一种空压机DCS系统用的启停电路及DCS控制方法与流程

一种空压机dcs系统用的启停电路及dcs控制方法
技术领域
1.本发明涉及空压机技术领域，具体涉及一种空压机dcs系统用的启停电路及dcs控制方法。


背景技术：

2.电力生产领域中，空气压缩机是重要的生产辅助设备，为系统提供各类气源，空压机控制系统的安全、可靠运行是保证电厂安全、高效运行不可缺少的环节。目前，空气压缩机一般采用单片机或plc控制，控制程序较为固化，维护人员一般无法对控制器内部参数进行调整，空压机控制器出现故障时，空压机存在失控风险。同时，采用单片机或plc控制，人机交互功能较差、事故异常分析能力欠缺，无法在中央控制室对空压机状态进行实时监控，空压机出现异常时故障信息无法及时追忆，以上问题给设备的日常维护和检修造成了较大影响。
3.随着电力工控行业的发展，dcs系统(分散控制系统)因其逻辑组态功能强、人机交互性性能好、事故追忆方便等优点，得到了业内的广泛认可，目前在电力生产控制系统中的占有率高达95％以上，但是利用现有的dcs系统对空压机进行参数设置与整定时，还存在不够便捷的问题。
4.基于上述情况，本发明提出了一种空压机dcs系统用的启停电路及dcs控制方法，可有效解决以上问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种空压机dcs系统用的启停电路及dcs控制方法。本发明的空压机dcs系统用的启停电路及dcs控制方法使用方便，启停控制电路及其配套的dcs控制方法，两者配合能够完成空压机dcs远方启动、加卸载、停运等基本功能，并能够在dcs中实现电机星/三角切换控制和空压机软停运功能。能够全面替代并拓展原空压机自带的控制器功能，更加便捷地完成空压机的参数设置与整定，优化空压机的控制方式。同时本发明具有较强的通用性，能够较好的应用在常见的工程组态软件组中。
6.本发明通过下述技术方案实现：
7.一种空压机dcs系统用的启停电路，其特征在于，包括：
8.远方启动模块，包括依次串联的空压机远方启动开关、继电器8k1线圈和继电器8k2常闭触点，所述空压机远方启动开关上并联有第一继电器8k1常开触点；
9.远方停运模块，包括依次串联的空压机远方停运开关和继电器8k2线圈；
10.星形启动模块，包括依次串联的空压机电机星形启动开关和继电器8k3线圈；
11.三角形启动模块，包括依次串联的第二继电器8k1常开触点、继电器8k3常闭触点和继电器8k4线圈；
12.三角形接触器模块，包括依次串联的继电器8k4常开触点和接触器3k1线圈；
13.星形接触器模块，包括依次串联的继电器8k3常开触点和接触器3k2线圈；
14.主接触器模块，包括依次串联的第三继电器8k1常开触点和接触器3k3线圈；
15.其中，所述远方启动模块、远方停运模块、星形启动模块和三角形启动模块均并联在第一电源上，所述三角形接触器模块、星形接触器模块和主接触器模块均并联在第二电源上。
16.本发明的目的在于提供一种空压机dcs系统用的启停电路及dcs控制方法。本发明的空压机dcs系统用的启停电路及dcs控制方法使用方便，启停控制电路及其配套的dcs控制方法，两者配合能够完成空压机dcs远方启动、加卸载、停运等基本功能，并能够在dcs中实现电机星/三角切换控制和空压机软停运功能。能够全面替代并拓展原空压机自带的控制器功能，更加便捷地完成空压机的参数设置与整定，优化空压机的控制方式。同时本发明具有较强的通用性，能够较好的应用在常见的工程组态软件组中。
17.优选的，所述启停电路包括电机运转模块，所述电机运转模块包括电机m、接触器3k1常开触点、接触器3k2常开触点和接触器3k3常开触点；
18.所述电机m包括第一接线端w1、v1、u1和第二接线端w2、v2、u2，所述第一接线端w1、v1、u1上串联有接触器3k3常开触点，所述第二接线端w2、v2、u2上分别串联有接触器3k1常开触点和接触器3k2常开触点。
19.优选的，所述三角形接触器模块包括接触器3k2常闭触点，所述星形接触器模块包括接触器3k1常闭触点；所述接触器3k2常闭触点串联于继电器8k4常开触点和接触器3k1线圈之间，所述接触器3k1常闭触点串联于继电器8k3常开触点和接触器3k2线圈之间。
20.优选的，所述第一电源为24v的直流电压。
21.优选的，所述第二电源为220v的交流电压。
22.根据本发明的另一方面，提供了一种空压机dcs系统的控制方法，包括以下步骤：
23.步骤s1：需要启动时，空压机启停控制功能块发出空压机启动指令，dvp引脚发出10s脉冲的启动指令，空压机电机星形启动模块发出10s脉冲的空压机电机星形启动指令；
24.步骤s2：继电器8k3接收到空压机电机星形启动指令后，空压机电机星形启动开关闭合，继电器8k3线圈带电，继电器8k3常闭触点断开，确保继电器8k4线圈失电。
25.步骤s3：继电器8k3常开触点闭合，接触器3k2线圈带电，此时电机星形接线方式启动。
26.步骤s4：接触器3k2常闭触点断开，确保接触器3k1线圈失电，闭锁三角型接线方式启动。
27.步骤s5：经过延时2s功能块，空压机远方启动功能块发出8s脉冲指令。
28.步骤s6：继电器8k1接收到空压机远方启动指令后，继电器8k1线圈带电，第一继电器8k1常开触点闭合，继电器8k1线圈带电自保持。
29.步骤s7：第三继电器8k1常开触点闭合，接触器3k3线圈带电，此时电机m带电启动。
30.步骤s8：dvp引脚发出10s的脉冲消失后，空压机电机星形启动指令消失，继电器8k3线圈失电，继电器8k3常闭触点恢复闭合状态，继电器8k4线圈带电。
31.步骤s9：继电器8k3常开触点恢复断开状态，接触器3k2线圈失电，继电器8k4常开闭合，接触器3k1线圈带电，此时电机运行方式由星形切换至三角形。
32.步骤s10：空压机启动完成后，空压机运行信号经过第一延时20s功能块，空压机排气压力经过低限判断功能块，两者通过第一与门触发空压机加卸载控制功能块的自动开条
件，空压机加卸载电磁阀和空压机放气电磁阀带电，空压机开始加载。
33.步骤s11：空压机运行信号经过第二延时20s功能块、空压机排气压力经过高限判断功能块，两者通过第二与门触发空压机加卸载控制功能块的自动关条件，空压机加卸载电磁阀和空压机放气电磁阀失电，空压机开始卸载。
34.步骤s12：需要停运时，空压机启停控制模块发出空压机停运指令，rvp引脚发出10s脉冲的停运指令，通过40s脉冲功能块将脉冲时间扩展至40s，空压机停运指令发出。
35.步骤s13：空压机停运指令通过或门，触发空压机加卸载控制功能块的自动关条件，空压机加卸载电磁阀和空压机放气电磁阀失电，空压机开始卸载。
36.步骤s14：30s后，空压机停运指令经过延时30s功能块，发出空压机远方停运指令。
37.步骤s15：继电器8k2接收到空压机远方停运指令后，继电器8k2线圈带电，继电器8k2常闭触点断开，打断继电器8k1线圈带电的自保持回路，第三继电器8k1常开触点由闭合恢复断开状态，接触器3k3线圈失电，空压机电机m停止。
38.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
39.本发明的空压机dcs系统用的启停电路及dcs控制方法使用方便，启停控制电路及其配套的dcs控制方法，两者配合能够完成空压机dcs远方启动、加卸载、停运等基本功能，并能够在dcs中实现电机星/三角切换控制和空压机软停运功能。能够全面替代并拓展原空压机自带的控制器功能，更加便捷地完成空压机的参数设置与整定，优化空压机的控制方式。同时本发明具有较强的通用性，能够较好的应用在常见的工程组态软件组中。
附图说明
40.图1为本发明所述启停电路的第一部分电气原理图；
41.图2为本发明所述启停电路的第二部分电气原理图；
42.图3为本发明所述启停电路的第三部分电气原理图；
43.图4为本发明所述dcs系统的电气原理图；
44.图5为本发明所述dcs系统另一部分的电气原理图。
具体实施方式
45.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
46.实施例1：
47.如图1至5所示，本发明提供了一种空压机dcs系统用的启停电路，包括：
48.远方启动模块，包括依次串联的空压机远方启动开关11、继电器8k1线圈12和继电器8k2常闭触点13，所述空压机远方启动开关11上并联有第一继电器8k1常开触点14；
49.远方停运模块，包括依次串联的空压机远方停运开关21和继电器8k2线圈22；
50.星形启动模块，包括依次串联的空压机电机星形启动开关31和继电器8k3线圈32；
51.三角形启动模块，包括依次串联的第二继电器8k1常开触点41、继电器8k3常闭触
点42和继电器8k4线圈43；
52.三角形接触器模块，包括依次串联的继电器8k4常开触点51和接触器3k1线圈52；
53.星形接触器模块，包括依次串联的继电器8k3常开触点61和接触器3k2线圈62；
54.主接触器模块，包括依次串联的第三继电器8k1常开触点71和接触器3k3线圈72；
55.其中，所述远方启动模块、远方停运模块、星形启动模块和三角形启动模块均并联在第一电源上，所述三角形接触器模块、星形接触器模块和主接触器模块均并联在第二电源上。
56.根据本发明的另一方面提供了一种空压机dcs系统的控制方法，包括以下步骤：
57.步骤s1：需要启动时，空压机启停控制功能块101发出空压机启动指令，dvp引脚发出10s脉冲的启动指令，空压机电机星形启动模块发出10s脉冲的空压机电机星形启动指令102；
58.步骤s2：继电器8k3接收到空压机电机星形启动指令102后，空压机电机星形启动开关31闭合，继电器8k3线圈32带电，继电器8k3常闭触点42断开，确保继电器8k4线圈43失电。
59.步骤s3：继电器8k3常开触点61闭合，接触器3k2线圈62带电，此时电机星形接线方式启动。
60.步骤s4：接触器3k2常闭触点53断开，确保接触器3k1线圈52失电，闭锁三角型接线方式启动。
61.步骤s5：经过延时2s功能块103，空压机远方启动功能块104发出8s脉冲指令。
62.步骤s6：继电器8k1接收到空压机远方启动指令后，继电器8k1线圈12带电，第一继电器8k1常开触点14闭合，继电器8k1线圈12带电自保持。
63.步骤s7：第三继电器8k1常开触点71闭合，接触器3k3线圈72带电，此时电机m81带电启动。
64.步骤s8：dvp引脚发出10s的脉冲消失后，空压机电机星形启动指令102消失，继电器8k3线圈32失电，继电器8k3常闭触点42恢复闭合状态，继电器8k4线圈43带电。
65.步骤s9：继电器8k3常开触点61恢复断开状态，接触器3k2线圈62失电，继电器8k4常开闭合，接触器3k1线圈52带电，此时电机运行方式由星形切换至三角形。
66.通过以上设计，能够完成空压机电机星/三角的自动切换，切换时间为8s。同时，通过脉冲时间和延时时间的配合，能够在dcs系统上自行调整空压机电机星/三角启动切换时间。
67.步骤s10：空压机启动完成后，空压机运行信号经过第一延时20s功能块109，空压机排气压力经过低限判断功能块110，两者通过第一与门111触发空压机加卸载控制功能块116的自动开条件，空压机加卸载电磁阀117和空压机放气电磁阀118带电，空压机开始加载。
68.步骤s11：空压机运行信号经过第二延时20s功能块112、空压机排气压力经过高限判断功能块113，两者通过第二与门114触发空压机加卸载控制功能块116的自动关条件，空压机加卸载电磁阀117和空压机放气电磁阀118失电，空压机开始卸载。
69.通过以上设计，能够完成空压机自动加卸载功能。同时，通过低限定值和高限定值的修改，能够在dcs系统上自行调整空压机的出力。
70.步骤s12：需要停运时，空压机启停控制模块101发出空压机停运指令106，rvp引脚发出10s脉冲的停运指令，通过40s脉冲功能块105将脉冲时间扩展至40s，空压机停运指令106发出。
71.步骤s13：空压机停运指令106通过或门115，触发空压机加卸载控制功能块116的自动关条件，空压机加卸载电磁阀117和空压机放气电磁阀118失电，空压机开始卸载。
72.步骤s14：30s后，空压机停运指令经过延时30s功能块107，发出空压机远方停运指令108。
73.步骤s15：继电器8k2接收到空压机远方停运指令108后，继电器8k2线圈22带电，继电器8k2常闭触点13断开，打断继电器8k1线圈12带电的自保持回路，第三继电器8k1常开触点71由闭合恢复断开状态，接触器3k3线圈72失电，空压机电机m81停止。
74.通过以上设计，能够完成空压机软停运功能，确保空压机卸载充分后自动停运，软停运时间为30s。同时，通过脉冲时间和延时时间的配合，能够在dcs系统上自行调整空压机软停运时间。
75.实施例2：
76.如图1至5所示，本发明提供了一种空压机dcs系统用的启停电路，包括：
77.远方启动模块，包括依次串联的空压机远方启动开关11、继电器8k1线圈12和继电器8k2常闭触点13，所述空压机远方启动开关11上并联有第一继电器8k1常开触点14；
78.远方停运模块，包括依次串联的空压机远方停运开关21和继电器8k2线圈22；
79.星形启动模块，包括依次串联的空压机电机星形启动开关31和继电器8k3线圈32；
80.三角形启动模块，包括依次串联的第二继电器8k1常开触点41、继电器8k3常闭触点42和继电器8k4线圈43；
81.三角形接触器模块，包括依次串联的继电器8k4常开触点51和接触器3k1线圈52；
82.星形接触器模块，包括依次串联的继电器8k3常开触点61和接触器3k2线圈62；
83.主接触器模块，包括依次串联的第三继电器8k1常开触点71和接触器3k3线圈72；
84.其中，所述远方启动模块、远方停运模块、星形启动模块和三角形启动模块均并联在第一电源上，所述三角形接触器模块、星形接触器模块和主接触器模块均并联在第二电源上。
85.进一步地，在另一个实施例中，所述启停电路包括电机运转模块，所述电机运转模块包括电机m81、接触器3k1常开触点82、接触器3k2常开触点83和接触器3k3常开触点84；
86.所述电机m81包括第一接线端w1、v1、u1和第二接线端w2、v2、u2，所述第一接线端w1、v1、u1上串联有接触器3k3常开触点84，所述第二接线端w2、v2、u2上分别串联有接触器3k1常开触点82和接触器3k2常开触点83。
87.通过以上结构，电机m81可以通过两种方式进行启动，即星形启动和三角形启动。
88.进一步地，在另一个实施例中，所述三角形接触器模块包括接触器3k2常闭触点53，所述星形接触器模块包括接触器3k1常闭触点63；所述接触器3k2常闭触点53串联于继电器8k4常开触点51和接触器3k1线圈52之间，所述接触器3k1常闭触点63串联于继电器8k3常开触点61和接触器3k2线圈62之间。
89.接触器3k1、3k2的常闭触点设置起到了互锁作用，防止三角形接触器和星形接触器同时吸合。
90.进一步地，在另一个实施例中，所述第一电源为24v的直流电压。
91.进一步地，在另一个实施例中，所述第二电源为220v的交流电压。
92.根据本发明的另一方面提供了一种空压机dcs系统的控制方法，包括以下步骤：
93.步骤s1：需要启动时，空压机启停控制功能块101发出空压机启动指令，dvp引脚发出10s脉冲的启动指令，空压机电机星形启动模块发出10s脉冲的空压机电机星形启动指令102；
94.步骤s2：继电器8k3接收到空压机电机星形启动指令102后，空压机电机星形启动开关31闭合，继电器8k3线圈32带电，继电器8k3常闭触点42断开，确保继电器8k4线圈43失电。
95.步骤s3：继电器8k3常开触点61闭合，接触器3k2线圈62带电，此时电机星形接线方式启动。
96.步骤s4：接触器3k2常闭触点53断开，确保接触器3k1线圈52失电，闭锁三角型接线方式启动。
97.步骤s5：经过延时2s功能块103，空压机远方启动功能块104发出8s脉冲指令。
98.步骤s6：继电器8k1接收到空压机远方启动指令后，继电器8k1线圈12带电，第一继电器8k1常开触点14闭合，继电器8k1线圈12带电自保持。
99.步骤s7：第三继电器8k1常开触点71闭合，接触器3k3线圈72带电，此时电机m81带电启动。
100.步骤s8：dvp引脚发出10s的脉冲消失后，空压机电机星形启动指令102消失，继电器8k3线圈32失电，继电器8k3常闭触点42恢复闭合状态，继电器8k4线圈43带电。
101.步骤s9：继电器8k3常开触点61恢复断开状态，接触器3k2线圈62失电，继电器8k4常开闭合，接触器3k1线圈52带电，此时电机运行方式由星形切换至三角形。
102.通过以上设计，能够完成空压机电机星/三角的自动切换，切换时间为8s。同时，通过脉冲时间和延时时间的配合，能够在dcs系统上自行调整空压机电机星/三角启动切换时间。
103.步骤s10：空压机启动完成后，空压机运行信号经过第一延时20s功能块109，空压机排气压力经过低限判断功能块110，两者通过第一与门111触发空压机加卸载控制功能块116的自动开条件，空压机加卸载电磁阀117和空压机放气电磁阀118带电，空压机开始加载。
104.步骤s11：空压机运行信号经过第二延时20s功能块112、空压机排气压力经过高限判断功能块113，两者通过第二与门114触发空压机加卸载控制功能块116的自动关条件，空压机加卸载电磁阀117和空压机放气电磁阀118失电，空压机开始卸载。
105.通过以上设计，能够完成空压机自动加卸载功能。同时，通过低限定值和高限定值的修改，能够在dcs系统上自行调整空压机的出力。
106.步骤s12：需要停运时，空压机启停控制模块101发出空压机停运指令106，rvp引脚发出10s脉冲的停运指令，通过40s脉冲功能块105将脉冲时间扩展至40s，空压机停运指令106发出。
107.步骤s13：空压机停运指令106通过或门115，触发空压机加卸载控制功能块116的自动关条件，空压机加卸载电磁阀117和空压机放气电磁阀118失电，空压机开始卸载。
108.步骤s14：30s后，空压机停运指令经过延时30s功能块107，发出空压机远方停运指令108。
109.步骤s15：继电器8k2接收到空压机远方停运指令108后，继电器8k2线圈22带电，继电器8k2常闭触点13断开，打断继电器8k1线圈12带电的自保持回路，第三继电器8k1常开触点71由闭合恢复断开状态，接触器3k3线圈72失电，空压机电机m81停止。
110.通过以上设计，能够完成空压机软停运功能，确保空压机卸载充分后自动停运，软停运时间为30s。同时，通过脉冲时间和延时时间的配合，能够在dcs系统上自行调整空压机软停运时间。
111.依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的空压机dcs系统用的启停电路及dcs控制方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
112.如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
113.除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
114.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。