離心機(jī)智能狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

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摘要：為提高離心機(jī)運(yùn)行的可靠性和智能化水平，針對(duì)現(xiàn)有控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能不夠完善的問(wèn)題，基于傳感器技術(shù)、變頻技術(shù)和通信技術(shù)設(shè)計(jì)了一套離心機(jī)智能狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，達(dá)到了較好的使用效果。

關(guān)鍵詞：離心機(jī)；PLC；人機(jī)界面

文章來(lái)源于我公司開(kāi)發(fā)研制的臥式振動(dòng)離心機(jī)的改進(jìn)創(chuàng)新，目標(biāo)是提高離心機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平和整機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。我公司離心機(jī)現(xiàn)有配套電控設(shè)備通常采用主電機(jī)直接啟動(dòng)或降壓?jiǎn)?dòng)方式，無(wú)法實(shí)現(xiàn)調(diào)速。對(duì)篩籃振動(dòng)情況缺少監(jiān)測(cè)手段，對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)也僅采用了電接點(diǎn)的壓力表，不便實(shí)時(shí)監(jiān)控，保護(hù)功能也有待提高。為順應(yīng)“智能化選煤廠”的大趨勢(shì)，有必要設(shè)計(jì)一套智能化水平高、工作穩(wěn)定性好的離心機(jī)配套控制系統(tǒng)。

1主回路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主體回路如圖1所示，離心機(jī)主電機(jī)M1采用變頻器控制，變頻電機(jī)風(fēng)扇M6采用工頻回路單獨(dú)供電。并配有接觸器1KM、2KM組成的工頻可切換回路，接觸器1KM、2KM電氣互鎖，以備變頻器故障時(shí)主機(jī)仍可在工頻狀態(tài)下運(yùn)行工作，主電機(jī)除變頻器自身保護(hù)功能之外，還設(shè)置了電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電機(jī)的過(guò)載、阻塞、過(guò)壓、欠壓、三相不平衡等綜合保護(hù)。潤(rùn)滑電機(jī)采用雙電機(jī)回路，一用一備的形式，兩電機(jī)分別獨(dú)立設(shè)置了熱繼電器保護(hù)，M2為默認(rèn)工作電機(jī)，系統(tǒng)檢測(cè)潤(rùn)滑油壓不足或潤(rùn)滑故障時(shí)，自動(dòng)切換M3電機(jī)工作，而不會(huì)直接導(dǎo)致報(bào)警造成設(shè)備停機(jī)，增強(qiáng)了設(shè)備潤(rùn)滑功能的穩(wěn)定性。篩籃振動(dòng)采用電機(jī)M4、M5雙電機(jī)同時(shí)工作，兩電機(jī)分別獨(dú)立設(shè)置了熱繼電器保護(hù)。

2控制回路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)核心控制模塊采用西門(mén)子smart系列PLC并拓展EMAR04熱電阻模塊和EMAM06模擬量模塊，人機(jī)界面采用7062Ti型液晶觸摸屏。各電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)由PLC控制，經(jīng)中間繼電器間接控制電機(jī)接觸器，中間繼電器選用HH54P型。主軸內(nèi)側(cè)軸承、外側(cè)軸承、潤(rùn)滑油溫度都采用嵌入PT100傳感器的方式監(jiān)測(cè)（測(cè)溫功能部分接線(xiàn)見(jiàn)圖2）。潤(rùn)滑管路采用壓力傳感器監(jiān)測(cè)油壓，液位傳感器監(jiān)測(cè)油位，篩籃的端部平面設(shè)置有電渦流傳感器，可通過(guò)無(wú)接觸監(jiān)測(cè)篩籃位移來(lái)反應(yīng)其振動(dòng)情況（接線(xiàn)如圖3），油壓、油量、振動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器輸出數(shù)據(jù)均為標(biāo)準(zhǔn)的4~20ma模擬量信號(hào)。篩籃轉(zhuǎn)速測(cè)量采用磁性接近開(kāi)關(guān)，篩籃皮帶輪鑲嵌兩顆高強(qiáng)釹磁鐵，篩籃每轉(zhuǎn)一圈磁性接近開(kāi)關(guān)發(fā)出兩個(gè)脈沖信號(hào)并傳輸給轉(zhuǎn)速測(cè)控儀。

3軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以smartPLC為主站，變頻器和人機(jī)界面觸摸屏設(shè)為從站，油壓、油位、溫度和振動(dòng)信號(hào)以模擬量的形式傳入PLC模擬量模塊。通信及控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖4，PLC所采集各參數(shù)見(jiàn)表1。PLCCPU和變頻器采用MODBUSRTU通信，和觸摸屏采用以太網(wǎng)通信，并拓展預(yù)留一個(gè)RS485接口，供和集控系統(tǒng)通信備用。PLC的IP地址設(shè)為192.168.0.1，觸摸屏IP地址為192.168.0.10。油壓、溫度數(shù)值及變頻器各參數(shù)通過(guò)數(shù)值轉(zhuǎn)換以實(shí)數(shù)形式顯示在觸摸屏上，油位以柱狀圖顯示，振動(dòng)信號(hào)以波形的形式顯示（如圖5）。

4結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)采用多參數(shù)在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)顯示，主軸內(nèi)側(cè)軸承、外側(cè)軸承、潤(rùn)滑油溫度、潤(rùn)滑管路油壓、油位、篩籃振動(dòng)位移、主機(jī)運(yùn)行電壓、電流、頻率、輸出功率和主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)均可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。篩籃轉(zhuǎn)速在人機(jī)界面連續(xù)可調(diào)，實(shí)用性好。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張振，陸小兵.智能化選煤廠架構(gòu)探討[J].煤炭加工與綜合利用，2014（09）：57-59.

作者：陳洪 單位：中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司