空气压缩机(简称空压机)是一种用来压缩气体提高气体压力或输送气体的机械。空压机的用途很广，几乎遍及工农业、国防、科技、民用等各个领域。但是，大部分空压机存在着运转效率低、耗电量大、控制方式落后、自动化程度不高、维修量大、成本高的问题。特别是矿用大型空气压缩机，每天工作24小时不间断运行，其中相当长时间是在空载或轻载下运行，供气压力不稳定，系统能耗很大。改变空压机控制方式，提高空压机的效率，降低能耗具有十分重要的意义。 本文以兖州矿务局“空压机智能监控系统”为选题背景，详细分析了采用PLC和变频控制技术进行节能型空压机组智能监控系统设计的基本原理及方法，取代了其原先主要依靠手工操作和分散控制的继电控制方式，提高系统自动化程度和降低能耗。 论文在分析空压机工作原理及工作特性的基础上，分别给出了采用PLC控制技术进行工业过程设计的硬件配置过程和软件设计方法。其中软件设计分为上位机监控部分和下位机PLC程序设计部分，分别由西门子公司提供的组态软件Protool／pro和程序设计软件Step7v5.2实现。监控部分由多个组态界面构成，可以将空压机组当前的所有状态信息集中显示到上位机，便于操作人员了解系统全貌和各空压机的工作状况，并可实时调整系统参数，优化系统输出，大大提高控制过程的自动化程度，改善操作人员的劳动强度，降低故障率。系统的PLC程序设计利用PLC的编程软件Step7，采用结构化的编程方式，直观清晰，易于修改和调试。针对空压机风包的总管压力，在传统PID控制基础上，利用变频技术实现了对总管压力的稳定控制，提高了供风质量，降低了系统能耗和噪音。在控制算法方面，本论文根据现场工程技术人员的实际经验知识，利用PLC的软件编程环境，进一步开发设计了基于PLC的PID参数自整定模糊控制器，该模糊控制器能够实时整定PID参数值，从而实现模糊规则的自调整，进一步优化输出结果。 现场调试和运行表明，该系统能够对供气过程进行自动控制，能够有效地降低能耗，保证了供气系统维持在最佳运行状况，提高生产管理水平。监控系统安装维护方便，运行稳定、可靠；监控软件功能齐全，人机界面友好，使用方便。本系统具有很强的实用性和社会推广价值。