整车厂的空压机站房节能运行应用原理

整车厂的空压机站房节能运行应用原理

平诗磊,郑铁君

宁波杭州湾新区祥源动力供应有限公司

摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，国家越来越重视节能减排和环境保护，节能减排已经成为我国的一项基本战略，十四五规划也明确了节能减排在国家战略中的重要地位。相关数据表明，整车厂的空压机站房所消耗能量超过汽车整车厂的70%，所以如何有效降低整车厂空压机站房的能源消耗已经成为汽车行业领域提高收益、降低成本的重要手段，也是实现通信行业绿色可持续发展的必然选择。本文对整车厂的空压机站房空压机系统的结构以及在实际应用中所采用的工作原理进行了全面的分析，并且结合实际情况提出了节能运行改造方案，旨在为相关工作人员提供参考。

关键词：整车厂；空压机站房；节能运行

目前，空压机系统在我国整车厂行业领域内得到了广泛的普及和应用，空压机系统的结构复杂，运行过程的专业性较强，为了满足现代社会经济快速发展下的新要求，空压机系统有必要针对自身的性能等进行全面的优化，借助自动化节能技术、提高空压机系统的节电效果，真正做到节省能耗。运用自动化节能控制技术，提高空压机系统的整体运行质量和效率，消除噪音，提高系统运行效率的同时，将绿色低碳的理念融入其中，为我国的现代化社会建设打下坚实的基础。

一、整车厂的空压机站房空压机应用原理

空气压缩机能够压缩空气，将化学能转化成气体压力，进而更改气体压力。它有一个类似泵的结构。依据原理，空气压缩机有容积式、快热式、驱动力式等多种类型；依据特性可以分为低噪音、防爆型、变频式等。依据主要用途可以分为油气田制冷压缩机、天然气压缩机、轮胎加气制冷压缩机。空气压缩机系统软件包含水控制回路循环系统、油控制回路循环系统与空气控制回路循环系统。最常见的就是螺杆式空气压缩机，选用双重转动，服务器上方为进风口，服务器下方为出气口。

二、整车厂的空压机站房节能运行分析

近些年来，我国的科学技术和计算机网络技术快速发展，运用先进的技术手段实现整车厂空压机系统和先进技术的深度融合，提高整车厂的空压机站空压机系统设计水平和管理水平，使空压机系统向着自动化。节能化的方向转变，提高空压机系统的运行效率。整车厂的空压机站房使用的空压机系统为例，空压机站房的运行和生产中利用空压机为动力来源，在地面上设置压缩空气站，由管网向内供气，通过不同的管道和工作单元完成系统运行。空压机在空压机站房内的作用，主要是提供压缩后的空气，采取人工开停机的单台控制模式，此模式下空压机的供气质量和供气效率不足，无法保证稳定、良好的运行效率，并且投入到其中的维护成本较高。空压机的使用寿命有限，整体的性价比无法达到预期中的理想状态。

空压机站房空压机系统中运用自动化节能技术，能够大大提高空压机系统整体的使用性能，其中PLC技术和以太网通信技术作为重要的技术手段，受到了业内相关人员的高度重视和普遍运用。整车厂中通常是以多台并网的集中控制模式为主，空压机系统可以全面地采集其中的电流信号、电压信号等实时运行状态参数，数据同步上传到系统中，实现全面的空压机系统控制效果，完成三位一体的保护、监控和报警等功能。
三、提升整车厂的空压机站房节能优化设计

（一）改造目的

在掌握空压机站房空压机的运行状态后，需要根据当前空压机运行中的电能消耗情况开展有效的节能改造工作。在此次改造过程中，需要对ACS510变频器进行充分应用。现阶段，空压机站房压缩空气系统在应用中主要是以手动控制方式为主，频繁的加卸载及空载运行导致空压机产生的电量消耗处于较高水平。原有空压机运行系统加载和卸载主要是以上下限设定压力为基础运行的，压力为高区域段运行状态，在半载和空转状态下，效率相对较低，会导致电能浪费，影响企业的用电成本。因此，在此次空压机节能改造过程中，主要目的是保持空压机站房空压机的恒压运行，降低整体耗电量，提升其运行效率。

（二）主控系统升级改造

空压机站房控制系统主控制器选用西门子当今主推的S1500型PLC，大大提高运算速度，系统硬件模块化，组态简单，节省空间，接线采用快速接插式元器件，减少繁琐的接线，方便了日常检查维护及故障查找。该控制系统增加了冗余控制系统，当在用系统故障时，可立即自动切换为冗余系统继续运行，大大增加了空压机控制系统的安全性、可靠性。控制系统采用西门子PROFINET通信协议，系统连线简单，抗干扰素力强，传输速率快，改造后的新控制系统最大限度地实现减少触点化和数字化，使空压机控制和数据采集更为简单方便。

（三）设备节电控制优化改造

为避免空压机实时满载运行，实现设备节能优化使用，本次改造增加了空压机根据空压机站房实际用风量自动加载、自动卸载、自动停机功能。在总共风管路加装供风量、压力监测传感器，控制空压机加载、卸载、停机参数可自行在上位机上设定，当供风需求小于设定值时，通过监测的风量及压力自动加载所需风量的空压机，实现自动加载功能。当供风需求大于设定值时，通过监测的风量及压力自动卸载满载风量的空压机，实现卸载功能。另外为实现最大限度地节能，当空压机自动卸载15分钟后未再次加载则启动自动停机功能。以上控制功能通过固定的程序及算法，实现空压机根据空压机站房用风量自动调节，实现设备节能及优化利用。

（四）设备节水控制优化改造

原空压机冷却水系统采用手动开关阀门进行补水，耗时，耗力，容易导致补水过剩导致溢流，造成水源浪费，因此在冷却水池加装水位传感器，补水口安装电动阀门和水流量监测，水仓高低水位信号及补水流量实时传递给PLC，补水参数可在上位机自行设定，当冷却水池低于设定水位时，自动远程开启电动阀门进行补水，并进行水流量监测，当水位达到水池上限或监测总流量达到设定值时，自动停止自动补水功能，保证水仓在安全水位运行，实现了节约水源的目的。

（五）空压机集中控制系统

在一般情况下，随着空压机集中控制系统的应用，通常需要结合螺杆式压缩机的生产和使用情况，综合考虑工艺方面的需求，在设计和制造的过程中，发挥出自动化控制系统的实用价值。

在使用上位机触摸形式时，还应同步发挥出PLC控制器的辅助作用，结合空压机站的配置信息予以全面分析，在建立智能化逻辑的基础上，发挥出集中控制方法的实际效用，并且能够节约能源方面的消耗。通过确保控制方式的精确性，为维护操作环节提供便利性支持，在该类功能的共同作用下，能够彰显出智能化控制系统的实际效用。

结合空压机站房空压机的智能控制系统予以分析，可以看出具有明显的应用特点，可以借助自我侦测监视系统的运行，并在全级预警侦测系统的辅助作用下，以实时化的数字显示形式，明确彰显出空压机在运转过程中的压力和温度，并且还可以将负载时数等数据包含在内。

在数字屏幕的显示过程中，能够明确掌握空压机站的整体运行状况，从各类工序入手，对工序运行阶段所需用的压力和温度进行判断，可以直接在面板中，对该类数据予以设定。除此之外，在电脑与网络进行连接过程中，还可以基于远程化的形式，促进监控作业的开展，使多机能够呈现出连锁的形式，促进控制作业的集中化开展，并且能够对故障停机等记忆内容予以显示。

（六）改造后应用效果

该系统自应用以来已经实现了空压机根据空压机站房实际用风量自动调节，降低人力操作工作量，实现设备节约电能及优化利用，降低了设备损耗及日常维护工作量，延长了设备使用寿命。

主控器升级换代，提高了运算速度，系统硬件模块化，组态简单，节省空间，接线采用快速接插式元器件，减少繁琐的接线，方便了日常检查维护及故障查找。

结束语
     总之，结合整车厂的空压机站房空压机系统的实际情况，将自动化节能控制技术应用到其中，可以有效减少空压机在运转中所消耗的能源，并且有效延长其实际使用寿命。除此之外，节能技术本身所具有的变频调速功能，也可以使空压机的性能变得更加优异。当前随着我国能源短缺情况日益严重，国家相关部门进一步加大了对能源利用的关注力度，节能技术在各领域不断突破。因此，在空气压缩机当中加入自动化控制模式，对我国节能降耗、绿色低碳发展有着非常重要的意义，需要对这方面进行不断深入的探索研究。

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