为确保合格的供气品质，满足稳定的气源压力，自动调节供气流量等是空压站自动控制的基本任务。虽说空压机自带的电脑控制器已经能很好的控制单台空压机，但不具备对空压站系统的整体调控能力,在空压站系统中相对单台空压机的控制,系统的整体联控具有更重要的意义。为此多台空压机配置的供气系统中采用组网联控运行成为当今大多数用户的共识与优选，组网联控运行的优点是：可以提高供气管网压力稳定，提高设备运行可靠性、安全性，提高设备节能降耗效能（某种状态下甚至超过变频运行），提高设备利用率，从而增加了设备寿命，提高企业用气部门的连续生产、安全生产，降低设备维修费用，使企业的经济效益得到显著提升。要说明的是本文所说的组网并非仅指空压机管道网络，而是对多台空压机进行电气组网的联控运行(组网还可加入冷干机、电动阀等)。
空压机的电气组网可以有多种方式，但其控制的基本原理是依据管网的压力变化，若管网压力低于设定下限值，经延时后增加空压机投入，由此保证空压机的投入台数的产气量与用户的系统用气量所匹配。空压机的组网运行从电气信号采用上可分为两种方式： ⑴开关量信号硬接线控制（或称数字量信号） ⑵ 网络通讯“读写”控制（也可采用上述两种方式的组合）。空压机的组网运行从电气控制设备的选用上大约可分为四种类型：⑴ 空压机之间联网通讯 ⑵ 普通PC机或者工控计算机 ⑶ PLC+触摸屏组成的联控系统 ⑷ PLC+触摸屏组成的联控系统与工控计算机的组合。
一、 开关量信号硬接线控制：
1、空压机间通过开关量硬接线组网运行：
每台空压机设置运行状态、故障状态、主副机编码三组信号，通过硬接线至其他联网空压机，即每台空压机均能获取其它参与组网空压机的状态信息。在空压机人机界面中分别设置每台空压机的主副机编码，即主机、副机1、副机2……。一旦设定，各台空压机运行角色也就确定了（角色可以互换），其工作原理是主机先启动运行，若主机排气量不能满足系统需求（管网压力低）或者主机故障停机，副机1经延时后投入运行。若两台空压机运行排气量还不能满足系统需求或者主机、副机1中有故障停机，副机2经延时后投入运行，以此类推。本方式空压机的均衡使用可以采用变更空压机的主/副机角色来实现，另外本方式因连线较多，不适应过多空压机组网运行，建议2至3台为宜。小结：组网简单，组网成本低廉，但功能有限，适用要求不高的小系统联控，总管压力采样由主机中的压力传感器承担。
2、联控柜与各台空压机硬接线组网运行：
采用PLC加触摸屏组成一台联控系统（也称联控柜），将组网空压机的上电、运行、故障三组信号接入联控柜PLC的输入口，将PLC的输出口启动、停机执行信号通过中间继电器连接到各台组网空压机的远程运行、停机接口上。联控柜设置一个压力传感器用于采样总管的实时压力，依据此压力值来控制整个组网的各台空压机。联控柜为主机，下属空压机分别称为1、2、3……空压机（无主副之分）。该组网运行原理是：联控柜先启动一台空压机（有故障、未上电空压机不选择），若排气量不能满足系统需求（管网压力低）或者运行中空压机发生故障停机，联控柜经延时启动第二台空压机补充（后者是替代）。若两台空压机运行排气量还不能满足系统需求或者是运行中空压机发生故障停机，联控柜经延时再启动第三台空压机进行补充，以后以此类推。联控柜自动记录每台参与组网空压机的运行累计时、负载累计时，联控柜启动空压机按照上电、无故障、选择累计运行时间最少为优先。除外联控柜设有对组网空压机的手动启动、停机操作、简单显示组网空压机的运行状态的监视功能等。小结：组网相对简单，但增加联控柜使组网成本有所提高，组网空压机的微电脑控制器程序省略了主机、副机的角色程序段。（联控柜可适当远程放置）实现了远程联控与监视。组网台数增加，联控功能相对提高，在联控柜上无法提供各台空压机的详细参数。
二、 网络通讯“读写”控制：
1、空压机间联网通讯控制：
每台空压机无论是单片机开发的电脑控制器还是用PLC开发的控制系统均留有一个RS-485通讯口，用于组网相互间的通讯。每台空压机的控制器设置一个独立的站地址，通常1号机设为1（主机），2号机至N号机按顺序设置为2、3、4……N（副机），然后在主机中设置组网运行参数：组网台数、联控延时、联控压力上限、联控压力下限等。联控参数设定、连接好通讯线后，启动主机，系统进入组网自动控制状态。主机将根据检测到的管网压力及通过组网通讯获到的各台空压机的数据分析（即为读），发送控制命令（即为写），控制网络中主/副机的启停、加卸载。联网通讯使主机获得数据量得以提升，从而变得相对“聪明”起来，若排气量不能满足系统需求（管网压力低）或者运行中空压机发生故障停机，主机即会寻找运行时间最少的那台空压机发出网络启动命令，使各台机实现轮休功能。小结：组网简单，省去繁多的开关量信号接线，组网成本低廉，总管压力采样由主机中的压力传感器承担，实现自动轮休功能，组网台数多，但主机必须一直处于运行状态（可以是停机状态），若一旦主机退出运行，组网即失败。多台空压机间组网见下图：
2、普通PC计算机组网运行：（或者是商业机）
从理论上讲普通PC机不太适合作为工业环境中的使用，但从广大用户的实践中PC机使用效果还是不错的，只要环境允许处理得当，还可以节省一笔不菲资金投入。通常空压机房都设有值班室，将PC机放置在内，安装空调，这样就可使PC机远离工业现场的恶劣环境，解决了粉尘、温度等对PC机的侵害，另外采购PC机时选择可靠性、稳定性高的品牌机。联控软件优选空压机控制器厂商提供的组网控制软件（厂商为提高控制器产品销售，开发几款针对自己产品的通用型软件提供给空压机制造商使用），省去了自己去开发软件。
普通PC机再加上久经考验的组网控制软件，组成了一台电脑网络监控系统，其中PC机为主机，各台空压机电脑控制器为副机。PC机轮流查询各空压机的运行数据，得到空压机当前排气压力、排气温度、各相电流及空压机当前运行状态，将分析的结果与用户设定值相比较，根据结果选取合适的空压机发送相应的控制命令，控制空压机的起动、停机、加载及卸载，从而使管网压力在一定范围内保持稳定，使各台空压机的运行时间保持相对平衡，减少空压机的频繁起动、停机，减少对电网的冲击，达到很好节能的效果。PC机显示屏提供各组网空压机参数界面，用户可非常方便的查看及修改各机运行参数……。其主要功能是：数据采集、自动监控、连网控制、数据存储、数据查询、报表生成、图形显示和系统参数设置等功能。小结：组网相对简单（在PC机加装RS232/RS485转换接口，再联上通讯网线），组网成本中等，组网台数多，功能可满足大多数用户需求。但PC机机组网软件不可加装独立的压力传感器，管网压力数据是由各台空压机上的压力传感器获得，数据的一致性不够理想。普通计算机组网系统见下图：

3、工业控制计算机组网运行：（以下简称工控机）
由于工业现场条件相对恶劣，最常见的问题是粉尘、辐射、潮湿、震动、冲击、电气干扰等，为了获得高稳定、高可靠组网联控系统，选用工控机组成网络联控系统是最佳方案之一。工控机机箱全部采用钢结构，元器件选用工业级甚至是军用级，冷却风扇、底板、电源等都为特殊设计，为此它具备可靠性高、环境适应性强、实时性好、通讯功能强、扩充性开放性好、软硬件兼容性优、连续工作能力强等特点。本文所讲工控机组网联控系统包含三项内容，除了上述工控机外还有组态软件及组网联控软件的开发。组态软件分为开发版、运行版两种，开发版用于开发用户软件（组网联控软件），运行版用于用户软件安装调试完成后的系统运行（其实就是一个钥匙U盘插在工控机上）。国产常用的组态软件是组态王，进口有德国的Sienems 与美国的GE等产品。用户软件开发（组网联控软件）是在使用组态软件基础上的软件开发，通常空压机制造厂商没有能力做这件事，需要具备DCS专业的软件工程师，为此上述三项内容（工控机、组态软件、用户软件开发）往往都发包给专业公司去完成。
工控机融合了先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术为一体，胜任于发电厂、化工厂、水泥厂等大型项目的集中监测、集中控制、集中显示、集中管理、集中存储的系统。如此强大的工控机对于管理、监控几台空压机的小系统那是简而易举的事。所以一些大项目在采购空压机时都没有工控机这一项，只是要求空压机设置通讯接口提供DCS系统的实时采样，因为整个项目空压机只占非常小一块，比如一个发电厂的空压机仅用于仪表及粉尘输送，到时它的DCS控制系统能与你的空压机控制器通讯上即可。但也不排除有不少企业空压机采购订单上要求提供工控机，比如煤矿企业往往都要求此项供货，工控机组网联控的功能这里就不再重复了，前面说的普通PC计算机组网运行有的功能它全会有，因为工控机是针对一个项目的独立设计、开发，安照技术协议用户要求的全部做进去即OK。不同的是管网压力数据采样不再依靠空压机上的压力传感器获得，而是由工控机插槽上的模拟量采样板上直接读取。还有工控机可以提供用户内部局域网读取空压机运行状态信息与实时数据及历史数据。小结：组网要求高，适合多台数空压机的组网，还可以将空压站其他供气设备一并组网连锁运行（冷干机、微热再生干燥机、电动阀门等），组网成本高，国产工控机、组态王软件、开发费集成费大致在10万元RMB以下，进口光组态软件费用就要好几万元，全部集成费用大约在18-25万RMB。
4、PLC+触摸屏的组网运行：（以下简称联控柜）
采用PLC加大尺寸的彩色触摸屏组成一个空压机组网联控系统，因为PLC与触摸屏都是工业级自动化控制产品，适用于工业现场环境，为此联控柜通常安置在空压站机房内或者是值班室内。联控柜通过网络通讯与组网空压机连接，也可以是网络通讯加开关量硬接线组合方式，这里是依据设计者的偏好或者用户要求来定，本人喜欢后者方式，将每台空压机的上电、运行、故障信号通过硬接线接入联控柜PLC的输入口，再加上网络通讯的数据采集获得双重信息，可靠性得到更高的保证。将每台空压机远程启动、停机、加载、卸载接到PLC的输出口，这样联控柜对空压机的控制执行为开关量的直接操作，不采用通过网络写命令方式。联控柜中PLC的特点着重在控制方面，它没工控机强大的数据处理功能，不能提供报表生存、量大的历史数据查询等（工控机存储空间允许可保留几年数据信息）。
联控柜主要功能有：依据用户系统工况自动启动对应数量空压机平衡供气、运行中空压机发生故障自动投入补充、为平衡使用设备，超时运行空压机自动停机替换功能、用户用气网络所需用气量降低空压机多余自动切除功能、提供在触摸屏上查询每台空压机实时数据、查询各台空压机的实时故障、历史故障、查询故障发生的频次、查看总管压力曲线、总管压力数据表（不大于两天）等。管网压力数据采样同样不再依靠空压机上的压力传感器获得，而是通过PLC的模拟量模块直接读取，通常压力传感器设置两个，一用一备增强可靠性。小结：组网难易依据网络连接数量而论，网络通讯协议采用 Modbus-rtu或者西门子的PPI，还有Profibus-dp、以太网均可。组网成本适中，一般不会高于5万RMB。设计中也可以将冷冻式干燥机、微热再生干燥机、电动阀门等设备一并组网连锁运行。下图为3台空压机、3台冷干机、2台微热再生干燥机组网联控触摸屏动态模拟画面。

5、联控柜+工控机的组网运行：
该组网控制系统功能最为理想完善，充分发挥了PLC的自动化控制特点及工控机的数据处理优势。它们间的组网方式是：联控柜与组网空压机等供气设备进行网络连接，也就是说由联控柜承担所全部连接设备的自动联锁控制，联控柜所具有的功能特点与第5节相同，这里不再重复。有一点不同的是联控柜PLC要留有一个通讯接口，提供与工控机的网络通讯。
工控机与空压站的设备无网络上的直接连接，仅与联控柜进行联网通讯，他们间的关系是：联控柜从空压站设备中读取数据、更新数据并保存在自己存储器中，工控机再从联控柜存储器中获取数据，也就是说与第4节不同的是不参与空压机等设备的控制（但可连接几个简单开关量信号的操作，如报警、紧急停机等），工控机负责空压站系统的数据处理，承担提供远程监视空压站运行状态信息与数据，工控机通常放置在用户中央控制室内，作为工程师站或者调度人员监视、管理之用。小结：组网复杂，组网成本最高，优点是各负其责（控制、监视责能明确），对空压站的控制、管理的可靠性得到进一步的提升。联控柜+工控机组网系统见下图。注：工控机---又称上位计算机（简称上位机）。转载请注明出处！网址：http://www.rotorcompr.com.cn

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2012.7.20