近幾年，節(jié)能減排逐漸走進(jìn)人們的視線。是提供供氣壓力的主要設(shè)備之一，同時(shí)也是用電大戶之一，因其電機(jī)容量較大，且常年連續(xù)運(yùn)行，一般空壓機(jī)的用電成本占到使用成本的70%以上。因?yàn)樯a(chǎn)情況的變化、工人的交替、使用氣量不確定，空壓機(jī)易出現(xiàn)頻繁加卸載，造成能源的浪費(fèi)。同時(shí)，隨著工業(yè)自動化水平的不斷進(jìn)步，對產(chǎn)品的自動化及智能化要求越來越高。如何提高使用效率、降低使用成本已成為用戶的關(guān)注點(diǎn)。
為配合實(shí)現(xiàn)寶勝集團(tuán)的"國際化、高端化、產(chǎn)品化、信息化"的戰(zhàn)略目標(biāo)，為廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有空壓機(jī)做節(jié)能改造，特別設(shè)計(jì)了一套智能聯(lián)控系統(tǒng)(三臺螺桿空壓機(jī)配一套智能控制柜，下面簡稱VCS-3)。設(shè)想的基本要求如下：(1)可以輪流選擇三臺空壓機(jī)處于變頻調(diào)速模式，選擇自動根據(jù)系統(tǒng)壓力智能調(diào)速;(2)可以輪流選擇三臺空壓機(jī)處于固定轉(zhuǎn)速模式，實(shí)現(xiàn)星三角工頻運(yùn)行，確保VCS故障時(shí)也能保證空壓機(jī)正常運(yùn)行;(3)VCS可實(shí)現(xiàn)對空壓機(jī)的真正軟起，啟動無電流沖擊。
具體實(shí)施方案
三臺空壓機(jī)主電機(jī)均為132kW，改造前空壓機(jī)主電機(jī)一直在全速運(yùn)行，氣壓一直上升，當(dāng)達(dá)到卸載壓力時(shí)(根據(jù)用氣需要設(shè)定，一般比實(shí)際需要的壓力高0.1bar)，空壓機(jī)卸載運(yùn)行;當(dāng)壓力到達(dá)設(shè)定的加載壓力時(shí)(根據(jù)用氣需要設(shè)定，一般比實(shí)際用氣壓力低1bar)，空壓機(jī)加載運(yùn)行，造成加載壓差損耗和空載損耗。(排氣壓力升高會產(chǎn)生額外的功率損耗，壓力每升高1bar消耗功率增加7%左右。)
PID調(diào)節(jié)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在不改變原空壓機(jī)電控部分基礎(chǔ)上增加一套智能控制柜，通過排氣端反饋的壓力信號的大小來控制3臺空壓機(jī)的啟停。
VCS-3系統(tǒng)采用PID恒壓控制，通過排氣端的反饋壓力與控制系統(tǒng)的設(shè)定壓力進(jìn)行比較。根據(jù)實(shí)際差值大小按既定的PID控制模式運(yùn)算，調(diào)整主電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，能滿足不同工況條件下的運(yùn)行，讓空壓機(jī)處于變頻的佳使用模式區(qū)間，從而實(shí)現(xiàn)恒壓供氣、節(jié)能的目的。
當(dāng)系統(tǒng)首次開機(jī)時(shí)，外部反饋壓力為零，VCS-3系統(tǒng)變頻啟動1#空壓機(jī)。持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，如果反饋壓力小于設(shè)定壓力，系統(tǒng)自動將1#空壓機(jī)切換到工頻運(yùn)行模式，同時(shí)變頻啟動2#空壓機(jī)，以此類推。
當(dāng)外部反饋信號高于設(shè)定壓力時(shí)，后開啟的3#空壓機(jī)變頻運(yùn)行，直至設(shè)定的下限頻率。持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，反饋壓力仍然高于設(shè)定壓力，則1#空壓機(jī)休眠運(yùn)行;當(dāng)反饋壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，3#空壓機(jī)運(yùn)行頻率上升，直至壓力穩(wěn)定，保證系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。
工變頻切換
電氣系統(tǒng)采用工變頻切換旁路設(shè)置、輪換變頻控制，保持原有空壓機(jī)運(yùn)行模式，不改變既有空壓機(jī)運(yùn)行模式，可以通過VCS-3控制面板進(jìn)行變頻/工頻的運(yùn)行方式選擇和設(shè)定開機(jī)順序。
空壓機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，可減少主電機(jī)啟動時(shí)對電網(wǎng)及設(shè)備的沖擊，同時(shí)增加啟動力矩，使電機(jī)啟動更平穩(wěn)。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，可通過人機(jī)操作界面將空壓機(jī)從變頻模式切換到工頻模式，使空壓機(jī)工頻運(yùn)行，不影響用戶使用，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。