空壓機在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛地應用。作為空壓機大腦的控制系統(tǒng)現(xiàn)階段有PLC控制及PC（單片機）控制兩大類，控制系統(tǒng)借助壓力傳感器、溫度傳感器傳輸?shù)碾娪嵦栠M行邏輯運算對空壓機中的電機、閥門、電池閥等部件的開、閉進行運行控制，一臺空壓機的配置是否有升級和改造潛力則必須了解控制系統(tǒng)的優(yōu)劣、組成結(jié)構(gòu)及運行方式。

LS25S電氣原理圖

PLC與PC控制區(qū)別

一臺壓縮機的PC控制器其資源是固定的，即開關(guān)量的輸入、輸出點，模擬量的輸入點都是固定的，不可擴展。文本顯示器的數(shù)據(jù)查詢、修改、設置內(nèi)容也是固定的，不能增加或改動?？刂破鲀?nèi)的程序也是固定的，是不可編程的，控制邏輯只能按照固定程序執(zhí)行。而PLC卻和PC恰恰相反，其開關(guān)量，模擬量的輸入、輸出點事可以隨意擴展。文本顯示器的查詢、修改、設置內(nèi)容條目完全按照項目要求自行開發(fā)。除PLC的管理程序是隨機的，用戶程序?qū)嚎s機的生產(chǎn)廠家是要按照項目要求自己開發(fā)，PLC的中文解釋就是“可編程控制器”充分了體現(xiàn)可編程的特點。另外PLC的通訊接口及通訊協(xié)議在硬件組態(tài)時選定，常用的MODBUS、PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)都可以。一臺壓縮機的PC只能用于其設計時所規(guī)定資源的控制系統(tǒng)，一臺PLC可以用于任何非標、特殊、高端的壓縮機控制系統(tǒng)(其不同是在于硬件組態(tài)和用戶程序編制差別)，而且若把壓縮機的PLC系統(tǒng)程序清除后你可以將PLC再用于任何電氣控制系統(tǒng)中去。

采用PLC的原因

市面上使用較多的PLC都是國外知名企業(yè)(西門子、OMRON、三菱等)，其CPU芯片均采用工業(yè)級，為此成本較高，簡單的PLC+文本顯示器系統(tǒng)成本價都要在5000元RMB左右，這還是低端的PLC價格，但用于非標、特殊、高端的壓縮機項目還是要比用PC開發(fā)的電腦控制器要便宜的多，因為開發(fā)完了你只生產(chǎn)幾臺。

采用單片機的原因

用單片機開發(fā)壓縮機的電腦控制器開發(fā)成本比較高，這里涉及到硬件及軟件，主要成本是人工、制版、開模等費用，一旦開發(fā)成功批量制造成本相對是較低的，這里關(guān)鍵是批量，批量越大攤分到每套壓縮機電腦控制器的開發(fā)成本費用就越低，控制器的全部元器件成本也就在￥1000元左右，因此也能算出目前國內(nèi)壓縮機電腦控制器采購價，所以壓縮機的單片機只能用于標準型的控制系統(tǒng)。

PLC（可編程控制器）

電工委員會（IEC）定義的PLC:PLC（可編程控制器）是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。

它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字、模擬的輸入和輸出，控制各類機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設備都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則來設計。

模塊式PLC包括CPU模塊、I/O 模塊、電源模塊、內(nèi)存、底板或機架， 這些模塊可以按照一定規(guī)則進行組合配置。

PC（單片機控制器）

PC（單片機）又稱微電腦控制器，控制器其實是用單片機開發(fā)的壓縮機電腦控制系統(tǒng)，單片機芯片級別不同價格相差非常大，同是一條流水線生產(chǎn)的芯片經(jīng)過篩選，高級的是軍用級的，其次就是工業(yè)級的，再往下就是民用級的，差的就是利用品了(價格也就幾十元那樣)，國產(chǎn)單片機開發(fā)的壓縮機電腦控制器好的也就是采用民用級芯片，為此成本較低。

CPU

CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。

CPU是PLC的核心，有著神經(jīng)中樞的作用，一套PLC至少要有一個CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描方式采集由現(xiàn)場輸入裝置傳輸來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中。

同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。系統(tǒng)運行后，從用戶程序存貯器中讀取指令，分析后按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，以實現(xiàn)對有關(guān)控制電路的指揮。

CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。

內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺的組成單元。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令和執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于數(shù)字或邏輯運算，它在控制器的指揮下工作。寄存器參與運算，同時還要存儲運算的中間結(jié)果，它的工作也受控制器的指揮。

Control System

控制系統(tǒng)

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電動機起動（降壓或Y起動）

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電機起動期間，進氣閥全閉，泄放閥全開，此時進氣側(cè)成高度真空，壓縮室及軸承所須的冷卻液，由壓縮室的真空與油桶內(nèi)的大氣壓力差來保障。

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電動機全壓運轉(zhuǎn)（全壓或△運轉(zhuǎn)）

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控制切入全壓運轉(zhuǎn)后，泄放閥全閉，此時空氣桶中之壓力逐漸升高，進氣閥漸開，因此油桶內(nèi)壓力迅速升高、進氣閥全開，壓縮機開始全負荷運轉(zhuǎn)，當壓力達到0.45MPa時，壓力維持閥全開，空氣輸出。

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重負荷/無負荷操作

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當排氣壓力達到控制系統(tǒng)上限時，控制系統(tǒng)切斷泄放閥電源，泄放閥開啟，進氣閥關(guān)閉，將油氣桶內(nèi)的空氣排到大氣中，此時的壓縮機是在無負荷的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)?？哲嚂r系統(tǒng)的壓力維持在2kg/平方厘米左右。

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停機

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當按下停機“OFF”按鈕，泄放閥打開，將油氣桶內(nèi)空氣排到大氣中，同時關(guān)閉進氣閥，待油氣桶內(nèi)的壓力降至一定值時，電動機停轉(zhuǎn)。

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緊急停機

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如果排氣溫度超過100℃，或者電動機因超載導致過電流保護裝置運行時，過電流保護裝置會自動切斷強電控制，控制板會顯示超載報警，電動機即刻停轉(zhuǎn)且泄放閥打開，進氣閥關(guān)閉，阻止冷卻液繼續(xù)噴出壓縮機。只有當機組在運行過程中出現(xiàn)特別的緊急情況時，才準許按緊急停機按鈕，否則可能會造成系統(tǒng)失靈或發(fā)生進氣口噴液。

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無負荷過久自動停機系統(tǒng)

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若系統(tǒng)之使用空氣量減少時，壓縮機保持在無負荷情況下運轉(zhuǎn)，若無負荷運轉(zhuǎn)時間超過設定之時間，則空壓機會自動停機，電動機停止運轉(zhuǎn)，當系統(tǒng)的使用空氣量增加，系統(tǒng)壓力會降低，客戶可根據(jù)需要設定，空壓機會自動起動，以補充空氣量。無負荷運轉(zhuǎn)過久停機之時間設定限制以電動機每小時起動次數(shù)不超過二次為原則，由于自動起動沒有任何提示，在選用此項功能時務請注意安全，以免造成人身傷害事故。

切忌電動機之起動次數(shù)過于頻繁導致電動機燒毀

國外的壓縮機控制系統(tǒng)我見到的都是用單片機開發(fā)的，沒有見過有PLC系統(tǒng)的，典型的就是阿特拉斯、英格索蘭、壽立等。其功能其實和國內(nèi)的差別不大，但做工看上去比較精細、漂亮，缺點是維修、更換時價格太貴。