1. 原空压站电气控制系统存在的问题
（1）原控制系统工作过程
某机车车辆厂空压站原先采用继电器控制系统对5台空压机组的进行控制。每台机组均有一个起动柜实施Y－△降ya起动，系统仅有手动操作方式。在原系统中，1＃、2＃为主工作空压机组（功率各为110KW），2台空压机组按一定的周期轮流工作。3＃～5#为备用空压机组（功率各为30KW），当1＃或2＃空压机组工作而系统仍供气压力不足时，将起动其中1台乃至3台直到满足供气压力为止。
（2）原控制系统存在主要问题
①各工作机组虽然采取Y－△减压起动，但起动时的冲击电流仍较，严重的影响到了电网的稳定运行和空压站周围其它用电设备运行的可靠性、安全性；
②当主空压机组处于工频运行时，空压机运行时噪音大，对周围造成严重的声音环境污染；
③主电机工频起动对设备的冲击大，电机轴承易磨损，机械设备的维护工作量；
④主空压机组经常处于空载运行，水泵自动化控制柜，浪费电能现象严重，很不经济；
⑤空压机组控制系统采用继电器控制，只有手动操作方式，因此控制系统工作的可靠性、安全性较差，人员操作麻烦，自动化水平低、生产效率不高。
2. 改造技术要求
实施技术改造后系统应满足的主要技术要求如下：
（1）三相异步电动机变频运行时应保持供压系统出口压力稳定，压力波动范围不能超过±0.1Mpa；
（2）控制系统可以选择在变频和工频两种工况下运行；
（3）系统采用闭环控制，具有闭环模拟量回路的调节功能；
（4）一台变频器可拖动两台主空压机组，可使用操作按钮进行切换；
（5）根据空压机组的工况要求，系统应***拖动的交流三相异步电动机具有恒转矩的运行特性；
（6）为了防止高次谐波干扰空压机组变频器，变频器的输入端应当具有抑制电磁干扰的有效措施；
（7）在供压系统用气量较小的情况下，变频器处于低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围；
（8）考虑到控制系统今后的扩展和升级，变频器的容量和主控制器输入输出点数应当有适当的裕量，以满足将来工作状况扩展的要求。
3. 控制系统总体方案设计和控制原理简介
根据系统原先存在的问题并考虑到技术改造后的生产工艺要求和技术要求，空压机组采用PLC作为主控制器并扩展模拟量输入/输出模块，由变频器拖动主空压机组，采用触摸屏作为系统人机界面的总体设计方案。
控制系统由PLC基本单元扩展出模拟量输入/输出模块，通过压力传感器（变送器）实时检测压力值送入模拟量模块进行PLC内部的PID调节运算，然后由模拟量输出模块输出直流0～10V的电压信号至变频器，变频器的输出频率信号通过模拟量输出端子回送到PLC，构成模拟量闭环控制回路。由压力反馈测量置与压力设定值进行比较运算，经PID调节运算实时控制变频器的输出频率，从而调节三相异步电动机的转速，使供气系统空气压力稳定在压力设定值上。通过变频器PU接口的RS-485串行通信可以读入除频率外的变频器的其它运行参数，如电流、电压和功率等。
这样由PLC、变频器、三相交流异步电动机、压力传感器（变送器）等组成压力反馈闭环控制系统，能够自动地调节三相交流异步电动机的转速，使供气系统空气压力稳定在设定范围内，实现空压站的恒压控制。
控制系统的硬件选型和设计
1. 系统的主要控制要求
采用PLC控制进行空压站技术改造后，系统的主要控制要求如下：
（1）控制系统有手动和自动两种方式。在自动运行时（可预先设定变频器控制的机组，1＃或2＃机组）根据压力传感器输出的模拟电流信号（4～20mA）由PLC进行PID调节运算，控制变频器在25～50Hz之间节能地运行。
3＃～5＃机组的控制要求为：①当管道压力低于工作压力下限值（预先设定）并且变频器输出频率在上限值（可预先设定）时，经过延chi（延chi时间可设置）由PLC控制3＃、4＃其中一台机组起动，直至3＃～5＃机组全部起动；②当管道压力大于工作压力上限值（预先设定）并且变频器输出频率在下限值（可预先设定）时，经过延chi（延chi时间可设置）按照“先起先停”的原则由PLC停止3＃～5＃中已经运行的一台机组。同样，在上述工作压力和变频器输出频率两条件不变时，可继续停一台空压机组直到停完所有备用的空压机组；
（2）压力信号取自压力变送器，工作压力上下限可由PLC设置；
（3）手动工作时只有3＃、4＃、5＃机组的起、停可以通过手动按钮操作，其它工作情形和自动工作方式时一样；
（4）变频器在PID调节故障时可以使用电位器进行人工调速；
（5）人机界面要求。变频器的运行监视参数可通过RS-485串行接口，经PLC由触摸屏进行远程显示。机组的起、停延chi间可通过触摸屏修改（20～600s）。
2. 系统的硬件选型
根据控制要求和控制规模的大小，这里选用三菱公司的FX系列小型PLC作为系统的主控制器，通讯扩展板选用FX1N-485-BD，温度自动化控制柜，变频器选用三菱的FR-A700系列，触摸屏选用F940系列，压力传感器则选择TPT503压力传感器。
（1）系统的主控制器——FX1N-40MR。FX1N系列属于FX系列PLC中普及型的子系列，经过扩展适当的模拟量模块并使用PID指令，完全可以满足对中等规模空压站控制系统闭环模拟量的控制要求。根据系统的控制规模和对I/O点数的要求，这里系统的控制器选择的是FX1N-40MR，为继电器输出型，有24点开关量输入，16点开关量输出。
FX1N系列PLC在加装了通信扩展板FX1N-485-BD后，通过网线与变频器的PU接口相连后可与之进行PU接口的RS-485串行通信，变频器的运行监控参数，如电流、电压和功率等都可读入到PLC中。
（2）模拟量输入/输出模块——FX0N-3A。FX0N-3A模拟量输入/输出混合模块有两个模拟量输入通道（0～10V电压或4～20mA电流）和一个模拟量输出通道。输入通道接收模拟信号并将模拟信号转换成数字值，输出通道将内部数字值转换成对应比例的模拟信号。输入/输出通道选择的电压或电流形式由用户的接线方式决定。FX0N-3A可以连接到FX2N、FX2NC、FX1N、FX0N等系列的PLC上。
FX0N-3A的最分辨率为8位。FX0N-3A在PLC扩展母线上占用8个I/O点。这8个I/O点可以分配给输入或输出。所有数据传输和参数设置都是使用PLC中的FROM/TO指令，通过编程调节控制的。PLC基本单元和FX0N-3A之间的通信由光电耦合器进行保护。自动化控制柜
1 施工工艺流程。施工准备→搭设作业平台→盖梁顶标高复测，确定顶升高度→检查支座→荷载计算→顶升设备安装→顶升设备调试→试顶升→正式顶升→支座拆除及清理盖梁顶垃圾→更换支座→落梁→顶升设备拆除→拆除作业平台，清理现场。
2 施工准备。在更换支座前，做好人员、材料及机械设备的准备，做好千斤顶的校验工作，做好测量表格。
3 搭设作业平台。由于万乡河桥0#台～2#墩在陆地上，采用搭设脚手架作为作业平台，3#～5#墩在水中，河南自动化控制柜，且施工期河水流速较快，采用吊篮作为作业平台。
4 盖梁顶标高复测，确定顶升高度。在顶升之前，检查该桥的整体情况，对每个支座及盖梁顶标高进行复测，确定顶升高度，并做好记录，以便在顶升过程中进行复核。
5 检查支座。顶升更换支座施工前，检查该桥的整体情况，详细检查各支座情况，包括支座位置、剪切变形、脱空间隙、是否偏压、钢垫板厚度等，对脱空支座选择厚度合适的钢板，对倾斜支座选择楔形钢板，***支座更换后，梁体与支座紧密接触。
6 荷载计算。顶升更换支座施工前，需要计算荷载，确定薄型千斤顶型号及数量。
7 顶升设备安装。
8 顶升设备调试。
9 试顶升。
10 正式顶升。试顶升没问题后，开始进行正式顶升。
11 支座拆除及清理盖梁顶垃圾。用钢钎将支座撬动后，取出病害支座并编号，准确记录、标记支座位置，再将盖梁顶支座位置找平、清理干净，按原位置铺设环氧砂浆，确保平整。
12 支座安装。在支座拆除及清理盖梁顶垃圾后，在支座两侧与梁底间设置临时支撑，提高梁板稳定性，防止因活荷载不均匀，造成梁体承压损坏。
13 落梁。支座准确安装完毕后，开始落梁，落梁以5mm为一级，逐级缓慢回落，逐级退出枕木和木楔，使梁体均匀缓慢下落。
14 拆除作业平台，清理现场。一联所有需要更换的支座更换完成后，开始拆除作业平台，清理现场，填写支座编号，拍照存档。
1 查找资料。在找资料时不仅要收集程序还要收集程序所附带的工艺流程及 I/O 分配表。
2 程序分类。在收集到前人的程序后，首先加以分类。以不同品牌的程序分类 ——再以不同功能细分。
3 选择程序加以理解。分类完成后就是慢慢的 “消化 ”程序了。首先选择自己熟悉的 PLC 程序或是自己将要用到的程序样例下手，这样理解起来比较容易。
4 对于有工艺流程及 I/O 分配表的程序进行理解。
1) 了解程序的工艺流程。
2) I/O 分配。把 I/O 分配表中的说明加在程序的注释中。
3) 理解中间位。 在程序设计时肯定会用到诸多的中间位做转接， 然后搞清楚每一步或每一网络所对应的中间位的功能， 在程序中加以注释。
4) 理解定时器。程序中定时器的功能要清楚，特别是有时间日期控制的，馈电自动化控制柜，定时器的功能是比较重要的。其意义也要记 录下来。
5) 理解计数器。
6) 理解陌生指令。在 “消化 ”别人程序的过程中，不勉会看到一些自己没用过或不熟悉的指令，这也是自己要重点理解 的对象，要准备一份电子指令手册随时查找，并在程序中记录。这才是自己要学习与进步的地方。
5、 对于没有任何说明的程序进行理解。
1) 指令应用。对此类程序主要是注意程序中的指令应用。把指令截取下来，以指令名称为为文件名另存在文件夹中。
2) 分系统另存。对于能理解并能整理成系统程序加以另存，比如说程序中的时间系统、 PID 系统等等的程序。
3) 所有的 PLC 指令都是大同小异的，当以后工作中能应用到的部分可以就地取材，举一反三。
更重要的是要了解设备的工艺，只有熟悉了产品和掌握了程序的基本编写方法，才能得心应手！ ！
