压风机断水保护的PLC应用.pdf

2 0 0 4年第 5期 煤 矿 机 械 l l 3 文章 编号 1 0 0 3 ． t n 9 4 e 0 0 4 O S ． 0 1 1 3 ． 0 3 压风机断水保护的 P L C ． 应用 时 宗林 。崔 明光 淮南 矿业 集 团 潘一 矿 ，安徽 淮 南 2 3 7 9 8 8 摘要 为确保 压风机 冷却装置不 因缺水 而失效 ， 必须为每 台压 风机装备 断水保 护。分析 了 普 通 电接 点压 力表 组成的断水保护原理及 不足 ， 同时对成功应用的 P L C断水保 护进行 总结 。 关键词 电接 点压力表 ；P L C；断水保护 中图号 T I M4 1 T i t 3 3 2 1 1 葑言 我矿压风机房 共有 7台压 风机 L 86 0 ／ 8担负 着矿井生产正 常用 风。作为二次安全能源用 于主副 井提升 ， 铁路运输 等 。空压机 由于其 自身往 复运行 的工作特点 ， 产 生大 量 的热 量 。为保证 在一 般条件 下能正常高效 地工作 ， 通 常需 要外部附加冷却装置 ， 我矿压风机 均为水冷式空压机 。为了确保压 风机在 文献标识码 B 运转 中不 因缺水冷却装 置失 效而影响空压 机正常安 全运转 。 煤 矿安全规程 规定 安 全保护 中必须 每 台压 风机装有 断水保护 。现使用 的断水保护采 取的方式 为 在冷却水 的进水管路 上装 1 块 电接 点压力 表 P 。 见 图 1 ， 利用 P 。的上 限接 点 来 执行 断 水保 护 ， 当 D J ．闭合时跳 闸回路 得 电 ， 压 风机停 止运行 ， 但 这种 断水保 护有一 定的缺陷 。下面就 以 P L C 、压力 传感 2 利用 直尺 和塞 尺初 步测 量 出联轴器 的偏 移 情况 ， 根据经验方法 进行 调整 即逐 次试加或试减以 及用左右 敲打电动机 的方法完成 。 3 开始测量时 ， 先把水泵与 电机 的联轴器按 原 始位置 连 上 将 联 轴 器 其 中的 一 对 孔 穿 入 一 个 销 子 ， 并标 记零位 ， 装上专 用工具架 和百分表 。 然后 盘动联轴器 ， 每 9 0 在 事先 划好 的 圈内 张 口值 口 、 外 偏 差值 5 记 录一 次测量数 据。 当联轴 器转 到“ 零” 位时 。 应检查百分表是 否复原 ， 以此来检 验测量 的准 确性 。若误 差 超 过 0 ． 0 3 to n i ， 必须 分 析 原 因 。 待 消除后 重新测量 。 4 记录结果 处理。 5 测量 出联 轴器 的直径 F H， 电机前 支座 到联 轴器端 面 的距 离 A E， 后 支座 到端面的距离 B E， 并将 Ah、 代入 式 1 、 式 2 ， 计算 出前 、 后 支座 的 调整 移动 量 。 、 ， 用加 、 减 垫 片或敲击 法 、 千斤 顶使 电动机上下 、 左右移动 。 使联轴器 同轴度达 到要求 。 5找正时需要说 明的几点问题 1 对 于安装 精度要求较低 的联轴 器 ， 可 以只按 4 2 进行 初调 。 2 进 行 4 3 测 量时 ， 可 以将 专用 的工 具 架 在 联轴 器上依 9 o 。 方 向更换 位 置 ， 重 复 测 量 ， 求 △ 、 的平均值 ， 使结果更精确 。 3 如果 由于基础 的结构影响 ， 无法测量 联轴 器 最低位置的 口 、 5 ， 则 可根 据其 他 3个 已测 得 的间 隙 数值计算 出来 口 3 口 2 口 4 一口 I ； 5 3 5 2 5 45 I 4 如果联轴 器 的一端 是绞 车等难 以盘 动 的设 备 ， 若联轴 器的外 圆和端面经过精车 的话 ， 可 以采用 只盘动 电机侧联轴器 的 办法 近 似测 量 表架 必须 固 定在可动侧的联轴器上 。 5 由于 紧地脚 螺栓 时会 把 电机拉 动 ， 所 以 ， 最 好边紧螺栓边观察 联轴 器左 右外 圆 的变 化 ， 以防联 轴器 中心线又产生偏 移。 参 考 文献 [ 1 ] 朱 梦周 ． 机 械工程 师 手册 [ M] ． 北京 机械 工业 出版社 ， 1 9 9 8 ． f 2 ] 刘 润来 ． 汽轮机 设备 检修 [ M] ． 北 京 中国电 力出 版社 ， 1 9 9 6． 作者 简介 张福强 1 9 7 6一 ， 山东 菏泽 人 ， 助 理 工 程 师 ， 1 9 9 8年 毕 业于莱 阳农 学院机 电工程 系 ， 曾从事 中 、 小 型汽 轮机 运行 与检 修技 术 工作 4 a 。 现从 事煤矿 机电 技术工 作 ． 收 稿 日期 2 0 0 4 - 0 3 - 0 1 T h e c a l c u l a b l e me t h o d a n d a d j u s t i n g s t e p o f k e e p c o u p fi ng i n fi n e Z l A NG 慨。 S m J u n - q u a n 。S ONG We n - g u a n g I J n e n g G r o u p C o r p o r a t i o n L i y a n Mi n e I n d u s t r y L i m i t e d C o m p a n y 。 Z o u c h e n g 2 7 3 5 1 7 。 C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r b r i e fl y g i v e 8 o u t t h e s t a n d a r d o f k e e p c o u p l i n g i n l i n e。 and an a l y s e s the p ri n c i p l e an d c a l c u l a b l e me tho d o f k e e p c o u p l i n g i n l i n e． W e p a r t i c u l a r i z e the s t e p h o w t o keep c o u p l i n g i n l i n e an d the p r o bl e m tha t we mu s t pa Y a t t e n t i o n t o i n the w ho l e p r o c e s s． Ke y w o r d s c o u p l i n g ； the s t a n d a r d o f k eep c o u p l i n g i n l i n e ；c a l c u l a b l e m e t h od ；a d j u s t i n g s t e p ；p rob l e m i n the wh o l e p r o c e s s 维普资讯 1 1 4 压风机断水保护 的 P L C应 用时宗林 ， 等 2 0 0 4年第 5期 感器 、 X MT智能数显 压力控 制仪 的断水保 护 改造 方 案与之进行分 析对 比。 图 1 空 压 机 断 水 保 护 示 意 图 r i g ． 1 D i s c o n n e c t e d w a g e r p r o t e c t i o n d r a m o f c o mp r e s s o r 2原断水保护 的原理及 不足之处分析 2． 1 原 理 在 每台空 压机的进水管路装设 1块电接点压力 表 ， 它 的下 限压力整定 为低 于冷却 系统的正常压力。 当水泵停止运转 、 不 上水 或 管路结垢 严 重堵 塞管道 等原 因造成压力 下 降达到 整定 时 ， 电接 点闭合 接通 控制 回路 ， 高压 断路器分 闸空压 机停止运转 ， 达 到保 护 的 目的。由于检修 时 可能需 要关 闭 闸阀 ， 导致 系 统水压变化不定 ， 故一 般 只使用压 力表 的下 限而不 用它 的上限作保护 。 2． 2不 足 之 处 1 这种断水保护方式装置 简单 ， 在大部分情况 下可满 足断水保 护 的需要 ， 如冷却泵 停 止等 。但是 有时并 不能 起到 断水 保 护作用 。通过分 析 ， 通 常管 路 中水 的压力可分 为 3种形式 水的全压 、 水 的动压 和水的静压 。电接点 压力表所 测得压力只是水管中 的静 压 ， 它并 不能真 实反 映 出实际冷却 水 流量 的大 小。 当冷却系统局域 或全部 管 中由于某种原因发生 堵塞 ， 如在 日常检修 中常 常由于工作需要 ， 在检修时 关 闭管路上 回水 闸阀 ， 而检修完毕后忘 记打开 ， 但此 时空压机仍能正 常开启 ， 保 护失 效。此 时流量 Q 0 ， 但压力表所 测 得 的压力仍 旧很 高 ， 空压 机安全 保 护电路并不能得 电工 作 ， 因此 ， 断水保 护失 去作用 ， 给安全造成一 定 的隐患 。更 为严 重 的是 ， 也有 可能 由此引起其他 大的安全事故 ， 造成设备 损坏 ， 影响生 产 ， 造成 一定 的经济损失 。 2 电接点 压力 表 的接 点在压 力骤 降时 不能可 靠闭合 ， 致使缺水 时不 能停 车 ， 保 护起 不 到作用 ， 危 害安全 。 3 P L C应 用方案的原理及应用 根据 以上分析 ， 很有必要对 断水保护进行改造 ， 使之更加 可靠 。随着 P L C在工 业 自动控 制 中广泛 应用 ， 它的高可靠 性、 通用 性 等特点 都得 到体 现 ， 性 价 比较 高。本 次改造选用 了 P L C、 X MT压力数控仪 、 H A S压力传感器组成 7台压风机 的断水保护集 中控 制方案 见图 2 。 图 2 P I J C断 水 保 护 原 理 方 框 图 ．2 P L C d e o n n e c t e d wa g e r p r o t e c t i o n p r i n c i p l e l H l r t 1 在冷却 系统 的进 水 管路 上安装 自制 的流量 计 图 1中虚线框 处 ， 没有 使用 价格 昂贵 的流 量传 感器 ， 而采用标 准孔板 ， 利用 流体 通过孔板后压力 的 变化反映 出通过管路 的流体 流量 QC d A 0 ／ 2 A p ／ p 式 中 △p 孔板前后流体 的压力差 ； p 流体的密度 ； A 。 孔 的面积 ； C 系数。 2 A p的测 量 利用 装 于 孔 板前 后 的 2块 H A S 压力传感器测得 的 4 2 0 m A电流 信 号经 过 I ／ V变 换 、 比较后 输 入 X M T， X M T仪 表显 示 压差 直 接 反 映 流量 9。 3 x MT输 出的上 、 下 限接 点 与其 他 控 制 闭锁 点输入小 P L C共同组成压风机 的保护 。 4 P L C输 出运行 、 停止指示 报警与跳 闸信号 。 4结 语 P L C断 水保护 自投 入 以来 ， 已几 次 消除空 压 机 缺水故 障 ， 可靠停车并报警 ， 取得了一定 的安全 与经 济效益 ， 具有普通 电接点 压力 表所 不具 有断 水保 护 的优点 1 改造后 使系统 的断水保护更加科学 可靠 ， 以 确保 空压 机 冷却 装 置任何 缺 水 方 式下 都 能 可 靠 动 作 ， 确保空压机正常高效运转 ， 避免原保护方式 的缺 陷 。 2 改变以往 的各 台空压 机断 水保 护分 散控 制 为集 中控制 ， 将 7台压风 机 的断水保 护 放在 一个 控 制柜 中， 每台机器运行 、 停止均有指示 ， 缺水时报 警 ， 并给高压柜跳 闸信号 。P L C的输 入输 出均有状 态指 示 ， 能够立即判断是缺 水故障还是其他故 障 ， 便于故 障的处理 。 3 原 电接点压力表 的断水保 护不作变动 ， 与新 的断水保护系统 组成 冗余 保 护 ， 确保 了压 风机 的安 全运转 。 4 改造 时虽 然投入了一定 的人力和物力 ， 由于 断水保护测量 的参数及 方式的改变 ，冷却 系统 的 回 丫 ． 一 维普资讯 2 0 0 4年第 5期 煤 矿 机 械 l l 5 文章 编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 4 1 0 5 0 1 1 5 0 3 门框式工作机构在水垢切除机上的应用 任 保 才 ，邱 玉 江 焦作工学院 ，河南 焦作 4 5 4 0 0 0 摘 要 针 对煤 矿 立井淋帮 水 大， 井筒壁 严重 结垢 造成卡罐 ， 严重威 胁 着矿 井安 全提 升 的现 状 ， 研 制开发 了一种新型 水垢切 除机 。经 实际除垢 表 明， 设 计 的 门框式 工作机 构 能适 应 井筒 中潮 湿 、 淋 帮水 大、 空间狭 窄等恶劣工况下切除井筒壁 圆形断面的水垢 ， 安全 可靠 ， 除垢效果 良好 。 关键词 井壁结垢 ；除垢 ；门框式机构 ；水垢切除机 中图号 T H 6 9 3 ． 9 文献标识码 A 1。前 言 水垢 在人们 的 日常生 活 中很 常见 ， 如家用 热水 壶水垢 ， 循 环冷却水垢 ， 在各热交换设备表面的沉积 结垢等 ， 引起热交换 效率 降低 ， 能耗增 加 ， 造成 了 国 民经济 的巨大损失 u 。安 阳矿务局铜 治煤矿 副井 筒 中淋 帮水大 ， 水 中含有碳 酸钙等沉 淀物长期积累 ， 在井筒壁上形 成严 重结垢 。其结垢特点是 垢层厚 、 面积大 、 硬 度高 、 磨蚀 性高 及强度 高 ， 井壁 结垢 厚度 达 3 0 0 m i t t 以上 。这种水 垢 的硬度 相 当于岩石 硬度 ．厂 5 ， 耐磨性 高 ， 单 向抗 压强度 2 4 ． 8 MP a 。距井底 1 4 0多 m高 的井壁 、 罐道梁 、 电缆 、 水管 、 风管等严重 结垢 ， 每隔 3 m还有 罐道梁 。原设计 井筒 中提 升罐 笼距井壁 间隙为 2 0 0 m m， 现罐笼 突 出位置 已嵌入水 垢 1 0 0 m m左右 。曾因卡 罐造 成东 码提 升钢 丝绳突 然断绳 ， 罐笼 坠人井底 的严重 事故 ， 造成 巨大 的经济 损失 ， 井筒壁结垢 一直是 困扰该 矿安全 提升 的一大 难题 。本文在对水垢原样试块进行切割试验 的基础 上 ， 提出一种新的除垢 方案 ， 用专 门设计 的 门框 式 机构来 解决切割井筒 圆形 断面 的水垢 。利用 日本 进 口的硬质 合 金材 料作 切 割刀 具 ， 研 制 出 s G 0 一 l型 水垢切 除机 。在铜 治 煤 矿副 井 筒进 行 水 垢 切 除 工 作。 2门框式 工作机构设计 2． 1 门框 式 机 架 的 结 构 设 计 S G QI型井筒水垢 切除机工作时 ， 整机需装 在 提升罐笼里 。矿井提升是联 系煤矿井下 和地面的重 要生产设备 ， 承担物料 的上提 与下放 ， 人员 和设备 的 升降 ， 提 升任务 繁忙 。首 先要 求 除水垢 时不 能影 响 矿井的正 常提升和 生产 ， 同时还要 能切 割井 筒 圆形 断面的水垢 ； 其次是 设计 的水垢 切除机 及工 作机 构 的重量 ， 结构尺 寸及性 能受 到井 筒空 间 、 罐 笼尺 寸 、 提升重量 等限制 ， 每 隔 3 m的罐道 梁 又影 响到 机器 的机械电气 化水 平 。基于 上述 原 因 ， 设 计 了 门框式 工作机构 。 由于受 到罐笼 宽度方 向 的尺寸 限制 ， 该机 的宽 度 即横 向尺寸显得特别 紧张 。横 向进 给的伸缩量 既 要满足伸 出时能切 到井筒 壁 的水垢 ， 又要 满 足罐笼 提升时工作机构缩 回到机 器 的 门框架 内 ， 不影 响 正 常提升 。因为井筒壁 的结垢 层厚 度为 3 0 0 n l l n ， 且 为 圆形断面 ， 所 以， 经综合分析 比较后 确定 门式机构 的 水方式 可以改变 ， 冷却水可直接 回冷却塔 ， 改进后 的 整个冷却 系统 可节 约一 套水 泵和 电机 ， 减少 了设备 的投入 和设备运行费用 ， 节约 电费 ， 经 济效益 可观 。 5 压力 骤 降 时 ， 电接点 不一定 可靠 闭合 ， 但智 能数控仪 X MT却 能根 据传 感器 输 出的 电流 信号 可 靠 动作 。 6 如 果 为 了降 低 改造成 本 ， 可 以省去 P L C ， 由 X MT压力 数显 仪 表输 出的接点 信 号接 人 控制 回路 组成分散控制 系统 ， 也能达到成功保护 的功 能 。 作者 简介 时 宗林 1 9 6 9一 ， 安 徽淮 南 人 ， 工程 师 ， 1 9 9 3年淮 南 矿 院电气 自动化专 业 ， 现担任 淮南潘 一矿 机 电工区副 书记 ． 收 稿 日期 2 0 0 4 ． 0 1 1 0 Ap pl i c a t i o n o f PLC i n a i r c o mp r e s s o r’ S pr o t e c t i o n o f d i s c on n e c t e d wa t e r S HI Zo n g - U n g ，CU I M i n g - g u a n g P a n y i C o a l M i n e o f H u a i n a n Mi n e I n d u s t r y G r o u p C o m p a n y ， Hu a i n a n 2 3 2 0 8 8 ， C h i n a Ab s t r a c t B e l i r t o c o mp r e s s o r n o t l o s s e ff i c a c y f o r d i s c o n n e c t e d w a t e r ， d i s c o nn e c t e d w a t e r p r o t e c t i o n me c h a n i s m mu s t b e e q ui p p ed ． r I he p a p e r a n a l y s e s a i r c o mp r e s s o r ’ s p r o t e c t i o n o f d i s c o nn e c t e d wa t e r p r i n c i p l e b a s e d o n c o mmo n ma no me l e r whi c h p res e nt s d e f e c t s- an d c o n c l u d e d t h a t th e s u c c e s s f u l a p p l i c a t i o n o f PLC i n a i r c o mp r e s s o r ’ s p r o t e c t i o n o f d i s conn e c t e d wa t e r ． Ke y wo r d s ma no me t e r ；PL C；p r o t e c t i o n o f d i s c o nn ec t e d wa t e r 维普资讯