PLC在自动板框压滤机中的应用及故障分析.pdf

第 3 5卷 第 4期 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 2 0 1 4伍 8 月 P L C在自动板框压滤机中的应用及故障分析 孙 慧 金隆铜业公司， 安徽铜陵 2 4 4 0 2 1 [ 摘 要 ] 对金隆铜业 目前使用的山东煤机立式 自动板框压滤机在运行 中出现的一些常见 电气故障进行 了介绍， 在对这些故障进行分析的基础上， 提 出了针 对性的维护改进措施。实践证 明， 金隆铜业所做的改进切 实可行， 投 资少， 运行效益 良好 。 [ 关键词 ] 压滤机 ； P L C ； 以太网； 触摸屏 ； 故障分析 中图分类号 T P 2 7 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 4 3 4 5 f 2 0 1 4 0 4 0 0 4 9 一 O 3 Th e Ap p l i c a t i o n a n d M a l f u n c t i o n An a l y s i s o f P LC i n Au t o ma t i c P l a t e a n d Fr a me Fi l t e r P r e s s S UN Hui J i n l o n g C o p p e r C o ． ， L T D ． ， T o n g L i n g ， A n h u i 2 4 4 0 2 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Ma k e i n t r o d u c t i o n f o r s o me c o mmo n e l e c t r i c a c c i d e n t s w h e n u s e t h e v e r t i c a l t y p e fi l t e r p r e s s ma d e b y S h a n d o n g C o a l Ma c h i n e C o r p ．B a s e d o n a n a l y s i s o f t h e s e ma l f u n c t i o n s ，w e p r o p o s e s o me s p e c i fi c ma i n t a i n i n g a n d u p g r a d i n g me a s u r e s ． P r a c t i c e h a s p r o v e d t h a t t h e i mp r o v e me n t ma d e b y J i n l o n g C o p p e r C o ． ， L T D i s f e a s i b l e ， e ff e c t i v e wi t h l o w i n v e s t i g a t i o n ． Ke y wo r d s fi l t e r p r e s s ； P L C； E t h e r n e t ； t o u c h s c r e e n ； ma l f u n c t i o n a n a l y s i s 金 隆铜业有 限公司 自 1 9 9 7年投产 以来， 一直使 用 L A R O X生产 的 P F 6 ． 5型压滤机处理铜 、砷滤饼， 但近年来 由于设备老化 、 腐蚀严重， 导致故障率和维 护成 本 居 高 不 下， 2 0 1 3年 有 关 部 门对 该 压 滤 机 进 行 了更 新 改 造 ， 目前 使 用 山东 煤 机 制 造 的 立 式 自动 板 框 压 滤 机 ， 应 用在 废 酸 废 水处 理 中， 在 工业 污 水 达 标 排放中起着十分重要的作用。 1 结构和控制系统简介 压滤机主要 由本体 、 高压水站 、 液压站 、 控制 系 统 4大部分组成 。4大部分各有若干电气元件分布， 如检测各阀门开关状态 的接近开关， 检测管道或油 缸压力的压力变送器等。为了就地采集来 自现场的 输入信号， 接收来 自C P U的输 出指令， 4大部 分各设 置 了一个 远 程 I ／ 0子 站。 通过 以太 网 交换 机用 以太 网 方式与 C P U实现通讯 。 压滤机控制系统通讯方式见 图 1 收稿 E t 期 2 0 1 4 0 5 2 2 作者简介 孙慧 1 9 8 6 一 ， 男， 主要从事设备点检 与维 护相关技术工作 。 图 1 压 滤 机 控 制 系统 通 讯 方 式 示 意 2 压滤机工作流程 压滤机工作分为 4个 主要步骤 进料 、 挤 压 、 干 燥、 卸料， 见图 2 。 图 2压滤机工作流程 当顶 紧装置上升， 板框闭合后， 进料阀打开， 浆液 进入各个滤室 ； 进料结束后， 高压水泵将水泵到橡胶 ． 5 0． 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第 3 5卷 隔膜， 压迫隔膜使滤液通过滤布； 再 打开干燥 阀， 用干 燥空气充满滤室， 使滤布上方 的高压水 回流到高压 水站， 并带走滤饼 中的部分剩余水分； 干燥后板框打 开， 滤布移动使滤饼从压滤机两侧卸 出f 1 】 。 3 常见故 障与分析 3 ． 1 接 近开 关类故 障 ． 接近开关安装在专用 的接近开关托架上， 托架 固定在气动阀门上。接近开关随阀门一起动作时， 与 金 属 目标物 的 距离 发生 变 化， 从 而检 测 出 阀 门的 开 、 关状态。当接近开关松动 、 脱落、 损坏， 或接线端子松 动时阀 门状态监测信号就会出现异常， 并发生报警 。 在生产过程中， 有 时会发生跳跃某一工作步骤而进 入下一步骤的情况， 这类 问题经常被误解 为程序紊 乱 ， 但经仔细检查发现 ， 引起这一问题的主要原因是 由于金属 目标物调整不 当， 或接近开关故障处 于常 亮状态， 阀门的开 、 关信号 同时到达 P L C 。此时只要 重新调整 固定金属 目标物 或更换 接近开关 即可排 除。由于压滤机的漏液， 经常有稀滤饼掉落在金属 目 标物和接近开关上， 使接近开关检测 不到金属 目标 物， P L C系统会 自动判断为阀门开关状态异 常， 从而 发生报警 。因此， 需要 定期 清理接近 开关及金属 目 标物 。 3 ． 2 P L C 故 障 P L C故 障种 类 很 多 ， 这 里 只介 绍 比较 常 见 的几 种[2 1 。 1 C P U不运行 。首先 确认外部 电源是否正常， C P U是处于 “ 编程 ” 模 式还 是“ 运行 ” 模式 ， 再 检查 P L C程序是否正常， 是否存在程序丢失等情况。如果 C P U损坏， 就需要更换 C P U ， 当程序丢失或更换 C P U 时需要重新下载 P L C程序。 2 P L C输入 、 输出模块故障。发生这类故障时可 以直接更换相应 的模块， 不需要下载 P L C程序； 如果 仅是模块通道损坏， 也可 以将控制线更换到备用通 道上’ A B 1 7 6 9系列 P L C采用 L o g i x 5 0 0 0软件编程， 只需要在程序中对地址进行相应修改， 即可完成， 相 当方便， 并可以节约备件费用。 3 1 通讯故障。 由于各 I ／ O子站都是通过 以太网方 式与 C P U实现通讯 、 交换数据， 因此网络线接 口损坏 或接触不良是导致通讯故障的常见原因 由于子站 与交换机距离较远， 最初 网线接 口都是手工制作的， 密封性较差， 使用一段时 间之后就会 出现接 口损坏 的情况 需要重新制作 。另外以太 网通讯模块 的损坏 也会 引起无法通讯 的故障， 更换 以太 网通讯模块时 需 要重新 设 置地址 。 3 ． 3 触摸 屏 故障 P F 6 ． 5型压滤机使用 X Y C O M2 0 0 0型不太适 应 现场恶劣环境， 比较容易损坏， 改用 2 7 1 1 P R D T I O C 彩色液晶显示屏， 色彩鲜 明， 中文显示， 方便操作者阅 读和操作 ， 使用寿命较长。 触摸屏无法操作的常见原 因 同样 是 由于 网络 线 接 口接触 不 好 。 这 一 问题 已经 得到解决。另外触摸屏 内部故障也会导致无法操作 或 显 示 黑 屏， 这 时需 要 更 换触 摸 屏 并 重 新 下 载 触 摸 屏程序 。 3 ． 4 液压 站 故障 液压系统常见的故障有系统压力不正常、 泄露 、 振动 、 液压冲击 、 判刑 、 噪声过大等。液压系统故障l 3 l 产生 的原因是多方面， 且原因往往是隐性 的， 因此判 断故 障时不像 电气故 障那样 有相应 的检测手段， 所 以当出现液压故 障时， 经常是先排 除电气方 面的原 因， 如液压电磁 阀不动作， 应先检查 电磁 阀线圈是否 得 电。 对于出现的液压故障， 首先要根据故障现象， 掌 握并分析液压 回路 的原 因， 熟知液压元器件的结构 ， 对于可能产生的故障现象的原因建议采取排除法逐 一 排除。例如， 可能引起系统压力不正常的常见原因 有 1 液压泵 内零件磨损严重， 动能不足 ； 2 泵的转向 不正确， 泵量低 ； 3 控制 阀阀芯由于故障卡住， 引起系 统卸荷 ； 4 液压元件磨损或密封件损坏， 造成内外泄 露 ； 5 油位过低， 油过滤器堵塞； 6 油温过高或过低， 降 低 了油 液 的粘度 。 4 E t 常维护与改进 该压滤机在废酸废水处 理中发挥重要作用， 因 此对压滤机的维护应 以预防为主， 不 能等 到故 障发 生后再去解决。点检和 日常维护很重要． 操作人员应 定期清理检查元件上的杂物； 注意检查接近开关是 否 固定好， 检查气源管及接头有无漏气点； 检查电气 元件的腐蚀状况 ， 根据实际需要不定期更换 。另外， 针对压滤机一些常见的电气故障f4 j， 技术人员进行 了 如 下改 进 1 L A R O X P F 6 ． 5型压滤机 的顶 紧装置采用电机 驱动方式，当顶紧上限和动力臂检测接近开关失效 后， 顶紧装置会一直上行最终导致顶紧装置卡死。这 时往往需要通过反盘顶紧电机或拆卸顶紧装置来解 决， 维修量较大。金隆公司在使用立式压滤机时进行 了改进， 采用液压驱动方式， 该方式通过 P L C自动控 第 4期P L C在 自动板框压滤机 中的应用及故障分析 ． 5 1． 制液压油泵 和液压 电磁 阀的动作， 驱动液压油缸 的 上 升和下 降以控制顶紧装置的上行 与下行 从根本 上 解 决 了“ 卡死 ” 问题 。 2 L A R O X P F 6 ． 5型压滤机传输阀门状态等信号 时， 全部采用硬接线方式， 电缆和接线端子数量繁多， 由于松动或接触不 良、 腐蚀 、 损坏等原因成为易故障 点 。技术 人 员对 此 进行 改 进 ， 采 用 以 太 网通讯 方 式 ， 各子站的 I ／ O信号仅通过一根网线就可以传输。 控制 电缆和接线端子大量减少， 整个控制系统更加简洁 高效。 3 手工制作的网线接 E l 经常损坏导致各子站与 C P U无 法 实 现 数据 交 换 ， 后 来 技 术 人 员 根据 现 场 实 际长度订制成 品网线， 接 口密封性好， 损坏大大减少。 4 该压滤机处理物腐蚀性强， 气源管接头经常发 生腐蚀 、 漏气， 技术人员检查分析后将接头材质从普 通 3 0 4不锈钢升 级为 2 5 4 S M0 ， 耐腐蚀性更好 ， 接头 损坏故障明显减少 。 5 同样 是 由于环境恶劣 ， P L C模块 多次 发生损 坏 ， 技术人员一方面提高柜体防护等级 ． 减少入侵粉 尘 的影 响 另一方面给柜体通入一定压力 的仪表空 气， 减少腐蚀性气体 的影响 ， 最终达到提高模块使用 寿命 、 减少故障的 目的。 5 结语 经过 金 隆 铜 业技 术 人 员 的不 懈 努力 ． 立 式 自动 板框压滤机 的故障率大大降低。 故障数从最初 每月 的几十次降到只有几次， 保证 了压滤机的连续运行 。 生产实践证 明， 改进措施是切实可行的， 投资少， 运行 效益 良好， 使该台立式 自动板框压滤机在工业 污水 达 标排 放 中起 到 了重 要 的作用 。 参考 文献 [ 1 ] 崔谦， 徐德，孙 同景． P L C在压滤机 电气控制 系统 中的应用[ 电气 传动 自动化 2 0 0 1 2 5 0 5 1 ． [ 2 ] 朱 壮志． L A R OX压 滤机控 制原理 及故 障分析[ J 】 ． 硫酸 工业， 2 0 0 2 6 4 2 - 4 5 ． [ 3 】 王 海兰， 齐继 东， 王 富强． 液压 系统故 障诊断技 术[ J ] ． 起重 运输机 械． 2 0 0 5 2 5 3 5 5 ． [ 4 ] 肖富强． 浅谈板框压滤 机运行 中常见故障及解决措施[ J J ． 科技风， 2 0 1 2 1 1 1 3 1 ， 1 4 2 ． 上接第 3 6页 直至发送到 ME S系统中， 作为质量管理的依据， 最终 显示在各站点 的计算机台账上。 采用计算机可快速、 准确地生成生产经营所需的分析检测报告 、 台账 、 异 常数据判定及处理 、 原材料及钢铁成品登记判定等， 以解脱 繁重 的人工数据处理工作， 减轻 了分析检测 人员 的劳动强度， 提高了劳动效率， 优化 了人力资源。 6 1 监 控 系统 。监控 系 统用 于监 控 自动 化 系 统整 体运行情况 。 记录系统情况 、 错误及故 障， 以保证能 快速分析故障原因。 7 辅助系统 。辅助系统主要包括配电柜 、 中央控 制柜 、 除尘设备 、 压缩空气控制柜 、 信号电缆控制柜， 确保 日常试样分析顺利进行。 4 结束语 随着钢铁生产逐步向高速度 、 高效率 、 高质量发 展， 分析检验技术与 自动化技术 的结合具有巨大的 潜力和广阔的发展前景。本文通过对马钢检测中心 X一 荧光 自动化系统的分析可以看 出。 联机 自动化分 析， 以及具有多通道 、 多元素同时分析检验 的仪器分 析等已成为钢铁企业分析检验技术 的发展方 向， 而 对于企业 而言， 不断提高 自动化分析检测技术将是 未来 先进 钢铁 企业 发展 的必 然趋 势 。 参考 文献 【 1 】 殷瑞钰， 那宝魁， 江君照， 等． 钢 的质量发展[ M] ． 北京 冶金工业 出版 社 ． 1 9 9 5 3 1 4 ． [ 2 ] 彭一江 ． 冶金 企业钢 铁分析 检测 的仪器化 f J ] ． 涟 钢科 技与 管理， 2 0 0 4 4 2 4 - 2 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