空氣壓縮機是一種利用電動機將氣體在壓縮腔內進行壓縮并使壓縮的氣體具有一定的壓力的設備。它的用途廣泛，可以用于冶金、機械制造、礦山、電力、紡織、石油化工等各個行業(yè)?？諌簷C占大型工業(yè)設備（風機、水泵、鍋爐、空壓機等）耗電量的15%， 采用PLC和變頻器實現(xiàn)對螺桿式空氣壓縮機的節(jié)能改造方案，具有節(jié)約能源，自動化程度高，降低原系統(tǒng)噪音，減少設備維修量等優(yōu)點，具有很大應用價值。
       空壓機變頻改造原理
       1．空壓機的工作原理
       螺桿式空壓機的工作原理是，空氣經空氣過濾器和吸氣調節(jié)閥而吸入，該調節(jié)閥主要用于調節(jié)氣缸、轉子及滑片形成的壓縮腔，陰、陽轉子旋轉相對于氣缸里偏心方式運轉。滑片安裝在轉子的糟中，并通過離心力將滑片推至氣缸壁，的注油系統(tǒng)能夠確保壓縮機良好的冷卻及潤滑油的zui小舒適耗量，在氣缸壁上形成的一層薄薄的油膜可以防止金屬部件之間直接接觸而造成磨損。經壓縮后的空氣溫度較高，其中混有一定的油氣，經過油氣分離器進行分離之后，油氣經過油冷卻器冷卻再經過油過濾器流回儲油罐，空氣經過氣冷卻器（空氣冷卻裝置）進行冷卻而進入儲氣罐。
       2．空壓機變頻節(jié)能原理
變頻調速技術近年來發(fā)展迅速，并在許多領域發(fā)揮了重要的作用?？諌簷C變頻節(jié)能系統(tǒng)原理圖如下圖：
由于許多螺桿式空壓機運行方式是加載、減載方式。減載時電機空轉，那么能源都被白白地浪費了，而電動機轉速自身不能改變，只能通過改變電機頻率來調節(jié)轉速。變頻控制即通過改變電動機的轉速來控制空壓機單位時間的出風量，從而達到控制管路的壓力。原理如下：通過壓力變送器測得的管網壓力值與壓力的設定值相比較，得到偏差經PID調節(jié)器計算出變頻器作用于異步電動機的頻率值。由變頻器輸出的相應頻率和幅值的交流電，使電動機上得到相應的轉速。那么空壓機輸出相應的壓縮空氣至儲氣罐，使之壓力變化，直到管網壓力與給定壓力值相同。
       3.基于PLC的空壓機變頻控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)由以下部分組成：變頻器、可編程控制器、電抗器、壓力變送器、震蕩傳感器、接觸器、空氣開關、電纜、電流表、電壓表、按鈕、互感器等。PLC由觸摸屏、電源、CPU、模擬量輸出模塊、開關量輸入、輸出模塊等組成。其中采用PLC來實現(xiàn)電氣部分的控制。包括五部分：起動、運行、停止、切換、報警及故障自診斷?；赑LC的變頻控制系統(tǒng)原理圖如下：

起動：以兩臺電機M1、M2為例如圖所示，可以通過轉換開關選擇變頻/工頻啟動。
運行：正常情況，電機M1處于變頻調速狀態(tài)，電動機M2處于停機狀態(tài)?，F(xiàn)場壓力變送器檢測管網出口壓力，并與給定值比較，經PID指令運算，得到頻率信號，調節(jié)變頻器的輸出頻率，以調節(jié)電動機的轉速，達到所需壓力的目的。
停止：按下停止按鈕，PLC控制所有的接觸器斷開，變頻器停止工作。
切換：實現(xiàn)M1、M2工頻、變頻相互切換。
報警及故障自診斷：空壓機內部一般有四個需要監(jiān)測的量：冷卻水壓力監(jiān)測、潤滑油監(jiān)測、機體溫度監(jiān)測、儲氣罐壓力監(jiān)測。
       4．空壓機變頻改造方案分析
以東莞某廠空壓機為例，改造前經測試參數(shù)如下：電機功率110KW，出口壓力為5.9～6.5Mpa,運行時間為12h/d,一年運行320天,加載時間為15s,減載時間15s,加載電流為190A,減載電流為90A,經檢測其節(jié)電率為30%以上。年節(jié)電量（按30%）計算：節(jié)電量=12*32*110*30%=1.27*10 （KW.h）
可見節(jié)電效果明顯,此外,改造后系統(tǒng)還存在以下優(yōu)點:
       （1） 減少了機器的噪音,利用PLC和變頻器實現(xiàn)了機器的軟啟動\軟停止,避免了空壓機啟動時對電網的沖擊,減少了對設備的維修量;
       （2） 兩套控制回路可保證系統(tǒng)的正常、安全運行；
       （3） 自動程度高，克服原系統(tǒng)手動調節(jié)的缺點；
             提出利用PLC和變頻器實現(xiàn)對螺桿式壓縮機的節(jié)能改造方案，實驗結果表明，改造后的系統(tǒng)具有節(jié)約能源，自動化程度高，降低原系統(tǒng)噪音，減少設備維修量等優(yōu)點，具有很大應用價值。