一．概述
空壓機是各種工廠、筑路、礦山及建筑行業的必備設備，主要用來提供源源不斷的具有一定壓力的壓縮空氣，例如給氣動閥供氣，給需要一定壓力氣體的工藝流程提供氣源。空壓機有很多種類，如螺桿式空壓機、活塞式空壓機、離心式空壓機、渦旋式空壓機等等，而螺桿式空壓機的市場潛力極大，并在很多行業得到廣泛的運用。空壓機在其控制中采用加載—卸載閥來控制空壓機的供氣，由于用氣設備的工作周期或是生產工藝的差別，使得用氣量發生波動，有時會造成空壓機頻繁加載、卸載。空壓機卸載后仍然工頻運轉，不僅浪費電能而且增加設備的機械磨損，并且加載是一個突然的過程，會對設備和電網造成較大的沖擊。因此對空壓機進行變頻改造具有改善電機的啟動和運行、減少設備的機械磨損、在一定范圍內節約電能等效果。本文主要講述臺安空壓機控制器CCAC-M與東元7200GS變頻器組成的控制系統在螺桿式空壓機上的應用。
二．螺桿式空壓機工作原理
以單螺桿空壓機為例說明空氣壓縮機工作原理，如圖1所示為單螺桿空氣壓縮機的結構原理圖。螺桿式空氣壓縮機的工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個過程。當螺桿在殼體內轉動時，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進氣口吸入，同時也吸入機油，由于齒溝嚙合面轉動將吸入的油氣密封并向排氣口輸送；在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮；當齒溝嚙合面旋轉至殼體排氣口時，較高壓力的油氣混合氣體排出機體。
采用變頻器可通過改變螺桿轉子轉速的方式來改變排氣量，當用氣量發生變化時，變頻器改變轉速的方式調節空壓機的排氣量，達到排氣壓力恒定不變，并節約能源的目的。
三．空壓機系統組成
1. 在空氣壓縮機控制系統中，采用空壓機后端出氣管道上安裝的壓力傳感器來控制空氣壓縮機的壓力。空壓機啟動時，加載電磁閥處于關閉狀態，加載氣缸不動作，變頻器拖動電機空載運行，一段時間（可有控制器任意設定，在此設置為10S）后，加載電磁閥打開，空壓機帶載運行。當空氣壓縮機啟動運行后，如果后端設備用氣量較大，儲氣罐和后端管路中壓縮氣壓力未達到壓力上限值，則控制器動作加載閥，打開進氣口，電機負載運行，不斷地向后端管路產生壓縮氣。如果后端用氣設備停止用氣，后端管路和儲氣罐中壓縮氣壓力漸漸升高，當達到壓力上限設定值時，壓力傳感器發出卸載信號，加載電磁閥停止工作，進氣口濾清器關閉，電機空載運行。
當空壓機連續運行，壓縮機主體溫度會升高，當溫度達到一定程度時，本系統設定為80℃（可有控制器根據應用環境自行設定）風機開始運行，用于降低主機工作溫度。風機運行一段時間，主機溫度下降，低于75℃風機停轉。空壓機系統圖如下：
圖2 空壓機系統圖
2.控制系統組成及參數設置
螺桿機控制系統，我們采用臺安空壓機專用控制器(型號CCAC-M),變頻器采用東元7200GS系列（功率段為25HP∽400HP）。控制器及變頻器具體配線圖如：
圖3 控制器配線圖
控制器基本參數：加載時間10S、壓力上限0.75MPa、壓力下限0.65 MPa、運行方式：變頻、變頻器選擇：東元7200GS、空壓機運行時間:根據要求自行設定、比例系數、積分時間。
變頻器參數：BN-01=20、BN-02=20、BN-05=101、BN-06=-6；SN-02=0F、SN-04=0100、SN-05=0010、SN-08=1111、SN-11=0100；SN30=0003、SN31=1101、CN-02=50、CN-07=1.5、CN-08=14、CN-09=398(根據實際所用電機的額定電流×1.15)、CN-15=50、CN-23=2、CN-24=2、CN-36=10、CN-37=20；ON-09=80。通訊參數設置：站號3、波特率19200、停止位1、數據位8、校驗位偶。
3.調試步驟
⑴ 根據東元7200GS變頻器及臺安CCAC-M空壓機控制器規格，完成電源線及控制線的配線，注意變頻器外圍選購件（如：空開、斷路器、電抗器等）的連接及所用動力線的線徑、材質。
⑵ 設置控制器、變頻器參數，如上。
⑶ 上電運行空壓機，觀察設備是否運轉正常，若有故障，則根據具體故障現象排除故障，直至設備可以正常運行。
⑷ 設備運行正常后根據實際的用氣要求，調節合適的出氣口壓力，并使變頻器運行電流波動在很小的范圍內（幾A以下），與電流波動相關的參數有，控制器P、I、D參數及變頻器ON09、CN08、CN15，可視實際情況調節。
圖4 變頻器配線圖
