空壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則是：根據(jù)控制任務(wù)，在最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)工藝對(duì)電氣控制要求的前提下，使運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。任何一個(gè)電氣控制系統(tǒng)所要完成的控制任務(wù)，都是為了滿足被控對(duì)象（生產(chǎn)控制設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線、生產(chǎn)工藝過(guò)程等）提出的各種性能指標(biāo)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和危害程度，提升自動(dòng)化水平。因此，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，需遵循了以下基本原則：

基本原則

最大限度地滿足被控對(duì)象的各項(xiàng)性能指標(biāo)

確?？刂葡到y(tǒng)的安全可靠

力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)

留有適當(dāng)余量

系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象

空壓機(jī)在長(zhǎng)期運(yùn)行中，為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，空壓機(jī)必須連續(xù)安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而保證空壓機(jī)正常工作的主要因素有四個(gè)：即風(fēng)、油、水、電。

風(fēng)

風(fēng)壓是空壓機(jī)工作的主要標(biāo)志。風(fēng)壓過(guò)低，會(huì)影響生產(chǎn)，但風(fēng)壓過(guò)高，會(huì)增加電能消耗，如果風(fēng)壓超過(guò)空壓機(jī)設(shè)備的受壓能力，就會(huì)發(fā)生爆炸事故。所以，風(fēng)壓應(yīng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

油

潤(rùn)滑油是保證空壓機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素。如果潤(rùn)滑油量不夠或油質(zhì)不好，就會(huì)使空壓機(jī)各個(gè)潤(rùn)滑部位的摩擦溫度升高，甚至造成機(jī)件過(guò)熱而發(fā)生事故，致使機(jī)器無(wú)法繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，要經(jīng)常檢查油壓及其各部分的潤(rùn)滑情況。

水

冷卻水是水冷式空壓機(jī)不可缺少的一種介質(zhì)。如果冷卻水量供應(yīng)不足或中斷，就會(huì)使氣缸溫度顯著升高，致使?jié)櫥推療?，與高溫壓縮空氣相接觸而發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)；同時(shí)，空壓機(jī)冷卻不良，就會(huì)增大功耗，降低生產(chǎn)效率。所以，要經(jīng)常檢查冷卻水的流動(dòng)情況、水溫和水位等工作參數(shù)。

電

電是空壓機(jī)的動(dòng)力。電氣設(shè)備如果維護(hù)不好，發(fā)生故障，就會(huì)使機(jī)器無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，要經(jīng)常檢查電器的工作情況，注意電流、電壓的數(shù)值和電動(dòng)機(jī)的溫度等。

設(shè)計(jì)方案的比較

　　以PC機(jī)為控制核心的監(jiān)控系統(tǒng)

以PC機(jī)為核心的監(jiān)控系統(tǒng)在中小型應(yīng)用中占有較大比例，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、技術(shù)開(kāi)放，并且擁有極為豐富的應(yīng)用軟件資源，從而深得開(kāi)發(fā)人員的青睞。此類監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是，輸入輸出裝置制作為板卡形式，并將板卡直接與PC機(jī)的系統(tǒng)總線相連，即直接插在計(jì)算機(jī)主機(jī)的擴(kuò)展槽上。

以單片機(jī)為控制核心的監(jiān)控系統(tǒng)

這種控制方式應(yīng)用也比較多，是因?yàn)閱纹瑱C(jī)應(yīng)用比較靈活、功能強(qiáng)、響應(yīng)速度快、硬件體積小、重量輕。但是采用單片機(jī)來(lái)控制，還有許多不足之處。首先，需要自己設(shè)計(jì)各種檢測(cè)和控制電路，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)；其次，單片機(jī)本身的抗干擾性能較差，如果用于工業(yè)控制，要求具有較高的硬件和軟件設(shè)計(jì)水平，需要采用大量的硬件、軟件方面的抗干擾措施，才能保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行；最后，單片機(jī)電路非模塊化結(jié)構(gòu)，故障查找比較困難，給維護(hù)工作帶來(lái)很多不便。

以PLC為控制核心的監(jiān)控系統(tǒng)

可編程邏輯控制器是一種成熟的工業(yè)控制器，它以微處理器為核心，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，主要應(yīng)用于工業(yè)控制。以PLC為控制核心的監(jiān)控系統(tǒng)，是將空壓機(jī)的參數(shù)信息經(jīng)各類傳感器或變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)或數(shù)字邏輯信號(hào)后再進(jìn)入PLC。從價(jià)格來(lái)說(shuō)，對(duì)于低端應(yīng)用，PLC比單片機(jī)的價(jià)格要貴，但比起PC機(jī)，則具有較好的性價(jià)比。

PLC相比單片機(jī)和PC機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

1.可靠、安全

PLC的可靠性特別高，抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。PLC采用光電耦合隔離及各種濾波方法，有效地防止了干擾信號(hào)的進(jìn)入。內(nèi)部采用電磁屏蔽，可防止輻射干擾。電源使用開(kāi)關(guān)電源，防止了引入電源干擾。PLC的平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上。

2.采用模塊化結(jié)構(gòu)，硬件配套齊全，用戶使用靈活方便

PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能和不同規(guī)模的系統(tǒng)。硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試工作量少

PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝和接線工作量大大減少。PLC程序的模擬調(diào)試簡(jiǎn)單，在現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，一般可通過(guò)修改程序就可解決。

4.維護(hù)方便

PLC的故障率低，且具有完善的自診斷和顯示功能。

5.PLC控制與繼電器控制的不同之處

（1）控制邏輯

繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，由繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合成控制邏輯，其接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改動(dòng)或增加功能很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，靈活性和擴(kuò)展性差。而PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，故稱為“軟接線”，其接線少，體積小。因此，靈活性和擴(kuò)展性都很好。除此之外，PLC由中大規(guī)模集成電路組成，功耗小。

（2）工作方式

電源接通時(shí)，繼電器控制線路中各繼電器同時(shí)都處于受控狀態(tài)，它屬于并聯(lián)工作方式。而PLC的控制邏輯中，各內(nèi)部器件都處于周期性循環(huán)掃描中，屬于串聯(lián)工作方式。

（3）可靠性和可維護(hù)性

繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線多，觸點(diǎn)開(kāi)閉時(shí)會(huì)受到電弧的損壞，并有機(jī)械磨損，壽命短。因此，可靠性和可維護(hù)性差。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高。PLC還配有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員，還能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。

（4）控制速度

繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)的開(kāi)閉動(dòng)作一般在幾十毫秒的數(shù)量級(jí)。另外，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快，一般一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在數(shù)量級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。

（5）定時(shí)控制

繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。一般來(lái)說(shuō)，時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，且易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難等問(wèn)題。PLC使用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，精度高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，定時(shí)范圍一般從0.001s到若干天或更長(zhǎng)。用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)置定時(shí)值，然后由軟件來(lái)控制定時(shí)時(shí)間。

作為一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，首先，必須具有適合該工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的硬件結(jié)構(gòu)，在硬件方面具有較高的可靠性和穩(wěn)定性；其次，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好，能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和快速傳輸，保證現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的完整性和準(zhǔn)確性；最后，具備數(shù)據(jù)和報(bào)警記錄功能，可根據(jù)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)狀況進(jìn)行分析和診斷。綜上，在條件許可的情況下，采用PLC組態(tài)軟件組成的集中監(jiān)控系統(tǒng)是相對(duì)可靠與安全的。

結(jié)束語(yǔ)

空壓機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)工作參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，對(duì)于保證系統(tǒng)正常工作，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性，讓工作人員及時(shí)了解系統(tǒng)的工作狀況，以及對(duì)系統(tǒng)故障的早期預(yù)防和診斷等有著重要意義。