1 引言
随着中国进入WTO后,为了适应市场竞争和对产品质量的更高要求,人们相应的对气动力设备的气源品质也要求的更高更严格,压缩空气后处理设备就是保证气源品质优良的必须设备。在火力发电、钢铁、化工、电子、食品、汽车喷涂、纺织化纤、航空航天等行业被广泛应用。
为了满足社会的需要，杭州嘉隆气体设备有限公司在传统的冷干机和吸干机两种后处理设备的基础上，最新研制开发了JAL/MN系列全自动节能型组合式压缩空气后处理设备。JAL/MN系列组合式压缩空气干燥机结合了国内外冷干机及无热再生吸干机的优势而开发的新一代高效节能型新产品，主要应用于压缩空气干燥净化领域，它具有能耗低、再生耗气量少（<3%）、露点温度低（-40～-80℃）且性能稳定、结构紧凑、自动化程度高、操作更加简便等特点，在国内压缩空气净化领域处于领先地位，达到国际先进水平。该新产品在国内已有多家用户，并成功出口至日本，均取得十分满意的效果。该机的设计运用了合理的工艺流程并采用最先进的生产技术和工控设备制造，整台机器的控制核心部分采用施耐德电气的Twido系列PLC。

2 系统概述
2.1 系统总体设计
组合式压缩空气后处理设备的控制系统以Twido PLC为核心，通过采集各传感器信号，使用一定的工艺算法编定程序，对执行机构进行控制。使用两个模拟量模块对温度和压力进行显示和控制减少了一个温控器和压力开关（传统用法），降低了成本并且使得整个控制系统变得更加灵活，操作更加简单。控制系统主要由模块化主机TWDLMDA20RT、模拟量扩展TWDALM3LT和TWDAMI2HT、文本显示屏XBTN400（配通讯电缆）组成。控制系统组成简图如图1所示。

图1 控制系统组成

2.2 系统功能设计
Twido PLC结构小巧、紧凑，节省了控制柜的安装空间，这使得整个控制的布局更加紧凑。其温度模块TWDALM3LT可直接接入PT100或K、J和T热电偶温度信号，在编程软件的模块设置中可选择温度信号输入值的单位为摄氏度或华氏度，这给编程带来了帮助，不需要对输入值再进行转换计算。控制柜布局图2所示。

图2 控制柜布局

该控制系统可实现以下功能：
（1）制冷压缩机的启停。（控制器内部设定三分钟延时功能，避免了压缩机频繁启动所引起的系统压力不平衡、电机温升异常、压缩机回油等问题。）
（2）气动蝶阀的开闭。通过PLC开关量信号输出控制电磁阀，进而实现气动执行机构的顺序动作。以完成干燥机“吸附→再生→充压”的工作循环。
（3）就地、联锁、远控。（为用户提供多种操作方式选择：除就地控制外，该控制可实现与空压机的设备联锁，也可接受来自分散控制系统（DCS）的启/停信号，且通讯顺畅可用）
（4）电加热器的开停。利用温度传感器对加热温度进行数据采集，并通过CPU本体模块监控分析、调节电加热器的开停，使干燥剂处于较为理想的解吸温度。以达到最佳的再生效果。
（5）吸附周期的动态调节。该控制系统利用空气露点仪等检测设备对空气品质进行实时监测，并通过可编程序控制器内部指令实现运行周期的动态调节。同时该系统具有自诊断功能，当空气品质不能达到机组要求时，干燥机将自动进行停机保护，以保证不影响下游用气品质。
（6）进气温度、压力显示及监控。该控制系统简洁的人机交互界面，可最大限度的实现对干燥机各运行参数（如压缩机电流、进气温度、进气压力、排气温度等）的连续监测及显示。并同时通过具有故障保护功能的数据采集系统进行异常报警，从而保证整机在其允许工况下运转，不受损害。
（7）制冷系统高低压控制。该控制系统辅以压力保护开关，使得压缩机运行中，系统压力升高到相应设定值（或降低到相应设定值）时，其所产生的控制信号能迅速切断压缩机交流接触器的电流，停止压缩机的运转。并将故障信号反馈到PLC控制器，完成故障信号就地输出及远传。
2.3 系统控制设计
压缩空气组合式后处理设备的运行时序运行框图分别如图3、4、5所示。

图3 干燥机运行时序逻辑 图4 阀门动作逻辑 图5 PLC指灯逻辑

2.4 文本显示设计
以下是XBTN400文本显示器在PLC命令下组合式后处理设备在运行中的各状态显示。

2.5 远程联锁控制设计
本产品在大型电厂的实际运用中需要和热控的其他设备实现远程、联锁控制，并和电厂的DCS系统实现时时通讯。我们就通过PLC接收并发送信号来达到集中控制的目的。具体运行控制逻辑如图6所示。

图6 远程联锁控制

3 结束语
本控制系统具有以下几大特点：具有良好的可控性能和合理的运行操作方式，具有就地、远程及多台连锁控制功能并能与空压机联锁在电厂大系统中可以通过DCS实现在无人值班情况下24小时安全运行；可以适时监控气源品质，反馈并调整周期，节约能耗，降低客户成本；使用施耐德电气的Twido PLC和XBTN400文本显示器等自动化产品使整个系统更优化、灵活、稳定；降低了制造及运行、维护成本。