摘 要：介紹了智能差壓變送器的工作原理，分析了智能差壓變送器的常見(jiàn)故障然后給出了相應(yīng)的對(duì)策，進(jìn)而分析了控制系統(tǒng)中硬件設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，并基于工程經(jīng)驗(yàn)針對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)改進(jìn)，以提高煤礦智能差壓變送器系統(tǒng)的安全與高效便捷性。

 

引言

近年來(lái)，隨著國(guó)外壓濾技術(shù)的引進(jìn)和國(guó)內(nèi)壓濾技術(shù)的發(fā)展[1]，高效快開(kāi)式智能差壓變送器具有設(shè)備集中、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品水分低等特點(diǎn)。智能差壓變送器是選煤廠回收煤泥和清潔煤的重要設(shè)備，是煤礦選煤場(chǎng)中機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，機(jī)械化程度高，減少了人力的投入，結(jié)合PLC等控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)比較高的自動(dòng)化水平。同時(shí)智能差壓變送器在循環(huán)中根據(jù)控制系統(tǒng)的反饋能夠?qū)崿F(xiàn)自主壓力控制的過(guò)濾工作，根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)的壓力填充與壓力保持。基于上述功能其在回收煤礦潔凈煤時(shí)，能夠通過(guò)降低濾餅的含水量提升濾餅質(zhì)量。在選煤廠的整個(gè)控制系統(tǒng)中，很多因素影響著智能差壓變送器的工作效率，例如進(jìn)料特性和智能差壓變送器的結(jié)構(gòu)。在具體的工作過(guò)程中，機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)的故障會(huì)直接降低其工作效率，所以保持其工作性能峰值與穩(wěn)定性尤為重要。所以，本文將就提高煤礦中快開(kāi)式智能差壓變送器的工作效率進(jìn)行分析，結(jié)合多年的工程經(jīng)驗(yàn)指出了系統(tǒng)中常見(jiàn)故障可能的原因與具體工作中影響智能差壓變送器工作效率的關(guān)鍵因素，并就實(shí)際的礦用設(shè)備，給出了具有針對(duì)性的改進(jìn)措施與預(yù)防措施。

 

1工作原理

快開(kāi)式智能差壓變送器的濾板由隔膜板和廂式板組成[2]。在操作過(guò)程中，缸體上的活塞桿推動(dòng)壓板，壓緊板和止推板之間的隔膜板和廂式板及濾布被緊緊壓緊，以確保加壓過(guò)濾器在壓力過(guò)濾器中受壓。由于隔膜板，壓縮空氣可以壓入隔膜入口處的濾餅中，以進(jìn)一步降低濾餅的水分含量。還可以使高壓空氣從推力板端部的進(jìn)料口通過(guò)用于中間空氣流動(dòng)的濾布層，并吹回中間泥漿。還有一些動(dòng)力單元被主發(fā)動(dòng)機(jī)壓實(shí)和松動(dòng)。在電控柜系統(tǒng)的作用下，系統(tǒng)的一部分由油缸，油泵和液壓元件完成，并且當(dāng)系統(tǒng)被按壓時(shí)各個(gè)過(guò)濾室被密封。用于過(guò)濾，反之亦然用于卸載。卸載部分主要由兩個(gè)齒輪電動(dòng)機(jī)和一個(gè)主要部分組成，如傳動(dòng)軸、鏈輪、鏈條等，并在電氣系統(tǒng)的作用下工作。

 

2故障分析與應(yīng)對(duì)措施

2.1機(jī)械部分故障

在實(shí)際的工作中，智能差壓變送器的濾板損壞是機(jī)械破壞的主要故障形式，其主要破壞位置發(fā)生在用于固定濾板的把手螺栓脫落、繃斷，濾板失去固定將會(huì)變形直至斷裂。更深層次的原因主要是長(zhǎng)期的卸料循環(huán)過(guò)程中螺栓出線松動(dòng)，造成原本與作用力垂直的螺栓出線一定的夾角，則力矩將會(huì)產(chǎn)生，彎曲剪切力將會(huì)作用在濾板的緊固螺栓上，假以時(shí)日螺栓斷裂脫落則是必然，同時(shí)濾板將會(huì)隨之破壞�，F(xiàn)行具體的改進(jìn)措施有：及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的保養(yǎng)與維護(hù)，總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)對(duì)可能對(duì)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)問(wèn)題的位置進(jìn)行周期巡查，周期更換相關(guān)機(jī)械設(shè)備防患于未然。

2.2電氣元件故障

智能差壓變送器的電氣部件的故障主要包括泵站的電磁閥故障，電接觸壓力表的故障和其他電磁閥故障。泵站電磁閥故障將導(dǎo)致壓力松動(dòng)或松動(dòng)�，F(xiàn)有的處理措施是人工處理與檢查系統(tǒng)中的電磁閥設(shè)置，檢驗(yàn)其是否出現(xiàn)故障，周期更換電磁閥減少其故障發(fā)生概率;通過(guò)電接點(diǎn)壓力表的數(shù)值判斷其性能是否處在峰值，可能的原因是壓縮超時(shí)或排氣超時(shí)。系統(tǒng)中不止泵站有電磁閥，快開(kāi)式智能差壓變送器中還有別的型號(hào)的電磁閥，通過(guò)檢查電磁閥的通電情況與其中是否有線圈的損壞來(lái)減少電磁閥工作性能差或不工作的概率。

 

2.3液壓系統(tǒng)故障

液壓系統(tǒng)故障：油壓不足、壓力難以保持、整個(gè)系統(tǒng)工作噪聲大。系統(tǒng)中油壓不足可能系統(tǒng)中的溢流閥出現(xiàn)故障，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)漏油，而且油泵周?chē)�的密封圈出現(xiàn)破壞也是油壓不足可能的原因�？刂拼胧┦墙�(jīng)常檢查周期更換，降低其破壞概率。系統(tǒng)中壓力難以保持的可能原因是液壓控制閥不工作，現(xiàn)行經(jīng)驗(yàn)當(dāng)其不工作是用清洗液控制閥代替。整個(gè)系統(tǒng)中工作是噪聲大可能的原因是氣缸密閉螺絲松動(dòng)導(dǎo)致其內(nèi)部進(jìn)入空氣，為避免上述情形的產(chǎn)生，要保證其具有良好的密封性，同時(shí)出現(xiàn)故障后要及時(shí)進(jìn)行處理。

 

3控制系統(tǒng)中硬件設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

選煤廠中控制系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的基石是硬件性能的高效穩(wěn)定[3]�，F(xiàn)階段系統(tǒng)漸漸從傳統(tǒng)的集中自動(dòng)控制演變成為多樣分散控制，同時(shí)其對(duì)以太網(wǎng)的整合融入能力也越來(lái)越高。因此，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定的操作，有必要考慮各種硬件組件的配置和系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均基于PLC。在整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件選擇方面：選擇壓力風(fēng)機(jī)和智能差壓變送器等具有信號(hào)傳輸?shù)脑O(shè)備收集整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)行信號(hào)反饋給更高一級(jí)控制系統(tǒng)；選擇更高效的PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)需要對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行重設(shè)，PLC系統(tǒng)中硬件的選擇，選擇觸摸屏，降低操作的學(xué)習(xí)成本，同時(shí)加強(qiáng)人機(jī)交互。實(shí)現(xiàn)可視操作與結(jié)果可視化、逆變器的選擇，維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的安全，降低事故發(fā)生的可能性與概率，各個(gè)設(shè)備加設(shè)電氣控制等。在整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，對(duì)相關(guān)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，同時(shí)構(gòu)建PLC與觸摸屏之間網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)信息的云傳輸。

 

圖1是以煤礦智能差壓變送器為核心的自動(dòng)控制系統(tǒng)，圖1中的測(cè)量?jī)x表，如壓力表等為后面的PLC控制分析整個(gè)系統(tǒng)提供必要的參數(shù)輸入，基于上部過(guò)程的運(yùn)算結(jié)果，PLC通過(guò)控制電磁控制閥，然后將其作用結(jié)果通過(guò)壓風(fēng)機(jī)和液壓泵站輸出作用結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓濾工藝的控制，完成整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)。

 

4控制系統(tǒng)的改進(jìn)

盡量選擇可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集成伺服控制[4]，實(shí)現(xiàn)真正意義上的中小型控制系統(tǒng)。主要優(yōu)點(diǎn)：通訊方式多樣化、通訊速率快、程序存儲(chǔ)容量大、I/O能力達(dá)到128000點(diǎn)布爾量或4000點(diǎn)模擬量、無(wú)機(jī)架設(shè)計(jì)、模塊體積小、性價(jià)比高的軟件。.

 

 

 

基于實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)具體的控制方式有以下方面：現(xiàn)場(chǎng)操作部分用程序代替了硬線連接，大大簡(jiǎn)化了控制線路，能把故障率降到#低，便于維護(hù)和維修。將系統(tǒng)控制柜和就地操作箱的連接是通過(guò)放電纜接線集成在一根通訊電纜。這樣就把放電纜和接線這個(gè)很長(zhǎng)的工期給省掉了，而且還解決了容易接錯(cuò)線拖延調(diào)試時(shí)間的麻煩。將系統(tǒng)傳感器儀表信號(hào)和控制輸出信號(hào)的電纜全部進(jìn)入就近的現(xiàn)場(chǎng)操作箱，這樣可以大大縮短放電纜的距離，節(jié)省了安裝時(shí)間。原系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)操作沒(méi)有通過(guò)PLC程序控制，如果要求改變一臺(tái)電機(jī)或一個(gè)閥門(mén)的控制要求，往往需要更改硬連接線，非常麻煩。而改進(jìn)后的系統(tǒng)則簡(jiǎn)單的多了，只需要改一下程序即可，硬線連接基本上不用動(dòng)。

將報(bào)警系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的查詢方面做到操作畫(huà)面上，wuxu進(jìn)入配電室，就可以進(jìn)行操作，大大方便了操作者的使用。當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，幫助對(duì)話窗口在桌面彈出，系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行分析故障#可能的原因與位置，大大減少操作者尋找故故障原因與位置的時(shí)間，盡早消除故障。同時(shí)改進(jìn)后的系統(tǒng)增加了歷史數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與查找功能，保留系統(tǒng)數(shù)據(jù)的同時(shí)，讓下一個(gè)操作人員很直觀的了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，指導(dǎo)操作生產(chǎn)，同時(shí)還可以進(jìn)行輔助季度、年終總結(jié)。

在PID調(diào)節(jié)方面和排料上做一些改進(jìn)，保證改進(jìn)后加壓倉(cāng)和反吹風(fēng)包的壓差保持穩(wěn)定，儲(chǔ)漿槽的液位能保持穩(wěn)定，因?yàn)檫@三個(gè)PID調(diào)節(jié)的穩(wěn)定和精que直接影響到產(chǎn)量和水分；排料時(shí)自動(dòng)出現(xiàn)故障能隨意切換到手動(dòng)排料，故障解除轉(zhuǎn)回自動(dòng)不影響繼續(xù)開(kāi)車(chē)。另外在程序簡(jiǎn)化和控制改進(jìn)方面還要作較多的改進(jìn)。

將系統(tǒng)的通訊方式改為以太網(wǎng)的無(wú)線連接方式，作為開(kāi)放式的公共信息網(wǎng)可以云儲(chǔ)存信息，同時(shí)提供了較為通用和標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口為DOS控制系統(tǒng)與Windows等控制系統(tǒng)，加強(qiáng)了設(shè)備之間的聯(lián)系，同時(shí)他的云儲(chǔ)存功能也是構(gòu)建未來(lái)工廠設(shè)備信息網(wǎng)絡(luò)的重要基石。此種通訊方式數(shù)據(jù)傳輸率高，既支持實(shí)時(shí)I/O消息傳遞，也支持消息交換，應(yīng)用非常廣泛，不管集控系統(tǒng)采用那種型號(hào)的PLC，都能完成聯(lián)網(wǎng)通訊的要求。

5結(jié)語(yǔ)

智能差壓變送器的機(jī)械部分、電氣元件、液壓系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中均可能出現(xiàn)故障，除了要對(duì)設(shè)備定期檢修和維護(hù)，還應(yīng)對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行有效改進(jìn)，以增強(qiáng)系統(tǒng)的人機(jī)交互性等功能，從根本上預(yù)防智能差壓變送器發(fā)生故障，提高智能差壓變送器的工作效率。