壓濾機自動控制系統(tǒng)的設計實現(xiàn)

馬儷禎

（晉能控股煤業(yè)集團洗選分公司， 山西 大同 037001）

1 壓濾機概述

壓濾機作為一種固液分離設備，是利用在過濾介質(zhì)的一側施加機械力作用，形成的機械力作用引導濾板壓緊物料來進行物料的固液分離，同時，借助過濾裝置完成過濾工作的機械設備。壓濾機具有分離效果好、適用范圍廣、結構簡單、過濾操作效果好等優(yōu)點，已經(jīng)成為選煤廠的必備使用設備。壓濾機的整體結構有液壓裝置、機架部分、拉板裝置、電氣控制裝置、過濾裝置等，其中機架部分屬于壓濾機的基本部件，主要是用來支持濾板和拉板構件，由壓緊板、止推板、油缸系統(tǒng)等部分組成；拉板裝置有減速機、拉板小車、電機、鏈輪鏈條等，在PLC 控制下電機進行運轉(zhuǎn)，同時，拉板小車在鏈條作用下完成自動拉板動作；電氣控制是壓濾機整個控制系統(tǒng)的中心，由變頻器、PLC 程序控制器、開關、繼電器和電源指示燈組成，有手動控制和自動控制兩種模式；過濾裝置由濾布、濾框、濾板、壓榨隔膜等部分組成；液壓裝置屬于壓濾機的主要動力來源，針對電控系統(tǒng)進行編程，并將其與油泵、油缸、液壓部件連接一起，共同來完成自動壓緊和自動松開等工作。針對壓濾機需借助人工作業(yè)來完成打開和關閉動作，且還會發(fā)生濾室被打開的現(xiàn)象，自動化程度較低，本文對壓濾機進行自動控制系統(tǒng)設計，并在原有性能上進行優(yōu)化，不僅提高了煤泥選煤工作效率，且降低了勞動強度。

2 壓濾機自動控制系統(tǒng)的設計實現(xiàn)

對于壓濾機的自動控制系統(tǒng)，要求在保證運行平穩(wěn)的先決條件下，能準確地將設備的運行狀況、故障狀態(tài)、安全控制等反映出來，如急停控制、邏輯限制、故障控制等都屬于安全控制方面，本文主要對壓濾機整體工作過程中的三部分進行自動控制設計。其中，壓濾機自動控制系統(tǒng)的流程圖如圖1 所示。

圖1 壓濾機自動控制系統(tǒng)的流程圖

2.1 壓濾機自動關閉過程的設計

對于壓濾機控制箱上的5 個按鈕，有電源開關1個、急停和保持性按鈕各1 個、非保持型按鈕2 個。對于原先采用的壓濾機控制程序，需要借助保持性按鈕來切換實現(xiàn)自動和手動操作，本文中壓濾機自動控制系統(tǒng)依然可以借助保持型按鈕來完成手自動控制切換動作。當油箱油位位于正常位置時，壓濾機準備好后才能進行關閉動作，在關閉進程中，主、輔液壓缸和電動閥協(xié)同相互動作，在達到一定位置后觸動關閉限位開關，壓濾機停止關閉。壓濾機自動關閉控制流程圖如圖2 所示。

圖2 壓濾機自動關閉過程的控制流程圖

2.2 壓濾機自動上料過濾過程的設計

壓濾機關閉完成后，緊接著入料泵開始進料，上料動作的完成情況可依據(jù)集液箱內(nèi)液位傳感器的動作形式判定。在進料泵給各個濾室上料的過程中，液壓泵應停止動作?，F(xiàn)實工況是在進行二次填充加壓過濾中，濾室有時會出現(xiàn)被頂開的現(xiàn)象。本文設計的自動控制系統(tǒng)是：當出現(xiàn)濾室被頂開的現(xiàn)象時，壓濾機應能自動停止上料，并關閉濾室，關閉結束后緊接著又可以進行填充上料動作，并繼續(xù)執(zhí)行加壓過濾動作。當連續(xù)出現(xiàn)兩次以上的上述情形時，控制系統(tǒng)應停止任何動作并報警。其中，在加壓過濾動作結束后，控制器控制進/排氣閥門打開、關閉動作自動進行吹氣置換動作；同時，在上料填充進程中，壓濾機的頂吹閥根據(jù)指示的動作自行打開和關閉，從而使濾室中的水分降低。壓濾機自動上料控制的流程圖如圖3 所示。

圖3 壓濾機自動上料過程的控制流程圖

2.3 壓濾機自動卸餅過程的設計

壓濾機自動卸餅動作是在煤泥填充、加壓過濾、吹氣置換等動作結束后才執(zhí)行。本文采用的是無強制卸餅裝置的壓濾機，在含高水分濾餅情形下，濾布和濾餅間形成的阻力會比較大，這時候僅憑借濾餅的自身重力無法完成卸餅動作，就需要依靠人工敲擊卸下濾餅，無形之中就降低了生產(chǎn)效率，給生產(chǎn)帶來不便。且據(jù)現(xiàn)場實際反饋，需要人工多次打開和關閉壓濾機動作，才能全部卸下濾餅。此外，在打開、關閉壓濾機的多次進程中，讓濾板來回往復搖擺來卸下濾餅，防止出現(xiàn)人工敲擊濾餅的現(xiàn)象。為改善手動操作卸餅動作，本文設計循環(huán)自動卸餅動作，通過觸摸屏設定循環(huán)卸餅的次數(shù)，讓壓濾機多次進行卸餅動作，不僅可以快速將濾餅卸下完全，且避免出現(xiàn)手動敲擊濾餅的現(xiàn)象。壓濾機自動卸餅控制的流程圖如圖4 所示。

圖4 壓濾機自動卸餅的控制流程圖

當壓濾機開始執(zhí)行打開和關閉動作時，設置計時控制裝置，其控制系統(tǒng)會在打開、關閉時間超過設定值時報警；也會在PLC 對入料泵執(zhí)行啟動命令時信號不反饋時報警。同時，根據(jù)實際工況，人工可通過觸摸屏設置加壓過濾的時間，在其加壓過濾動作進程中，當壓力太大時出現(xiàn)濾室被頂開的現(xiàn)象，壓濾機控制系統(tǒng)停止上料并重新開始關閉濾室動作，壓濾機控制系統(tǒng)還可通過設置最大、最小關閉時間來保護其液壓系統(tǒng)和確保濾室關閉完全，壓濾機控制系統(tǒng)會在最大關閉時間超出時報警，且最小關閉時間必須要小于壓濾機二次關閉的時間，壓濾機控制系統(tǒng)也會在多次連續(xù)出現(xiàn)二次關閉動作時報警。當壓濾機控制系統(tǒng)發(fā)出報警時，壓濾機就會停止工作[1-4]。

3 結語

為提高煤泥選煤工作效率，降低工人勞動強度，本文對壓濾機進行自動優(yōu)化控制設計，根據(jù)實際工況對壓濾機進行設計，實現(xiàn)了壓濾機的自動上料、關閉、加壓過濾等進程，降低了勞動強度；并對壓濾機自動控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，一是執(zhí)行多次卸餅動作，通過設置循環(huán)卸餅次數(shù)，使壓濾機的濾餅能夠卸下完全，防止人工干預卸餅動作；二是執(zhí)行濾室二次關閉動作，在壓濾機加壓過濾過程中，若濾室出現(xiàn)被頂開現(xiàn)象時，控制系統(tǒng)停止執(zhí)行上料動作并重新關閉，防止發(fā)生壓濾機破壞以及煤泥泄露等現(xiàn)象。