卧式离心机实现自动化数据采集故障监控系统的研究

丁辉

摘要：文章详细介绍了卧式离心机在洗煤生产中的作用以及其工作原理、洗煤的主要工艺流程，从离心机的主要特点以及常见故障出发，分析自动数据采集系统的重要性和前景。分析采集系统中需要主要采集控制的参数，并对其实际实施做出一個比较具体的设计。

关键词：选煤；卧式离心机；自动化；数据采集

中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：2095—6487（2018）02—0003—02

0引言

我国是以燃煤为主的国家之一，煤作为一种主要能源被广泛应用于各个领域，煤炭在我国一次能源消费结构中约占70%，而选煤过程是决定其产量和质量的重要环节，所以选煤质量、保证产量是实现选煤厂占有市场，提高利润的重要环节。

目前，机械制造技术的发展以及应用也日益广泛。机械自动化占有了市场的主要发展地位，如何实现生产级设备自动化数据采集以及自动化控制也就成了生产方如何发展自身，升级产品，抢占市场的一个主要方向。我国自动化水平较低，选煤工艺中的自动化应用程度不够高，所以如果能够实现一些选煤设备的自动化数据采集，将有助于提高产品质量以及扩大市场占有率。

1离心机概况

1.1离心机自动化数据采集的重要性

选煤厂用离心力来分离固体和液体，直接关系到选煤产品水分高低和洗水闭路循环的质量，而这种实现离心脱水所用的机器设备通称为离心脱水机。离心脱水的形式有两种：离心过滤和离心沉降。相比较离心过滤式离心机应用比较广泛，离心过滤是把所处理的含水物料加在转子的多孔筛面上，在离心力的作用下，固体在转子筛面上形成固体沉淀物，液体则通过沉淀物和筛面的孔隙排出，脱水效果与被脱水物料的粒度组成有关。以WZYT型卧式振动离心机为例，研究离心机的自动化数据采集的重要性。

WZYT型卧式离心机为振动卸料型，振动方式为亚共振型。其筛篮大端直径为1000～1500mm。主要用于0.5～50mm粒级的精煤和中煤的脱水，入料水分一般为18%～25%，最高不超过30%，处理能力50～300 t/h；槽钢框架固定在厂房地基上，需要的承载能力为40 t；工作噪音不大于85 dB，且无异常噪音；轴承最高工作温度不高于85℃；各个油封处和密封处不得渗漏。夏天用N68号机油，冬天用N46号机油。启动和停止的流程见图1和图2。其主要易损件有筛篮、筛篮座、油封以及三角带等。

1.2卧式离心机洗煤的工作原理

WZYT型卧式离心脱水机在洗煤厂中是一种利用振动离心作用将产品物料固液分离的设备，是基于清理过滤表面，防止筛面被颗粒堵塞，减少物料对筛面的磨损。在提高脱水效果的前提下，物料通过入料口分布在离心机的筛篮上，加以振动电机带动轴向快速振动，既可以使筛面上的物料均匀卸料，又能够达到产品松散的目的，更有助于产品的固液分离。WZYT型卧式振动脱水机筛篮回转传动系统由1台电动机通过一级主动皮带传动降速，主轴带动筛篮做旋转运动；筛篮振动传动系统由2台性能相同的振动电机产生周期变化的水平激振力（按照筛篮直径选择不同电机和振动电机），激发筛篮在沿筛篮主轴方向做往复直线振动。

1.3卧式离心机的常见故障及改进后的具体实施

WZYT型卧式离心脱水机是一种高频率做功机械设备，常见故障有：离心液中大粒固体含量增加，离心机振幅减小，有附加声响，出料产品水分高，粒度过细，筛篮筛缝被煤泥堵塞，空运转壳体或者筛篮摆动大以及入料后筛篮壳体摆动大等。这一系列的故障，都直接影响设备的使用寿命、检修周期以及产品的质量。对设备的实时监控、易损件检测、运行检测以及应急处理都显得尤为重要。如果不能够及时发现物料分布不均匀，部件磨损，筛篮主轴不同心等一系列可能发生的问题，都将造成不必要的损失。所以可以在运行时通过传统经验对设备数据实施检测。对电流、电压、油压、转速以及油温等重要参数进行数据采集监控，并可以存储起来绘制变化曲线，方便用户对其工作生产状态的了解，以及生产方对其故障的诊断排除。运用总线技术、组态软件和可编程控制器对离心机和现场总系统相连，将数据传送到主控室的工控机上，并在控制柜上设计一系列的开关按钮及液晶显示屏，实现数据的实时传送。比如，运行方式为手动运行、自动运行和远程控制。手动启动即可以手动启动离心机及其他设备。手动停止可以按顺序停止设备，离心机停止；自动运行即运行方式转为自动运行，按自动启动按钮，依次按顺序启动。自动停止，按自动停止按钮，依次按顺序停止。以上过程由可编程控制器（PLC）根据工艺要求开发应用程序控制运行。必须按照先后启动顺序进行启动；远程控制即由可编程控制器（PLC）接收输入信号进行启动/停止操作，顺序相同。自动操作界面即为在主控柜面板配置触摸屏，对离心机进行控制和监测，节省空间，美观实用。采用通用通讯方式连接到主控PLC，触摸屏上显示系统功能，根据工艺流程组态画面，触摸操作进入不同画面。所有单体设备操作画面，在远程单动控制模式中，点击“单体设备”进入操作子画面；“故障”：故障发生时为红色且闪烁；“启动”：运行时为绿色：“停止”：停止时为红色；“启动”按钮：无故障时按下此按钮，设备运行；“停止”按钮：运行时按下此按钮，停止运行；“退出”按钮：关闭操作子画面；“速度命令”：设定离心机需要达到的转速（0～100%）；“速度反馈”显示离心机当前的转速（0～100%）；“流量反馈”显示出料口当前的流量。根据机械出厂值和工艺要求设置主电机电流，设定电机电流显示；转鼓最大转速，设定转鼓最大转速；振动校正，设定离心机振动显示；振动报警，设定离心机振动报警值；振动停止设定，设定离心机振动停止值；固相端轴承温度，设定离心机固相端轴承温度显示；固相端轴承温度报警，设定离心机固相端轴承温度报警值；固相端轴承温度停机，设定离心机固相端轴承温度停机值；液相端轴承温度，设定离心机液相端轴承温度显示；液相端轴承温度报警，设定离心机液相端轴承温度报警值；液相端轴承温度停机，设定离心机液相端轴承温度停机值；进料流量，设定进料流量显示；加报警画面，在报警解除后，才可复位。

2结束语

目前，在选煤离心脱水机方面的自动化控制还只是处在一个比较简单的阶段，在润滑系统上得到了一定的应用，要想全面的实现自动化控制和数据采集还需要更深入的研究以及大量实验，所以还要继续学习相关知识，在传感器选型、程序编辑以及控制柜的设计上再进行更大的研究和设计，从而实现上述自动化数据采集系统的高度控制。