孫慧

（金隆銅業(yè)公司，安徽銅陵 244021）

PLC在自動(dòng)板框壓濾機(jī)中的應(yīng)用及故障分析

孫慧

（金隆銅業(yè)公司，安徽銅陵 244021）

對(duì)金隆銅業(yè)目前使用的山東煤機(jī)立式自動(dòng)板框壓濾機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)的一些常見(jiàn)電氣故障進(jìn)行了介紹,在對(duì)這些故障進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出了針對(duì)性的維護(hù)改進(jìn)措施。實(shí)踐證明,金隆銅業(yè)所做的改進(jìn)切實(shí)可行,投資少,運(yùn)行效益良好。

壓濾機(jī)；PLC；以太網(wǎng)；觸摸屏；故障分析

金隆銅業(yè)有限公司自1997年投產(chǎn)以來(lái),一直使用LAROX生產(chǎn)的PF6.5型壓濾機(jī)處理銅、砷濾餅,但近年來(lái)由于設(shè)備老化、腐蝕嚴(yán)重,導(dǎo)致故障率和維護(hù)成本居高不下,2013年有關(guān)部門(mén)對(duì)該壓濾機(jī)進(jìn)行了更新改造,目前使用山東煤機(jī)制造的立式自動(dòng)板框壓濾機(jī),應(yīng)用在廢酸廢水處理中,在工業(yè)污水達(dá)標(biāo)排放中起著十分重要的作用。

1 結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

壓濾機(jī)主要由本體、高壓水站、液壓站、控制系統(tǒng)4大部分組成。4大部分各有若干電氣元件分布,如檢測(cè)各閥門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的接近開(kāi)關(guān),檢測(cè)管道或油缸壓力的壓力變送器等。為了就地采集來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào),接收來(lái)自CPU的輸出指令,4大部分各設(shè)置了一個(gè)遠(yuǎn)程I/O子站,通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)用以太網(wǎng)方式與CPU實(shí)現(xiàn)通訊。壓濾機(jī)控制系統(tǒng)通訊方式見(jiàn)圖1。

圖1 壓濾機(jī)控制系統(tǒng)通訊方式示意

2 壓濾機(jī)工作流程

壓濾機(jī)工作分為4個(gè)主要步驟：進(jìn)料、擠壓、干燥、卸料,見(jiàn)圖2。

圖2 壓濾機(jī)工作流程

當(dāng)頂緊裝置上升,板框閉合后,進(jìn)料閥打開(kāi),漿液進(jìn)入各個(gè)濾室；進(jìn)料結(jié)束后,高壓水泵將水泵到橡膠隔膜,壓迫隔膜使濾液通過(guò)濾布;再打開(kāi)干燥閥,用干燥空氣充滿(mǎn)濾室,使濾布上方的高壓水回流到高壓水站,并帶走濾餅中的部分剩余水分;干燥后板框打開(kāi),濾布移動(dòng)使濾餅從壓濾機(jī)兩側(cè)卸出[1]。

3 常見(jiàn)故障與分析

3.1 接近開(kāi)關(guān)類(lèi)故障

接近開(kāi)關(guān)安裝在專(zhuān)用的接近開(kāi)關(guān)托架上,托架固定在氣動(dòng)閥門(mén)上。接近開(kāi)關(guān)隨閥門(mén)一起動(dòng)作時(shí),與金屬目標(biāo)物的距離發(fā)生變化,從而檢測(cè)出閥門(mén)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)。當(dāng)接近開(kāi)關(guān)松動(dòng)、脫落、損壞,或接線(xiàn)端子松動(dòng)時(shí),閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)異常,并發(fā)生報(bào)警。在生產(chǎn)過(guò)程中,有時(shí)會(huì)發(fā)生跳躍某一工作步驟而進(jìn)入下一步驟的情況,這類(lèi)問(wèn)題經(jīng)常被誤解為程序紊亂，但經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，引起這一問(wèn)題的主要原因是由于金屬目標(biāo)物調(diào)整不當(dāng)，或接近開(kāi)關(guān)故障處于常亮狀態(tài),閥門(mén)的開(kāi)、關(guān)信號(hào)同時(shí)到達(dá)PLC。此時(shí)只要重新調(diào)整固定金屬目標(biāo)物或更換接近開(kāi)關(guān)即可排除。由于壓濾機(jī)的漏液,經(jīng)常有稀濾餅掉落在金屬目標(biāo)物和接近開(kāi)關(guān)上,使接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)不到金屬目標(biāo)物,PLC系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷為閥門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)異常,從而發(fā)生報(bào)警。因此,需要定期清理接近開(kāi)關(guān)及金屬目標(biāo)物。

3.2 PLC故障

PLC故障種類(lèi)很多,這里只介紹比較常見(jiàn)的幾種[2]。

1)CPU不運(yùn)行。首先確認(rèn)外部電源是否正常, CPU是處于“編程”模式還是“運(yùn)行”模式，再檢查PLC程序是否正常,是否存在程序丟失等情況。如果CPU損壞,就需要更換CPU,當(dāng)程序丟失或更換CPU時(shí)需要重新下載PLC程序。

2)PLC輸入、輸出模塊故障。發(fā)生這類(lèi)故障時(shí)可以直接更換相應(yīng)的模塊,不需要下載PLC程序;如果僅是模塊通道損壞,也可以將控制線(xiàn)更換到備用通道上,A-B1769系列PLC采用Logix 5000軟件編程,只需要在程序中對(duì)地址進(jìn)行相應(yīng)修改,即可完成,相當(dāng)方便,并可以節(jié)約備件費(fèi)用。

3)通訊故障。由于各I/O子站都是通過(guò)以太網(wǎng)方式與CPU實(shí)現(xiàn)通訊、交換數(shù)據(jù),因此網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)接口損壞或接觸不良是導(dǎo)致通訊故障的常見(jiàn)原因。由于子站與交換機(jī)距離較遠(yuǎn),最初網(wǎng)線(xiàn)接口都是手工制作的，密封性較差,使用一段時(shí)間之后就會(huì)出現(xiàn)接口損壞的情況,需要重新制作。另外以太網(wǎng)通訊模塊的損壞也會(huì)引起無(wú)法通訊的故障,更換以太網(wǎng)通訊模塊時(shí)需要重新設(shè)置地址。

3.3 觸摸屏故障

PF6.5型壓濾機(jī)使用XYCOM2000型不太適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境,比較容易損壞,改用2711P-RDT10C彩色液晶顯示屏,色彩鮮明,中文顯示,方便操作者閱讀和操作，使用壽命較長(zhǎng)。觸摸屏無(wú)法操作的常見(jiàn)原因同樣是由于網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)接口接觸不好,這一問(wèn)題已經(jīng)得到解決。另外觸摸屏內(nèi)部故障也會(huì)導(dǎo)致無(wú)法操作或顯示黑屏,這時(shí)需要更換觸摸屏并重新下載觸摸屏程序。

3.4 液壓站故障

液壓系統(tǒng)常見(jiàn)的故障有系統(tǒng)壓力不正常、泄露、振動(dòng)、液壓沖擊、判刑、噪聲過(guò)大等。液壓系統(tǒng)故障[3]產(chǎn)生的原因是多方面,且原因往往是隱性的,因此判斷故障時(shí)不像電氣故障那樣有相應(yīng)的檢測(cè)手段,所以當(dāng)出現(xiàn)液壓故障時(shí),經(jīng)常是先排除電氣方面的原因，如液壓電磁閥不動(dòng)作,應(yīng)先檢查電磁閥線(xiàn)圈是否得電。對(duì)于出現(xiàn)的液壓故障,首先要根據(jù)故障現(xiàn)象,掌握并分析液壓回路的原因,熟知液壓元器件的結(jié)構(gòu)，對(duì)于可能產(chǎn)生的故障現(xiàn)象的原因建議采取排除法逐一排除。例如,可能引起系統(tǒng)壓力不正常的常見(jiàn)原因有：1)液壓泵內(nèi)零件磨損嚴(yán)重，動(dòng)能不足；2)泵的轉(zhuǎn)向不正確,泵量低；3)控制閥閥芯由于故障卡住,引起系統(tǒng)卸荷；4)液壓元件磨損或密封件損壞,造成內(nèi)外泄露；5)油位過(guò)低,油過(guò)濾器堵塞；6)油溫過(guò)高或過(guò)低,降低了油液的粘度。

4 日常維護(hù)與改進(jìn)

該壓濾機(jī)在廢酸廢水處理中發(fā)揮重要作用,因此對(duì)壓濾機(jī)的維護(hù)應(yīng)以預(yù)防為主,不能等到故障發(fā)生后再去解決。點(diǎn)檢和日常維護(hù)很重要,操作人員應(yīng)定期清理檢查元件上的雜物;注意檢查接近開(kāi)關(guān)是否固定好,檢查氣源管及接頭有無(wú)漏氣點(diǎn);檢查電氣元件的腐蝕狀況，根據(jù)實(shí)際需要不定期更換。另外,針對(duì)壓濾機(jī)一些常見(jiàn)的電氣故障[4],技術(shù)人員進(jìn)行了如下改進(jìn)：

1)LAROX PF6.5型壓濾機(jī)的頂緊裝置采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式,當(dāng)頂緊上限和動(dòng)力臂檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)失效后,頂緊裝置會(huì)一直上行最終導(dǎo)致頂緊裝置卡死。這時(shí)往往需要通過(guò)反盤(pán)頂緊電機(jī)或拆卸頂緊裝置來(lái)解決,維修量較大。金隆公司在使用立式壓濾機(jī)時(shí)進(jìn)行了改進(jìn),采用液壓驅(qū)動(dòng)方式,該方式通過(guò)PLC自動(dòng)控制液壓油泵和液壓電磁閥的動(dòng)作,驅(qū)動(dòng)液壓油缸的上升和下降以控制頂緊裝置的上行與下行,從根本上解決了“卡死”問(wèn)題。

2)LAROX PF6.5型壓濾機(jī)傳輸閥門(mén)狀態(tài)等信號(hào)時(shí),全部采用硬接線(xiàn)方式,電纜和接線(xiàn)端子數(shù)量繁多,由于松動(dòng)或接觸不良、腐蝕、損壞等原因成為易故障點(diǎn)。技術(shù)人員對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)，采用以太網(wǎng)通訊方式,各子站的I/O信號(hào)僅通過(guò)一根網(wǎng)線(xiàn)就可以傳輸,控制電纜和接線(xiàn)端子大量減少,整個(gè)控制系統(tǒng)更加簡(jiǎn)潔高效。

3)手工制作的網(wǎng)線(xiàn)接口經(jīng)常損壞導(dǎo)致各子站與CPU無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，后來(lái)技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際長(zhǎng)度訂制成品網(wǎng)線(xiàn),接口密封性好,損壞大大減少。

4)該壓濾機(jī)處理物腐蝕性強(qiáng),氣源管接頭經(jīng)常發(fā)生腐蝕、漏氣,技術(shù)人員檢查分析后將接頭材質(zhì)從普通304不銹鋼升級(jí)為254SMO,耐腐蝕性更好,接頭損壞故障明顯減少。

5)同樣是由于環(huán)境惡劣,PLC模塊多次發(fā)生損壞，技術(shù)人員一方面提高柜體防護(hù)等級(jí)，減少入侵粉塵的影響;另一方面給柜體通入一定壓力的儀表空氣,減少腐蝕性氣體的影響，最終達(dá)到提高模塊使用壽命、減少故障的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)金隆銅業(yè)技術(shù)人員的不懈努力，立式自動(dòng)板框壓濾機(jī)的故障率大大降低,故障數(shù)從最初每月的幾十次降到只有幾次,保證了壓濾機(jī)的連續(xù)運(yùn)行。生產(chǎn)實(shí)踐證明，改進(jìn)措施是切實(shí)可行的,投資少,運(yùn)行效益良好,使該臺(tái)立式自動(dòng)板框壓濾機(jī)在工業(yè)污水達(dá)標(biāo)排放中起到了重要的作用。

[1] 崔謙,徐德,孫同景.PLC在壓濾機(jī)電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化,2001(2):50-51.

[2] 朱壯志.LAROX壓濾機(jī)控制原理及故障分析[J].硫酸工業(yè),2002 (6):42-45.

[3] 王海蘭,齊繼東,王富強(qiáng).液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2005(2):53-55.

[4] 肖富強(qiáng).淺談板框壓濾機(jī)運(yùn)行中常見(jiàn)故障及解決措施[J].科技風(fēng), 2012(11):131,142.

The Application and Malfunction Analysis of PLC in Automatic Plate and Frame Filter Press

SUN Hui
(Jinlong Coppe
r Co.,LTD.,TongLing,Anhui 244021,China)

Make introduction for some common electric accidents when use the vertical type filter press made by Shandong Coal Machine Corp.Based on analysis of these malfunctions,we propose some specific maintaining and upgrading measures.Practice has proved that the improvement made by Jinlong Copper Co.,LTD is feasible,effective with low investigation.

filter press;PLC;Ethernet;touch screen;malfunction analysis

TP273

B

1004-4345(2014)04-0049-03

2014-05-22

孫 慧(1986—),男,主要從事設(shè)備點(diǎn)檢與維護(hù)相關(guān)技術(shù)工作。