矩形科技K500专用控制器在螺杆空压机的应用方案
供稿： 深圳市矩形科技有限公司
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一、前言
在工业领域采用的诸多能源形式中，电力是最普及的能源；其次，压缩空气是仅次于电力的普及能源，在工业界的使用量十分可观，其总量占能源的15%左右。由于压缩空气的广泛、大量应用，与日俱增的空气压缩机在制造大量的压缩空气的同时，本身正在消耗海量的能源。通常，空压机的工作模式可以分为往复式、螺杆式、离心式等，虽各有千秋，但从输入的能源到压缩空气含有的能源之间的平均转化率仅在10~20%徘徊，其余大部分能源多以低品味热能的方式耗散。
二、系统概述
1. 空压机是工厂的耗能大户之一，占大型工业设备(风机、水泵、锅炉、空压机等)耗电量的15%，目前很多企业空压机存在以下缺点：
2. 空压机工频启动时电流是正常电流的7倍，对电网冲击大，电机轴承磨损大，设备维护量大，成本过高。
3. 电机的额定功率和最大功率之间都有一个余量，日常运行时存在严重浪费能源。
4. 空车时，严重浪费能源。
5. 电机易频繁的启动、停止，影响电机的使用寿命，大量能源浪费。
6. 输出压力的调节是靠人为调节阀的开度来实现的，调节速度慢，波动大，不稳定，精度低，也造成大量能量浪费 。
7. 工作条件恶劣，噪音大;自动化程度低。
8. 针对这些问题深圳市矩形科技有限公司专门针对于节能工程而研发M39MAD-AC/N 专用控制器以及7寸的触摸屏
三、技术参数
1) 开关量：12路开关量输入，12路继电器开关量输出；
2) 模拟量：2路Pt100温度输入，2路4～20mA传感器输入，两组三相电流输入
3) 相序检测：三相380V；
4) 电压测量：440V
5) 控制器工作电源：220V、50Hz、20VA；
6) 显示量程
7) 油温：—20～150℃；精度：±1℃。
8) 运行时间：0～65535小时。
9) 电流显示量程：0～999.9A。
10) 电压显示量程：0~440.0A
11) 压力：4～20mA压力传感器。
12) 相序保护：当保护器检测到错相时，动作时间=2s；
13) 电机保护：本控制器对主电机和风扇电机均具有以下五种基本保护功能
1、堵转保护：起动结束后，当工作电流达到设定电流的四至八倍时，动作时间≤0.2s；
②、短路保护：只要检测电流达到设定电流的八倍以上时，动作时间≤0.2s；
③、缺相保护：当任何一相电源缺相时,动作时间等于设定时间；
④、不平衡保护：任何两相间电流相差60～75%时,动作时间等于设定时间；
⑤、过载反时限保护特性(时间单位为秒)，见下表(表2.1.1)。倍数＝I实／I设定当电机运行电流大于或等于设定电流的1.2倍至3.0倍时按下表的过载倍数及动作时间延时动作
|
I实/I设 时间参数 |
≥1.2 |
≥1.3 |
≥1.5 |
≥1.6 |
≥2.0 |
≥3.0 |
|
动作时间（S） |
60 |
48 |
24 |
8 |
5 |
1 |
表1.1电机保护反时限曲线表
14) 温度保护：当检测到的实际温度大于设定报警温度时,动作时间≤2s；
15) 压力保护：当检测到的实际压力大于测定报警压力时，动作时间<2S
16) 输出继电器流显示误差小于1.0%.；触点最大容量：250V5A；触点寿命500000次；
17) 电流、电压显示误差小于1.0%.；
18) 三路RS—485通讯，一路用于读取变频器参数，另两路用于与外部通信设备通信或几台空压机联控。1路RS-232用与文本屏进行通信。1路以太网通讯，用作远距离监控。
四、触摸屏操作
1) 开机
2) 工作界面
在工作画面可以比较直观的看到相关数据及主机、风机当前的状态，同时在最顶端可以很轻松的找到所需要的参数。
3) 修改用户参数
修改相关的参数均需要输入相关密码方可修改
4) 厂家参数
没有输入正确的厂家密码前不可查看厂家参数，只有输入正常的厂家密码后才可看到厂家参数并可以修改。
5) 节能效果
控制通过一系列运算出总的产气量和用电量，进而可计算出节能效果，让用户直观看到到底节能了多少。
6) 报警数据
历史报警数据里保存了历史的报警内容，以便分析问题，直至手动删除数据。
五、控制方案
系统采用专用控制器M39MAD-AC/N及7寸高清触摸屏，运行模块可以在参数里设定
1、工程流程
如果变频运行过程中变频出击故障，系统将停机，并延时一定时间后自动切换到工频运行，拆下变频器不影响工频运行。
六、报警及提示
1. 断相检测，如果相序错乱将不能启动。
2. 主机保护
3. 主机电流采集异常。如果主机电流采集信号中断将报警停机
4. 风机电流采集异常。如果风机电流采集信号中断将报警停机
5. 电压采集异常。如果电压采集信号中断将报警停机
6. 压力采集异常。如果压力采集信号中断将报警停机
7. 温度采集异常。如果温度采集信号中断将报警停机
8. 压力预警。如果压力大于预设的预警压力时将提示压力预警
9. 压力报警。如果压力大于预设的报警压力时将报警并停机。
10. 温度预警。如果温度大于预设的预警温度时将提示温度预警。
11. 温度报警。如果温度大于预设的报警温度时将报警并停机
12. 修养。如果设备已经达到修改时间将提示，如果超过保养将不能启动
七、控制电气图
八、主回路