PLC和變頻調(diào)速技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)良的控制性被廣泛應(yīng)用在機(jī)械、冶金、制造、化工、紡織等領(lǐng)域，但在乙炔壓縮機(jī)上應(yīng)用國(guó)內(nèi)還是首次。乙炔壓縮機(jī)是以電石為原料生產(chǎn)溶解乙炔的主要生產(chǎn)設(shè)備，主要用于乙炔氣灌瓶，氣灌瓶對(duì)金屬切割工藝提供高效便利的動(dòng)力。乙炔氣灌裝時(shí)，所處壓力會(huì)逐漸升高，當(dāng)灌裝達(dá)到后期，由于壓力升高，乙炔氣會(huì)因高溫而分解并放出大量的熱，易導(dǎo)致爆炸。為使乙炔氣在丙酮溶劑內(nèi)充分溶解，保持乙炔氣的穩(wěn)定，不能超過一定的速度，因此當(dāng)乙炔瓶的數(shù)量變化時(shí)，就涉及一個(gè)氣量調(diào)節(jié)的問題，以往曾采用改變電機(jī)的極數(shù)來調(diào)節(jié)，近年來PLC和變頻控制迅猛發(fā)展，可編程控制器和變頻器質(zhì)量穩(wěn)定，調(diào)節(jié)直觀方便，為乙炔壓縮機(jī)的安全可靠性提供了更加可靠的工業(yè)控制設(shè)備。江西氣體壓縮機(jī)有限公司為滿足用戶不同工況下的應(yīng)用需求，率先開發(fā)了在乙炔壓縮機(jī)上應(yīng)用PLC（西門子公司的LOGO！可編程控制器）和變頻調(diào)速（艾墨森生產(chǎn)的變頻器）技術(shù)，對(duì)溫度、速度、流量、壓力等工藝變量進(jìn)行控制，取得了良好的性能效果和經(jīng)濟(jì)效益，該項(xiàng)目為2005年度江西省科技成果和科技部科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金立項(xiàng)。

　　2 控制系統(tǒng)構(gòu)成

　　江   
西氣體壓縮機(jī)有限公司生產(chǎn)的變頻乙炔壓縮機(jī)［如2Z-1.5/25型變頻乙炔壓縮機(jī)，拖動(dòng)電機(jī)采用了YB225M-8隔爆型（dIICT4）三相異步電動(dòng)機(jī)，變頻器為EV2000-4T0300G］，控制系統(tǒng)有可編程控制及變頻控制電路，由頻率給定電路、空氣開關(guān)、交流接觸器組、頻率選擇開關(guān)、壓力信號(hào)輸入電路、隔離式安全柵、故障報(bào)警電路、電源電路、油泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和壓縮機(jī)主電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等組成，頻率給定電路又由可編程控制器和變頻器構(gòu)成。有關(guān)電儀原理如圖1所示：

　　圖1 電儀原理框圖

　　3 控制原理及功能實(shí)現(xiàn)

　　3.1 變頻控制電路

　　變頻控制電路由頻率給定電路和變頻器啟動(dòng)停止電路組成。

　　（1）頻率給定電路由可編程控制器LOGO、頻率選擇開關(guān)SA2、中間繼電器KA7～12、及指示燈HL8～13組成（見圖2）。用戶可根據(jù)實(shí)際用氣量來選擇不同的排氣量，比如將頻率選擇開關(guān)SA2旋至“50%排氣量”時(shí)，中間繼電器KA7得電動(dòng)作，相應(yīng)的指示燈HL8被點(diǎn)亮，同時(shí)中間繼電器KA7的常開輔助觸點(diǎn)閉合，輸出至可編程控制器LOGO的輸入端I1（見圖3），可編程控制器LOGO內(nèi)部已編好程序，通過可編程控制器LOGO的輸出端Q1、Q2、Q3輸出開關(guān)量至變頻器的多段速輸入端，再對(duì)變頻器進(jìn)行頻率設(shè)定為25Hz，使之對(duì)應(yīng)于“50%排氣量”時(shí)的轉(zhuǎn)速。同樣，不同檔位的頻率選擇，輸出至可編程控制器LOGO的I1～I(xiàn)6輸入端，就會(huì)輸出不同的Q1～Q3狀態(tài)，對(duì)變頻器多段頻率進(jìn)行設(shè)定（50%、60%、70%、80%、90%、100%），使之對(duì)應(yīng)于不同排氣量時(shí)的頻率，乙炔壓縮機(jī)達(dá)到不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行的需求。

　　圖2 速度給定與指示梯形圖

　　圖3 LOGO可編程控制器示意圖

　　（2）變頻器啟動(dòng)停止電路參見圖4，由啟動(dòng)按鈕SB2、停止按鈕SB1、中間繼電器KA13的常開輔助觸點(diǎn)11、11a端子及交流接觸器KM1線圈組成，控制變頻器的上電，只有當(dāng)乙炔壓縮機(jī)潤(rùn)滑油壓力建立后，即中間繼電器KA13的輔助觸點(diǎn)11、11a端子閉合后，交流接觸器KM1才會(huì)動(dòng)作。

　　圖4 變頻器啟動(dòng)停止電路示意圖

　　3.2 壓力信號(hào)輸入電路

　　壓力信號(hào)輸入電路由潤(rùn)滑油壓力、進(jìn)氣壓力和排氣壓力信號(hào)輸入電路組成（見圖5）。

　　圖5 壓力信號(hào)輸入電路與工藝保護(hù)電路梯形圖速度給定與指示梯形圖

　　（1）潤(rùn)滑油壓力信號(hào)輸入電路（見圖6），由壓力控制器SP2（控制油壓）輸出一開關(guān)量，由A1、A2接線端子接入隔離式安全柵GL1的輸入端9、10腳，由隔離式安全柵GL1的輸出端5、6腳輸出給工藝故障報(bào)警電路的3、29端，當(dāng)潤(rùn)滑油壓力低于整定值時(shí)，由故障報(bào)警電路輸出停機(jī)命令給工藝故障綜合中間繼電器KA6（見圖5）使中間繼電器KA1（見圖4）斷開，變頻器的FWD和COM輸入端無運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)輸入（見圖9），使變頻器停止工作，乙炔壓縮機(jī)停止運(yùn)行。

　　圖6 排氣壓力信號(hào)輸入隔離式安全柵GL1電路

　　（2）排氣壓力信號(hào)輸入電路（見圖6），由電接點(diǎn)氨壓表SP3（控制排氣壓力）輸出一開關(guān)量，由A3、A4接線端子接入隔離式安全柵GL1的輸入端11、12腳，由隔離式安全柵GL1的輸出端7、8腳輸出給工藝故障報(bào)警電路的3、33端，當(dāng)排氣壓力高于整定值時(shí)，由工藝故障報(bào)警電路輸出停機(jī)命令給工藝故障綜合中間繼電器KA6（見圖5）使中間繼電器KA1（見圖4）斷開，變頻器的FWD和COM輸入端無運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)輸入（見圖9），使變頻器停止工作，乙炔壓縮機(jī)停止運(yùn)行。