一、背景

空压机是一种用来压缩气体提高气体压力或输送气体的机械，其用途广泛，涉及工农业、国防、科技、民用等各个领域。然而，不足的是，绝大部分空压机都存在着耗电量大、控制方式落后、自动化程度不高等问题。尤其是一些用在煤炭、矿区的大型空压机，每天工作24小时，从不间断，其中很长一段时间都是在空载或轻载下运行，供气压力不稳，能耗巨大。

基于此，改变空压机的控制方式，提高空压机效率，降低能耗显得十分重要。尤其是当下国家“双碳”战略正进行地如火如荼的时候。那么问题来了，我们应该如何操作，才能改变空压机的控制方式，并达到增效降耗的目的？

这里，不妨看看矩形科技基于PLC和变频器设计的煤矿空压机自动控制系统，该系统功能强大，简化了空压机的操作，使得工作人员可以在计算机集控下完成各项工作，从而达到降低生产中的劳动强度和工作所需，以及保障生产系统安全稳定运行的目的。

二、系统设计

如图所示，系统主要由PLC、变频器、压力变送器、接触器、空气开关、互感器等电器元件组成。

系统核心部分采用矩形M48DR-PLC为控制原件，其是N80系列中最具有代表性的微型可编程控制器，具有48个输入/输出点位。标配通讯口RS232+RS485各一路（可扩展），标配4路高速脉冲输出，支持掉电保护，支持MODBUS/RUTZ主、从协议，及其他自由通讯协议。

PLC 由电源、CPU、模拟量输入、输出模块、开关量输入、输出模块等组成。用来实现电气部分的控制，包括五部分：起动、运行、停止、切换、报警及故障自诊桥。

起动：三台电机 MI，M2，M3（如上图所示）可以通过转换开关选择变频/工频启动。

运行：正常情况，电机M1处于交频调速状态，电动机 M2、M3 处于停机状态。现场压力变送器检测管网出口压力，并与给定值比较，经PID指令运算，得到频率信号，调节变频器的输出频率，以调节电动机的转速，从而达到所需压力的目的。

停止：按下停止按钮，PLC控制所有的接触器断开，变频器停止工作。

三、控制流程

如下图所示，图为系统的自动控制逻辑流程，开始运行后，有压力变送器采集信号，当压力符合要求时，即可进行下一步的启动运行，否则开始报警。

本系统与上位机的通信可采用以太网的形式，实现上位机的监控报警功能。与变频器的通信采用485通讯口方式，控制变频器的运行，读取电压、电流等相关参数。

四、优势特点

1、采用PLC控制的方式，过程简单清晰，造价成本低，易维护；

2、矩形M48 PLC性能稳定、本体最大输出6个轴，2路高速脉冲输入；

3、程序自主可控，用户可根据相关需求进行编程；

4、从已实施的项目来看，系统整体运行稳定，客户满意度高；

五、结语

国家工业化体系不断完善，PLC控制系统在工业化领域的应用是当代工业化发展的趋势。本控制系统具有价格实惠、控制方式简单、系统稳定等特点。符合当代工业控制系统的大部分要求，其核心控制器为矩形科技的M48DR型号PLC，具有输出控制稳定，控制点位多，运算功能强大等特点。