变频器控制的压滤机皮带自动控制系统

西北铅锌冶炼厂 李芙蓉 王钰中 韩彤杏

压滤机工作流程主要包括保压、回程、拉板三个步骤，主要用于将滤液和滤渣分离[1]。在日常维护上，需针对各种零部件进行一次定期的维护；对于电控系统需定期地进行绝缘性能与可靠信号的试验，发现有故障的电气元器件要做到及时维护修理或更换。在将压滤机进行压紧前要对滤布进行仔细检查，保证无折叠、没有破损、没有夹渣，从而达到良好的过滤效果，同时还需经常冲洗滤布，保证其过滤性能。

1 存在的问题及隐患分析

设备运行时存在的问题。铅锌厂浸出车间过滤作业区在生产过程中容易发生皮带压死、压滤机失控、设备电缆毁损、线路燃烧、烧损电机、无法进行铅银渣、铁矾渣输送，废料废渣压料等故障以及安全隐患，极大的威胁着生产的稳定以及员工的身体健康。

设备运行过程中存在的隐患分析。作业区建设时考虑到成本因素采用厢式隔膜压滤机，与输送皮带分开运行，极大阻碍了生产效率提高，占用宝贵劳动力，增加了劳动强度。输送皮带在设备运行中由于过速对自身损耗大，经常出现皮带被拉伤拉断的情况，皮带故障导致皮带压死，电机超负荷运转烧坏电机，增加了设备维护的成本，也不利于生产的需求。而且在皮带运行时废液经常发生喷溅，腐蚀性废液废渣时刻威胁着皮带维护班组成员安全，同时由于输送皮带与厢压机不能同步运行导致皮带电机因皮带压料烧坏，极大地浪费资源的同时加大了生产成本。

2 皮带压滤机一体化改造自动控制系统

2.1 压滤机的操作流程

压滤机在正常运行时，油泵压紧电机首先开始启动，主接触器和油泵压紧机的电磁阀都开始通电，将过滤板框全部压紧，此时系统的工作压力就已开始逐渐增加。当驱动控制柜的保护液压压力传动系统已经进入达到一定压力上限的保护压力时，控制柜上的保护液压压力指示灯自动熄灭，则驱动油泵的静电压滤机会自动暂时中止停机，自动关闭打开保护压紧阀的电磁阀，此时驱动控制柜的油泵压滤机就已进入了自动关闭保护液压的工作状态。

在一次保压期间，当保压油气水泵上界出口一个保压接点的上界压力计量表的最下限值高度低于油泵上界驱动压力较高的最低设定值时，油泵压紧电机自动停止运行，压紧后的电磁阀再次停止动作，压力再度快速回升，压滤机再次将其动力压紧至油泵上界时该压力计量表已经基本达到了上界压力计量表所用时设定的油泵上界驱动压力最大的较高限值，此时保压油泵驱动电机再次自动停止，如此一个保压循环。

进料完成过滤后，按下“回程”的启动按钮，油泵回程电机自然重新启动，回程限位电磁阀自然停止通电动作，活塞启动回程，滤板自然松开，当油泵活塞回程触碰连接到油泵回程电机限位启动开关后，回程限位电磁阀就一定会自动断电。混合料进行过滤后，必须将所有固态材料滤渣从地下水池中完全卸下，此时系统的水即可直接进入自动推拉板。

先将一台油泵的中止工作启动方式进行控制为将开关上的拨片移至“拉板”的指定位置，按下动力定时器的中止按钮，启动一台油泵拉板电机，同时定时从进出前进后退电磁阀得到失电，液压传动系统电机驱动油泵拉板机构架定时向后进，定时后退时间得电达到后，后退中止电磁阀自动从前退后进得电，驱动油泵拉板机构架定时向前进后退，同时立即启动第二个动力定时器，第二个驱动定时器定时后退时间得电达到后，拉板控制机构再自动地定时返回油泵拉第二块油泵滤板，如此一个定时循环反复往返，直到油泵拉完全部的油泵滤板，碰到一块前端开关限位后的开关后，后退中止电磁阀的中止动作，拉板机构架定时后退，碰到了滤板末端开关限位后该开关自动中止停机，整工序完成[2]。

其工作流程为：压紧滤板-自动保压-进料过滤-洗涤滤饼-松开滤板卸掉滤料-清洗整理滤布-压紧滤板。

2.2 原控制系统的组成及工作原理

原来采用马达保护器控制皮带的启停，在设备启动时需分开进行，给输送皮带和压滤机送电。但马保控制的压滤机输送皮带不能实现皮带电机的调速，皮带启动时由于过速，很容易拉伤拉断，这不仅增加了备件的损耗、加大了维修成本，也增加了操作人员的劳动强度。马保控制皮带虽然可提高电动机的安全性、可靠性及自动化程度，但不能控制电机的速度，因此通过改成变频器控制可有效地控制电机的速度，这样不仅减小了皮带的损耗，同时还可降低操作人员的劳动强度，节省人力、物力。

2.3 改进后控制系统

为能使设备尽早正常运行起来，在不影响以前回路控制的基础上，采取少改动、抓实效的原则来缓解对目前生产不利的因素，采取将原来单一的电动机保护控制方式改为变频器控制装置来实现皮带电机的调速，同时实现了压滤机皮带的自动控制系统一体化。

改进后，在两台空气压发电器泵的控制驱动系统上重新加装了一个自动变频器，首先这就是电机合上了测量空气的自动开关，打开了空气电源，将两个旋转测量空气的自动开关向反方向旋至“自动”的正确位置，然后再次按下“程序启动”的关键按钮，泵站的空气电机就自然会自动开始连续启动，同时由于两个压紧的进料电磁阀启动使两个泵站电机带电，压紧板就会继续启动前进，到达两个油缸的启动压力设定上限后，压紧板自动开始停止，同 时两个启动进料电磁阀都被自动打开，接着这就是启动进料阀和泵开始启动的运动，开始连续敲击两个进料。当进料量达到一定的压力后，开始保压计时，达到规定的时间后，停止加热进料，即使是进入加热阀闭合，进入加热泵也暂时停。

然后压榨阀打开，放空调节阀关，开始使用鼓膜压榨，保持一定的时间后停止压榨，及时打开压榨调节阀关，放空调节阀打开。此状态可维持一定的时间，将隔膜面板内部的气体全部放空。然后吹风继续进行吹风，即通过直流吹风阀自动关闭开、回流吹风阀自动开开关闭，在各种直流高压惰性气体的混合作用下，将其中最核心空间的物料全部被风吹走，持续一定的吹风时间后，停止吹风继续进行吹风，即通过直流吹风阀自动开闭关，回流吹风阀自动开闭关，过滤卸料工作全部结束后就可开始过滤卸料。

首先说这是由于高压活塞杆通过牵引带动推板向右侧后退，同时由于泵站高压松开卸荷阀的持续打开而自动进行连续卸压，当卸荷压力持续下降至达到一定某种程度后，卸荷阀自动重新关闭，松开卸荷阀自动重新打开，活塞杆自动继续的向后退，到达高压松开卸荷限位后，泵站高压发电机自动工作停止，松开卸荷阀自动关闭断电。

然后带动拉式滤板器由电机带动的拉式滤板器自动启用，而带动的拉式滤板器早在启用之前就已开始了对带动拉式滤板器的补压卸料处理工作，当将所有新的滤板全部压紧拉开和滤板卸料处理工作进行完毕时，拉板器就开始会在程序控制下自动返回至初始拉板位置，最后整个拉板系统将来就会自动地开始完成对滤板压紧、补压、卸载、松开、取板、拉板的处理工作。在需取出滑杆主梁一侧手动滑杆时，按下在操纵控制面板上“暂停”功能按钮或只要是用手拉动滑杆主梁一侧的手动滑杆与主梁接近处的开关相互发生接触时，均可直接使用实现自动中断、暂停。这样一个循环就圆满地结束了，接着即可进行下一个循环。

变频器进线电源采取抽屉柜密闭循环处理，将内部马保控制线路短接，即将马保控制图中的201和202短接，继而接通接触器线圈进行供电，只要将手柄空气开关合上，就能将主电源送至变频器。这样既不用更换又不用拆卸元件、基本保持原状，以便以后恢复使用。其控制线采用原端子线，将电源线及4#、5#线进行脱离，接入变频器多功能端子，对变频器的参数进行设置，通过现场控制线转接到厢式压滤机配电箱内，外加两个中间继电器，再通过PCL给定的运行模式来给继电器线圈供电，实现变频器的启停，达到调速的目的[3]。

变频器控制线路接线图如图2。

图2 变频器控制接线图

当压滤机小车运行，继电器线圈得电，X1与COM接通，皮带开启；当压紧油泵开启，继电器线圈得电，X5与COM断开，皮带停止（其中的4#、5#线及电源线103取自皮带现场控制箱）。改进后变频器控制的皮带压滤机启停原理图如图3。

图3 变频器控制的皮带压滤机启停原理图

当合上手柄空气开关，就能将主电源送至变频器，通过现场控制线转接到厢式压滤机配电箱内，加装的皮带启停继电器线圈动作，再通过PCL给定的运行模式来给继电器线圈供电，实现变频器的启停，达到调速的目的。皮带现场控制箱原理图如图4。

图4中k1、k2分别是加装的皮带启停继电器线圈，压滤机控制箱中，k3是小车继电器动作的常开点、k4是滤板压紧继电器动作的常开点。

图4 皮带现场控制箱原理图

通过重新敷设控制电缆，将皮带控制信号传输至压滤机运行状态的常开触点以继电器输入信号引致压滤机PLC系统内，联锁该控制系统内对皮带的输出信号，实现压滤机的启停与输送皮带连锁的逻辑控制，有效的皮带运行状态同步到压滤机上进行处理，不会造成压滤机故障时皮带空转的情况发生，也不会造成浪费电力资源的同时加大电机与输送皮带的非正常损耗、或皮带故障时压滤机不停转导致皮带压料，加大人工处理难度的现象。同时恢复了手动控制回路，实现了在突发状况下可分别手动停机的操作。

将单一的电动机保护控制方式改为变频器控制装置，实现了皮带电机的调速及厢压机皮带的一体化，能有效防止因厢压机与皮带不同步引发的如皮带压死、厢压机失控、废料废渣压料等事故，能减小皮带的损耗、减少皮带更换和维护的次数，也降低皮带毁损时电缆线路发生火灾事故的几率。

3 结语

通过重新敷设信号电缆，将皮带控制按钮引入到压滤机上，实现了厢压机皮带一体化，为操作人员提供了行之有效的操作方法，降低了劳动强度的同时，还减小了皮带的损耗、降低了生产成本、提高了工作效率和安全系数。后期可根据需加装数控系统实现远程控制。在今后的工作中，这种改进方法应该被更多相似领域所应用，有效降低生产成本，降低操作人员劳动强度，提高工作效率。