離心機智能狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

陳 洪

（1.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山063012；2.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心，河北 唐山063012）

文章來源于我公司開發(fā)研制的臥式振動離心機的改進創(chuàng)新，目標是提高離心機監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平和整機設(shè)備運轉(zhuǎn)的可靠性。我公司離心機現(xiàn)有配套電控設(shè)備通常采用主電機直接啟動或降壓啟動方式，無法實現(xiàn)調(diào)速。對篩籃振動情況缺少監(jiān)測手段，對潤滑系統(tǒng)也僅采用了電接點的壓力表，不便實時監(jiān)控，保護功能也有待提高。為順應(yīng)“智能化選煤廠”的大趨勢，有必要設(shè)計一套智能化水平高、工作穩(wěn)定性好的離心機配套控制系統(tǒng)。

1 主回路設(shè)計

系統(tǒng)主體回路如圖1所示，離心機主電機M1采用變頻器控制，變頻電機風(fēng)扇M6采用工頻回路單獨供電。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，以備變頻器故障時主機仍可在工頻狀態(tài)下運行工作，主電機除變頻器自身保護功能之外，還設(shè)置了電動機綜合保護器，實現(xiàn)對主電機的過載、阻塞、過壓、欠壓、三相不平衡等綜合保護。潤滑電機采用雙電機回路，一用一備的形式，兩電機分別獨立設(shè)置了熱繼電器保護，M2為默認工作電機，系統(tǒng)檢測潤滑油壓不足或潤滑故障時，自動切換M3電機工作，而不會直接導(dǎo)致報警造成設(shè)備停機，增強了設(shè)備潤滑功能的穩(wěn)定性。篩籃振動采用電機M4、M5雙電機同時工作，兩電機分別獨立設(shè)置了熱繼電器保護。

圖1 系統(tǒng)主回路

2 控制回路設(shè)計

系統(tǒng)核心控制模塊采用西門子smart系列PLC并拓展EMAR04熱電阻模塊和EMAM06模擬量模塊，人機界面采用7062Ti型液晶觸摸屏。各電機啟動信號由PLC控制，經(jīng)中間繼電器間接控制電機接觸器，中間繼電器選用HH54P型。

主軸內(nèi)側(cè)軸承、外側(cè)軸承、潤滑油溫度都采用嵌入PT100傳感器的方式監(jiān)測（測溫功能部分接線見圖2）。潤滑管路采用壓力傳感器監(jiān)測油壓，液位傳感器監(jiān)測油位，篩籃的端部平面設(shè)置有電渦流傳感器，可通過無接觸監(jiān)測篩籃位移來反應(yīng)其振動情況（接線如圖3），油壓、油量、振動監(jiān)測傳感器輸出數(shù)據(jù)均為標準的4～20ma模擬量信號。

圖2 測溫功能接線圖

圖3 三路模擬量監(jiān)測接線圖

篩籃轉(zhuǎn)速測量采用磁性接近開關(guān)，篩籃皮帶輪鑲嵌兩顆高強釹磁鐵，篩籃每轉(zhuǎn)一圈磁性接近開關(guān)發(fā)出兩個脈沖信號并傳輸給轉(zhuǎn)速測控儀。

3 軟件設(shè)計

本系統(tǒng)以smart PLC為主站，變頻器和人機界面觸摸屏設(shè)為從站，油壓、油位、溫度和振動信號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)計見圖4，PLC所采集各參數(shù)見表1。

圖4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

表1 采集參數(shù)分配情況

圖5 人機界面圖

PLC CPU和變頻器采用MODBUS RTU通信，和觸摸屏采用以太網(wǎng)通信，并拓展預(yù)留一個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)通過數(shù)值轉(zhuǎn)換以實數(shù)形式顯示在觸摸屏上，油位以柱狀圖顯示，振動信號以波形的形式顯示（如圖5）。

4 結(jié)束語

本設(shè)計采用多參數(shù)在線實時監(jiān)測，動態(tài)顯示，主軸內(nèi)側(cè)軸承、外側(cè)軸承、潤滑油溫度、潤滑管路油壓、油位、篩籃振動位移、主機運行電壓、電流、頻率、輸出功率和主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)均可實時監(jiān)測。篩籃轉(zhuǎn)速在人機界面連續(xù)可調(diào)，實用性好。