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螺杆式空气压缩机气路及机械系统设计 SMC气缸信赖性试验 答辩人：蓝晨 专业：电气工程及其自动化专业 指导老师：王丛岭 电子科技大学2004届本科生学士学位论文答辩 日期：2008年6月 课题任务简介 本课题来自机电学院与日本SMC公司合作的气缸伸缩性试验,研究的主要问题是针对气源装置而展开。试验中用到的螺杆式空气压缩机是我的课题主要研究对象。课题包括螺杆压缩机的机械结构设计,螺杆压缩机的气路系统设计以及用电气PLC对整个气路实现自动控制(自动实现星三角电机启动,自动报警,自动停车等),最终通过显示屏的简单控制实现对供气压力,温度的实时控制。 课题构架 第一部分：空气压缩机的选择 1.空压机的工作核心（螺杆式，活塞式） 2.空压机参数的选择（排气压力，功率，供气量） 第二部分：机械系统研究（了解其工作原理后进行气路设计） 1.通过对系统的逐步认识构建机械原理图 2.了解各部件的作用和原理并进行部件选型 第三部分：液晶显示屏画面的设计 一共需要绘制8个工作画面（利用TPEditor) 第四部分：系统的电气控制 1.绘制整个系统的气路图 2.了解各电气元件的作用并选型 3.了解空压机的几个工作状态和控制方法 4.进行PLC程序的编写 活塞式空压机 ：这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸人的空气量，降低了效率，增加了压缩功。且由于剩余容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。 螺杆式空气压缩机：凭借自身所产生的压力差，不断向压缩室及轴承注入润滑油，简化了复杂的机械结构。注入的润滑油可在转子之间形成油膜，主转子可直接带动副转子转动，而无需借助高精密度的同步齿轮。喷入的润滑油可以增加气密性。润滑油减低因高频压缩所产生的噪声。 第一部分：空压机的选择 第二部分：机械系统研究 气路主要部件： 空气滤清器 进气卸荷阀 最小压力阀* 后冷却器 加载电磁阀* 放空阀* 温度传感器 压力传感器 油路主要部件： 温控阀 油冷却器 油过滤器 油细分离器* 回油单向阀 第三部分 微电脑显示控制 第四部分：系统的电气控制 气路主要部件： 2个电流互感器 1个主接触器 1个压力传感器 1个温度传感器 5个次级接触器 1个PLC（台达） 空气压缩几基本运行过程 第一步:按ON键之后进入星三角启动状态 第二步：经过延时后进入自动运行状态 在自动运行状态下可以进行手动的卸载 第三步：正常停机 正常停机后要经过一段时间的延迟后才能重新启动 此过程称为防频繁启动 其他自动控制的考虑： 1.固定按键的加载与卸载 2.预警与提示的功能 本试验中用到了压力传感器与温度传感器 应用两种传感器自身的功能来实现预警提示 本试验中所用PLC的选择：选用台达 DVP-64EH00T2型号PLC，它是一种小型PLC（点数只有64点，交流输入，晶体管输出）。台达DVP系列可编程式PLC兼容各类性能，高容量的程式规则空间，可搭载多样化的特殊扩充模组，DVP-EH2系列有优越的运算效果，可搭配多样化的调整特殊扩充模组与功能卡，可满足各式各样的高速运算场合。它的指令执行速度为0.24μS 针对多种的运行方式编写PLC程序 用到的基本指令 1.SET(激活单元指令） 2.TMR（延迟指令） 3.RST（释放单元指令） 4.MOV（传送指令） 5.FROM指令 6.CMP(比较指令） 星三角启动运行： 程序设计思路介绍: 控制器上电后有3秒时间自检,按ON键不能启动.自检结束后按ON键主机开始起动.主机启动过程为: KM3得电,KM1得电→星形启动状态→延时时间到(星三角形转换时),KM3失电(KM2,KM3互锁),KM2得电→电机进入自动控制状态,星三角启动电机完成. 自动控制运行状态： 程序设计思路介绍: 电机启动到三角状态后,延时一段时间后加载电磁阀得电,空压机开始加载,油气罐压力开始提高.当气压升高超过设定高限压力时(卸载压力值),加载电磁阀失电,放空阀开始动作,空压机进入空车运行状态.如果在规定的时间内(空车时间内),气压又降低于设定的低限压力(加载压力值),加载电磁阀又得电,卸放阀失电,压缩机正常压缩空气,提高气罐压力.如果在空车时间内,气罐压力没有降到低限压力,控制器将自动