一种用于筛网沉降离心机的控制系统的制作方法_2

文档序号:9004901阅读:来源:国知局
2-1R4模块,模拟量输出模块可采用1762-OF4模块,数字量输入模块可采用1762-1Q8模块。各个模块通过硬接线与现场电气元件连接,且通过扩展接线与主控模块连接。人机界面通过RJ45接口以工业以太网通讯协议与主控模块连接。
[0031]图2示出了本实用新型的用于筛网沉降离心机的控制系统的接线图。具体来看,模拟量输入模块与筛网沉降离心机的下述流量计电连接:现场冷却水流量表、主轴齿轮端油量表、主轴驱动端油量表、副轴叶轮端油量表、副轴剪销端油量表和轴齿轮箱油量表。
[0032]温度模块与筛网沉降离心机的下述温度传感器电连接:主电机定子温度传感器、主电机前轴温度传感器、主电机后轴温度传感器、现场齿轮箱温度传感器、主轴驱动端温度传感器、主轴齿轮箱端温度传感器和副轴温度传感器。
[0033]本实用新型的筛网沉降离心机控制系统的工作原理如下:整个控制系统的核心元件为主控模块,把现场的主要电气信号传递到扩展输入模块中,扩展输入模块通过基板总线把现场信息传递到主控模块内。通过主控模块实现对各个电气元件的有序控制,包括主电机、油泵电机、阀门等电气设备,其程序核心部分为闭环自动控制。当今的闭环自动控制技术都是基于反馈的概念以减少不确定性,反馈理论的要素包括三个部分:测量、比较和执行。具体到本实用新型,扭矩(反馈)、设定值(比较)和入料阀门(执行)为此系统的核心三要素。由于现场入料的不可控,包括入料浓度、成分和大小。如果物料浓度和成分发生变化使扭矩变大,扭矩信号传递到控制器内,主控模块通过程序中的预设的PID算法,控制减小入料阀门的开度,使扭矩维持在设定值附近,反之亦然。其它电气信号都是围绕这个核心,当其它信号发生异常时,例如:主电机电流过大、温度传感器温度高、流量传感器流量偏小、熔塞开关动作、剪切销开关动作、振动传感器振动过大、转载皮带停止等症状发生时,主控模块按照预定程序做出相应动作,包括启停主电机和油泵电机、打开或闭合旁路阀门、冲洗阀门、稀释阀门、冷却水阀门开关等,相应调整入料阀的开度。
[0034]在实际应用中,将本实用新型控制系统的所有元部件布置在控制柜内,在柜门设置操作按钮,方便人员现场操控。图3示出了本实用新型的控制柜布局,控制柜内部自上到下划分为五个隔室,第一隔室主要布置控制器1766-L32BWA及各个扩展模块,其中包括三个1762-1F4模块、一个1762-OF模块、一个1762-1Q8模块和两个1762-1R4模块;第二隔室主要布置人机界面HMI触摸屏,如2711P-T10C408型10英寸触摸屏;第三隔室布置隔离继电器;第四隔室布置接线端子;第五隔室布置不间断供电电源UPS。本实用新型的控制柜布局紧凑有序,便于生产及维护。
[0035]同时,在控制柜柜门上设置若干控制按钮,如图4所示,柜门上的按钮信号、状态及保护信号输入到主控模块,在解锁状态下可以自由控制筛网沉降离心机的主电机、油泵电机的启停及各阀门的开关。
[0036]图5示出了本实用新型实施例采用的控制器1766-L32BWA的接线图。筛网沉降离心机的高压主电机柜通过硬接线把主电机相关信号传输到控制柜内的1766-L32BWA,主电机相关信号有:合闸信号、启动就绪信号、柜控/远控切换信号、运行信号、故障信号和电机电流信号等。操作人员通过柜门按钮或触摸屏启动或停止高压主电机。并且,可令所有高压主电机状态信息通过触摸屏动态显示,在触摸屏上查阅存储的电机历史故障信息和参数趋势图,高压主电机运行和故障信号可通过柜门指示灯指示。
[0037]如图5,筛网沉降离心机的油泵电机的控制回路集成在控制柜内1766-L32BWA,操作人员通过柜门按钮或触摸屏启动或停止油泵电机,可在触摸屏上查阅油泵电机的状态信息和历史故障信息。此外,现场入料阀门、旁路阀门、稀释阀门、冲洗阀门等均为电控气动阀,可通过柜门按钮或触摸屏画面上按钮进行控制。
[0038]图6示出了筛网沉降离心机的附带接线箱中接线端子示意图,现场冷却水流量表、主轴齿轮端油量表、主轴驱动端油量表、副轴叶轮端油量表、副轴剪销端油量表、轴齿轮箱油量表和扭矩信号均是模拟量4-20ma,如图6接入筛网沉降离心机附带接线箱中,通过接线把这些模拟量信号从接线箱就近接入本实用新型控制柜中。并且,现场齿轮箱温度传感器、主轴驱动端温度传感器、主轴齿轮箱端温度传感器和副轴温度传感器均为RTD热阻信号,如图6接入附带接线箱中,通过接线引入本实用新型控制柜中。
[0039]可选地,振动传感器和剪销限位开关为开关量信号,如图6接入附带接线箱中,通过接线引入本实用新型控制柜中。
[0040]以下简要描述基于本实用新型实施例的控制系统的筛网沉降离心机作业流程:
[0041]启车:A.启动转载胶带机。B.打开冷却水阀门,启动油泵电机,运行2-3分钟后启动主电机。C.启动主电机后,延时3分钟,主电机转速达到运行值后,使得主电机冷却。D.缓缓打开入料阀门,并且关闭旁路阀门。
[0042]运行过程中:扭矩稳定在65%的范围内工作,±2%之内不进行PID调节。如果扭矩继续增大,启动PID调节。PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。其输入e (t)与输出u (t)的关系为:
[0043]u (t) = kp (e (t) +1/TI / e (t) dt+TD*de (t)/dt)
[0044]其中,kp为比例系数,TI为积分时间常数,TD为微分时间常数,输入函数e (t)为扭矩大小,输出函数u(t)为入料阀门开度。减小入料阀门开度,如果扭矩维持在65% ±2%范围内,将入料阀门的开度维持不变;否则,入料阀门继续关小,直到扭矩维持在65% ±2%范围内;反之亦然。如果出现扭矩大于70%,发出报警。如果扭矩大于80%,或主电机电流大于额定电流时,启动系统停车程序。
[0045]停车:A.关闭入料阀门。B.打开旁路阀门。C.开启入料管上稀释水阀门约3分钟。D.停止主电机。E.继续保持稀释水阀门再开启12分钟,12分钟后关闭。F.主电机停止后,在保持稀释水阀门开启7分钟后,开启冲水阀门,5分钟后关闭该阀门。G.关闭油泵电机。H.关闭冷却水阀门。
[0046]设备运行过程中,如发现转载胶带机停止、扭矩过高、主电机温度过高(定子、前轴和后轴)、主电机电流过大、现场齿轮箱温度过高、主轴驱动端温度过高、主轴齿轮箱端温度过高、副轴温度过高、耦合器熔塞融化、振动过大、主电机故障和油泵故障等任一故障时,控制系统将自动启动停车程序。
[0047]本新型智能控制柜开创了电气自动化在筛网沉降式离心机控制领域的先河。通过把具有保护复杂的筛网沉降式离心机集成在现场控制柜内,可以实时、可靠、高效地对设备进行控制和保护。由于筛网沉降式离心机涉及的电气元器件较多,例如:扭矩、温度、振动、电流、流量等,通过把这些保护或监视信息集成在现场智能控制箱内,通过智能柜上的触摸屏控制和监视设备。筛网沉降式离心机正常运行时,现场巡视人员都可以直观、及时、准确地了解当前设备的工作状态,也可以通过
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