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西门子S7-300助力中国节能减排事业

2010/7/15    来源:e-works    特约撰稿人:刘军涛      
关键字:PLC  空压机  智能控制  西门子S7-300  
本文讲述了西门子S7-300系列PLC用于轮胎生产企业气动系统智能控制的一个案例,改变了传统的空压站系统运行模式,降低了空压站的电力消耗,降低了维护成本,给企业带来大量的直接经济效益和间接社会效益。

1 前 言

    在工业生产中,气动系统占据工厂总耗电量的10-20%,有些工厂甚至高达35%。气动系统由于其元器件价格低廉、系统维护容易的特点,从70年代开始在工业自动化领域的应用逐步扩大,至今已形成全球年销售110亿美元的市场规模,在汽车生产、半导体制造、橡胶制造等行业发挥着重要作用。而我国在气动系统上每年的耗电量已高达1800亿度,如实施有效的气动系统综合节能改造,可平均节能20%,每年可节约电费252亿元。随着节能改造在我国将不可避免的成为节能讨论的对象,它不但将给中国气动用户节约大量资金,还将产生巨大的社会效益。作为气动系统的源头部分空压站系统由于设备落后、操作人员意识不到位等,使得我国的空压机的利用率比世界平均水平低13%,大量浪费了能源。在原油日益高涨、能源问题突出的今天,气动系统效率偏低、浪费严重的问题引起了人们的普遍关注,因此空压站系统的规范管理和节能技改在我国正成为一个新的重要课题,本文所讲述内容即是利用西门子的S7-300PLC模块控制空压站系统的运行,改变原有的空压站运行和管理方式,以自动控制代替人工操作,使得空压站系统的运行更加规范和合理,大大降低了空压站系统的运行成本和管理成本。

2 方案简介

    2.1 当前系统概述

    当前,很多企业都意识到了空压站系统浪费严重的问题,并也着手进行了一定的改造,但都停留在加装变频器,改造单台空压机的水平上,控制功能单一,限制了空压机群的节能运行。在我国,企业空压机群品牌不同意、制造年代不同、控制接口、通信协议千差万别的现状也给空压机智能控制的实施带来了极大困难。我国空压站系统的能耗一直远远高于世界平均水。当前的控制方式主要存在的问题是:

    1)供气压力不稳定,波动大,给产品质量和设备维护带来了直接负面影响;

    2)空压机整体能耗大,空压站系统维护量大,增加了企业的运行成本;

    3)操作人员工作量大,且一旦出现问题,会影响正常的生产,没有预防措施。

    2.2 新型智能控制

    本文所提到的新型智能控制装置以S7-300作为控制主体,根据企业生产现状进行逻辑控制,有效的解决了上述问题,除具备了智能控制空压机运行之外,还对每台压缩机自动设置参数以匹配空压机的运行要求,同时配备下位机功能确保最低压力,能够预测压力变化趋势,对压缩机提前控制,能够起到节省能源,降低压缩机能耗的功能。利用S7-300z作为母体开发的空压机智能控制系统结构示意图如图1所示。

图1 系统结构原理示意图
图1 系统结构原理示意图

责任编辑:殷爽
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