动尚未完全静止之前又立即再起动,还可能造成机械上的问题。

      一切都自动化当然是很理想的境界,如果能彻底的消除以上的困扰,则更为理想,但是事实与理想往往有相当的距离;兹将两种具代表性的连锁控制分别阐述如下:

      早期的多台连锁控制是将每一台空压机分别加装一组压力开关PS2(有别于控制负载/卸载的压力开关PS1),以及起动与停机回路相并联与串联,这也是最简单的一种连锁控制方法。当系统压力持续下降到PS2的设定点时,代表运转中的空压机供气不足(此设定点要低于PS1的下限设定点),备机要自动的起动及负载。当系统压力开始上升并触及PS1的上限设定点时,备载机组会自动的卸载并马上作动一个延迟继电器。在延迟继电器完成计时之前,如果仍然没有负载时则会自动的停机,停机后的另一个延迟继电器没有完成计时之前不能再起动。此外,在设计的细节上还得考虑异常停机不能再起动以及控制系统在正常停机后自动复归 (Auto Reset)的功能。由控制逻辑图4.1表示起动/停机的顺序如下(P1h2代表2号空压机的上限/卸载压力,P112代表2号空压机的下限/负载设定压力,P2-3代表3号空压机的自动起动压力,依此类推):

    空压机系统压力图

      从逻辑图4.1上,明显的看出系统压力呈阶梯状,为了顾及最后一台空压机的起动压力不得低于系统压力的允许下限以及自动起动/停机顺序的间隔而不得不提高1号空压机的压力设定。如果每个压差间距为5PSI,上下限之间的差距在使用四台空压机的系统中就可能高达30PSI,能源的浪费当然会相当可观。

      在大部份的压缩空气系统中很少有像上述的特殊案例,用气量的波动高达70~80%或以上。因此,可以将上述设计予以修改为自动/手动起动的可选择模式,部份的空压机以人工起动/停机,而另外一部份空压机则处于自动起动/停机的状态,如此可以大幅度的降低上下限压力的差距,也更适用于超过四台空压机以上的系统。

      由于电子科技的日新月异,传统的控制盘已逐渐的被微电脑(Microprocessor)所取代。程序化的控制不仅让操作、故障检修等工作更简易而且其扩充功能的能力也更强,还可以藉助个人计算机、可程控器 (PLC)来实行多台空压机的连锁自动控制。而各厂商的设计不尽相同,很难逐一剖析其差异性,一般而言设计的着眼点不外乎:

      (一). 自动起动/停机及负载/卸载的功能。

      (二). 起动/停机的顺序定期的自动更替。

      (三). 可选择先起动后停机或先起动先停机的方式让各台空压机劳逸均衡。

      (四). 依需要可选择冷机状态或暖机状态(润滑油泵、冷却水或其它附属配备均已在运转中)时的自动起动。

      (五). 无论使用多少台的空压机都能自动的保持两个压差间距,而能让所有的空压机逐一的投入运行。

      (六). 具有节流特性的空压机可以使用每一台运转中的空压机同步节流,无形中让总节流范围因而扩大数倍。

      (七). 以上自动控制所需要的设定都可以在控制室中由操作员以键盘键入的方式更改,让极难掌握的耗气波动变化得以较容易的克服其困难度。

      (八). 可以从控制室中辅以人工遥控起动/停机、负载/卸载及更改控制方式。

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