CN106286254B - 一种全自动无人监管的空压机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动无人监管的空压机，包括PLC控制器、发动机、空压机、油气分离器和气路控制***；所述PLC控制器连接直流电源，PLC控制器依次连接发动机和空压机；所述空压机的输入端通过管路连接有空气滤清器，其输出端通过管路连接油气分离器；所述气路控制***上设有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均与PLC控制器相连。本发明控制方式精确，节能效果显著，延长了空压机的使用寿命。

Description

一种全自动无人监管的空压机
技术领域
本发明涉及空压机技术领域，尤其涉及一种全自动无人监管的空压机。
背景技术
移动式螺杆空压机多用于基础工程建设、钻井、石油、船厂等行业，为各种设备提供源源不断的压缩空气。移动式螺杆空压机一般使用在比较恶劣的环境中，现有的螺杆空气压缩机的控制方式多为开关进气口阀门加载卸载来调节气压，即当用气量减少时，气压增加，到达上限压力时，关闭进口阀门，使空压机处于空载状态，没有气体压出，这时空压机在做无用功，当气压低于下限压力时，进气口阀门打开加载，这种工作方式会带来气压不稳，影响产品质量。当气压高时电机的负荷增大，耗电量增加。当气压低时，空压机卸载，电机处于空载状态，做无用功，也是在浪费能源。且当气压高时，管道渗漏也是耗电的一种表现。上述的工作方式已不能满足现代工业的发展。
现有技术中，空压机节能***已经相比于过去的开关进气口阀门加载卸载来调节气压来说更加先进，多是采用电脑控制***来进行控制，然而，多数的控制方式不精确，节能效果差，***受电流冲击影响大，使用质量难以得到可靠保证。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种能精确调节空压机的气压，使进气阀加减载与压力的释放同步，同时又能节约能源，提高气动元件使用寿命的空压机。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种全自动无人监管的空压机，包括PLC控制器、发动机、空压机、油气分离器和气路控制***；所述PLC控制器连接直流电源，PLC控制器依次连接发动机和空压机；所述空压机的输入端通过管路连接有空气滤清器，其输出端通过管路连接油气分离器；所述气路控制***上设有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均与PLC控制器相连。
作为优选，所述PLC控制器包括故障检测模块，所述PLC控制器通过故障检测模块与空压机主体相连。
作为优选，所述PLC控制器包括人机界面模块，人机界面模块连接所述PLC控制器的输入端。
作为优选，所述气路控制***包括两组气路，所述第一组气路包括加卸载电磁阀，管路从油气分离器通出与加卸载电磁阀的进气端连接，由加卸载电磁阀的出气端接出，再通过四通接口连接在进气阀的阀块上，使由加卸载电磁阀接出的管路与进气阀的出气口相连通；所述第二组气路包括卸载阀，管路从油气分离器通出与卸载阀的进气口连接，卸载阀的出气口分为两条管路，一条管路通过四通接口连接在进气阀的阀块上与进气阀的出气口相连通；另一条管路接到与进气阀的进气口相连通。
作为优选，所述加卸载电磁阀由互锁式的第一加载电磁阀和第一减载电磁阀组成。
作为优选，所述第一组气路的管路上设有减压阀和疏水阀，所述减压阀设置在电磁阀的进气口处，疏水阀设置在油气分离器的出口处。
作为优选，所述第一组气路上设一减荷支路，所述减荷支路上设有第一减荷管路和第二减荷管路。
作为优选，第一减荷管路和第二减荷管路上分别设有第一压力调节阀和第二压力调节阀，在第一减荷管路的第一压力调节阀的进气口还设有第二电磁阀。
作为优选，所述PLC控制器采用ID-DCU主控制器。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明螺杆空压机通过使用PLC控制器来对发动机和空压机进行双向控制，采用并联的两组气路来控制进气阀的开启和关闭，使进气阀加减载与压力的释放同步进而来控制发动机的转速；用户可以根据用气量的大小，自动调节发动机的转速。
2、本发明通过在第一组气路上并联一减荷支路实现了双工况下对需气量的不同需求，极大的降低了操作者的劳动强度和油耗。
3、本发明全自动无人监管的空压机通过PLC控制器的运用实现了人机的直接对话，通过对ID-DCU主控制器的PLC编程设计，可以对发动机的特定的运行参数做出及时的变更及监控，实现对空压机实际运行的控制；同时，ID-DCU主控制器会及时的将机器的各项参数及时的通过液晶显示屏直观地反馈给操作者，最终实现了人与机器的直接对话。
附图说明
图1是本发明一种全自动无人监管的空压机控制原理图；
图2是本发明一种全自动无人监管的空压机气路控制***的原理图。
图中所示：1、空压机，2、发动机，3、PLC控制器，4、油气分离器，5、加卸载电磁阀，51、第一加载电磁阀，52、第一减载电磁阀，6、减压阀，7、疏水阀，8、空气滤清器，9、最小压力阀，10、安全阀，11、第二电磁阀，12、第一压力调节阀，13、第二压力调节阀，14、卸载阀，15、节流孔，16、进气阀，17、温度传感器，18、压力传感器。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种全自动无人监管的空压机，包括PLC控制器3、发动机2、空压机1、油气分离器4和气路控制***；所述PLC控制器3连接直流电源，PLC控制器3依次连接发动机2和空压机1；所述空压机1的输入端通过管路连接有空气滤清器8，其输出端通过管路连接油气分离器4；所述气路控制***上设有温度传感器17和压力传感器18，所述温度传感器17和压力传感器18均与PLC控制器3相连。
本发明采用的PLC控制器3为ID-DCU主控制器，接通电源ID-DCU主控制器与发动机2和空压机主体1的ECM通信，压缩机主体1的排气口通过排气管连接油气分离器4，压缩机主体1的进气口上还设有进气阀16，其中进气阀16的活塞下腔与空压机1的进气口相连通，进气阀16的活塞上腔上连接有空气滤清器8，油气分离器4和进气阀16之间设有两组气路；所述第一组气路包括加卸载电磁阀5，管路从油气分离器4通出与加卸载电磁阀5的进气端连接，由加卸载电磁阀5的出气端接出，再通过四通接口连接在进气阀16的阀块上，使由加卸载电磁阀5接出的管路与进气阀16的出气口相连通；所述第二组气路包括卸载阀14，管路从油气分离器4通出与卸载阀14的进气口连接，卸载阀14的出气口分为两条管路，一条管路通过四通接口连接在进气阀16的阀块上与进气阀16的出气口相连通；另一条管路接到与进气阀16的进气口相连通。
如图2所示，本实施例中优选所述加卸载电磁阀5由互锁式的第一加载电磁阀51和第一减载电磁阀52组成，使用时第一加载电磁阀51与减第一载电磁阀52是互锁控制的，一个得电那么另外一个同时失电。
作为本实施例的优选结构，所述第一组气路的管路上设有减压阀7和疏水阀8，所述减压阀7设置在电磁阀的进气口处，疏水阀8设置在油气分离器的出口处,疏水阀是用于蒸汽管网及设备中，能自动排出凝结水、空气及其它凝结气体。
作为本实施例的优选结构，在所述第一组气路上设一减荷支路，所述减荷支路上设有第一减荷管路和第二减荷管路，第一减荷管路和第二减荷管路上分别设有第一压力调节阀12和第二压力调节阀13，在第一减荷管路的第一压力调节阀12的进气口还设有第二电磁阀11。
作为本实施例的优选结构，所述油气分离器4的盖板上还连接有最小压力阀9，所述最小压力阀9上设有出气管，最小压力阀9开启压力一般0.4MPA，通过最小压力阀9优先建立润滑所需的循环压力保证润滑由于保持最小压力阀开启压力，这就保证油气混合体以比较正常的速度通过油气分离器。
作为本实施例的优选结构，所述油气分离器4的一侧设有安全阀10，***压力设定不当、出口阻塞或其他流阻，油气分离器筒内压力比额定排气压力高10％，安全阀10工作使压力降低到设定排气压力。
作为本实施例的优选结构，所述卸荷阀14的进气口处设有节流孔15，卸菏阀14的节流孔15与高压油相通，运行中有一小部分油通过节流孔15注入卸荷阀14上部产生压力，克服弹簧力的作用，把凸肩往下压，堵住高压油泄油口，当保护动作AST安全油失去后，节流孔后的油压就顶开逆止阀从无压回油管路快速泄掉，弹簧力把凸肩往上拉，这样高压油泄油口就接通，高压油迅速从有压回油管泄掉，汽门在弹簧力作用下迅速关闭。
作为本实施例的优选结构，所述PLC控制器3还包括故障检测模块，所述PLC控制器3通过故障检测模块连接气路控制***，若气路控制***发生故障，故障检测模块将该故障信号传输至PLC控制器3，使PLC控制器3停止工作，防止***出现损坏。
作为本实施例的优选结构，所述PLC控制器3还包括人机界面模块，人机界面模块连接所述PLC控制器3的输入端，工作人员只需通过人机界面模块便可十分便捷地操作PLC控制器3，整个操作过程简单且直观。
如图1～2所示，本发明的工作原理为：
首先，根据实际功能要求编写PLC程序，将PLC程序导入PLC控制器3；准备工作做完后，接通电源PLC控制器3实现与发动机2进行ECM通信；按下启动按钮，PLC控制器3给出启动指令，发动机2开始启动；当发动机2的转速到达800rpm/min时，PLC控制器3给出打开旁通电磁阀指令，旁通打开，迅速建立起机器所需的内压，当***检测到内压达到设定值时，会立马使旁通关闭，使空压机1维持在以平衡的压力状态，此时，发动机2处于怠速状态。空压机1按下启动按钮，PLC控制器3给出启动指令，发动机2开始启动，若此时未按下加载按钮，PLC控制器3会给出转速维持在1350rpm/min的指令；此时，空压机1处于减载状态；当按下加载按钮后，PLC控制器3会向发动机2给出转速升至最高转速的指令，此时，第一加载电磁阀51得电开启，第一减载电磁阀52失电关闭(加载电磁阀与减载电磁阀是互锁控制的，一个得电那么另外一个同时失电。)压缩气体从第一加载电磁阀51进入进气阀4的开阀腔，进气阀16阀片开启，此时，压缩机机头会猛吸入一大股气，让油气分离器4的初始喷油压力在30秒内建立10bar左右的压力，当***检测到油罐内喷油压力达到设定值时，果断的会将第一加载电磁阀51失电，第一减载电磁阀52得电，一股压缩气体进入进气阀16的关阀腔，将进气阀16的阀片关闭，此时空压机1进入减载的状态。压缩机通过以上动作，实现了空压机1节能省油的目的。
当客户停止用气时，当油气分离器4中的气压接近设定压力时，卸荷阀14慢慢打开，油气分离器4内的气体通过进气阀5逐渐释放，油气分离器4中的压力呈曲线下降，进气阀16中的活塞停止运动，将油气分离器4内的残余气体排放出来。
当客户临时不用气时，油气分离器4的压力骤升，此时，所述第一组气路上的减荷支路上的压力调节阀打开，气体从油气分离器4中快速排到进气阀16上的空气过滤器内排放出去，使油气分离器4内的气体压力稳定在设定的范围之内，避免了因瞬时压力变化对气压元件造成的冲击。作为本实施例的优选结构，所述减荷支路上设置有两个档位，一档和二挡(即一档为第一压力调节阀12的支路，二档为第二压力调节阀13的支路)，由于本实施例中的全自动无人监管空压机主要用于潜孔水井钻机，一档主要是适用于200m以下的深度，当大于200m而小于500m，则使用二挡，如果一直使用二挡的话，燃油经济性没有前者好。一档排气压力是24bar(即第一压力调节阀的开启压力)，二挡使用的是35bar(即第一压力调节阀的开启压力)，当客户不用气时，一档上的第二电磁阀11得电，第一压力调节阀12开启，压缩气体进入关阀腔，将阀片关闭，空压机进入减荷状态。二挡工作原理与一档相同。
本发明PLC控制器3能检测设备的任何故障，一旦有故障出现，会根据故障的严重等级，向客户发出故障预警报警(故障较轻，不会影响正常使用，如排气温度过高但仍在安全范围内，燃油位预警提醒客户及时的补充燃油等)和保护停机报警(如压力超高、温度超高、发动机水箱水位过低报警等)。
本发明结构合理，设计巧妙，通过PLC控制器对整个空压机***进行监测，借助温度传感器17和压力传感器18的配合，实时获取空压机***的的温度和压力(即空压机3用气量的大小)的变化情况，从而通过PLC控制器3自动调节空压机的工作效率，控制方式精确，节能效果显著，其节电率可达
40％～50％。同时，本发明避免了空压机在频繁开启时受到的电流冲击情况，延长了***的使用寿命，确保了***的使用质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全自动无人监管的空压机，其特征在于：包括PLC控制器、发动机、空压机、油气分离器和气路控制***；所述PLC控制器连接直流电源，PLC控制器依次连接发动机和空压机；所述空压机的输入端通过管路连接有空气滤清器，其输出端通过管路连接油气分离器；所述气路控制***上设有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均与PLC控制器相连；所述气路控制***包括两组气路，所述第一组气路包括加卸载电磁阀，管路从油气分离器通出与加卸载电磁阀的进气端连接，由加卸载电磁阀的出气端接出，再通过四通接口连接在进气阀的阀块上，使由加卸载电磁阀接出的管路与进气阀的出气口相连通；所述第二组气路包括卸载阀，管路从油气分离器通出与卸载阀的进气口连接，卸载阀的出气口分为两条管路，一条管路通过四通接口连接在进气阀的阀块上与进气阀的出气口相连通；另一条管路接到与进气阀的进气口相连通。
2.根据权利要求1所述的全自动无人监管的空压机，其特征在于：所述PLC控制器包括故障检测模块，所述PLC控制器通过故障检测模块与气路控制***相连。
3.根据权利要求2所述的全自动无人监管的空压机，其特征在于：所述PLC控制器包括人机界面模块，人机界面模块连接所述PLC控制器的输入端。
4.根据权利要求1所述的全自动无人监管的空压机，其特征在于：所述加卸载电磁阀由互锁式的第一加载电磁阀和第一减载电磁阀组成。
5.根据权利要求1所述的全自动无人监管的空压机，其特征在于：所述第一组气路的管路上设有减压阀和疏水阀，所述减压阀设置在电磁阀的进气口处，疏水阀设置在油气分离器的出口处。
6.根据权利要求5所述的全自动无人监管的空压机，其特征在于：所述第一组气路上设一减荷支路，所述减荷支路上设有第一减荷管路和第二减荷管路。
7.根据权利要求6所述的全自动无人监管的空压机，其特征在于：第一减荷管路和第二减荷管路上分别设有第一压力调节阀和第二压力调节阀，在第一减荷管路的第一压力调节阀的进气口还设有第二电磁阀。
8.根据权利要求1至7任一项所述的全自动无人监管的空压机，其特征在于：所述PLC控制器采用ID-DCU主控制器。
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