壓濾機自動控制系統的設計實現

馬儷禎

（晉能控股煤業集團洗選分公司， 山西 大同 037001）

1 壓濾機概述

壓濾機作為一種固液分離設備，是利用在過濾介質的一側施加機械力作用，形成的機械力作用引導濾板壓緊物料來進行物料的固液分離，同時，借助過濾裝置完成過濾工作的機械設備。壓濾機具有分離效果好、適用范圍廣、結構簡單、過濾操作效果好等優點，已經成為選煤廠的必備使用設備。壓濾機的整體結構有液壓裝置、機架部分、拉板裝置、電氣控制裝置、過濾裝置等，其中機架部分屬于壓濾機的基本部件，主要是用來支持濾板和拉板構件，由壓緊板、止推板、油缸系統等部分組成；拉板裝置有減速機、拉板小車、電機、鏈輪鏈條等，在PLC 控制下電機進行運轉，同時，拉板小車在鏈條作用下完成自動拉板動作；電氣控制是壓濾機整個控制系統的中心，由變頻器、PLC 程序控制器、開關、繼電器和電源指示燈組成，有手動控制和自動控制兩種模式；過濾裝置由濾布、濾框、濾板、壓榨隔膜等部分組成；液壓裝置屬于壓濾機的主要動力來源，針對電控系統進行編程，并將其與油泵、油缸、液壓部件連接一起，共同來完成自動壓緊和自動松開等工作。針對壓濾機需借助人工作業來完成打開和關閉動作，且還會發生濾室被打開的現象，自動化程度較低，本文對壓濾機進行自動控制系統設計，并在原有性能上進行優化，不僅提高了煤泥選煤工作效率，且降低了勞動強度。

2 壓濾機自動控制系統的設計實現

對于壓濾機的自動控制系統，要求在保證運行平穩的先決條件下，能準確地將設備的運行狀況、故障狀態、安全控制等反映出來，如急停控制、邏輯限制、故障控制等都屬于安全控制方面，本文主要對壓濾機整體工作過程中的三部分進行自動控制設計。其中，壓濾機自動控制系統的流程圖如圖1 所示。

圖1 壓濾機自動控制系統的流程圖

2.1 壓濾機自動關閉過程的設計

對于壓濾機控制箱上的5 個按鈕，有電源開關1個、急停和保持性按鈕各1 個、非保持型按鈕2 個。對于原先采用的壓濾機控制程序，需要借助保持性按鈕來切換實現自動和手動操作，本文中壓濾機自動控制系統依然可以借助保持型按鈕來完成手自動控制切換動作。當油箱油位位于正常位置時，壓濾機準備好后才能進行關閉動作，在關閉進程中，主、輔液壓缸和電動閥協同相互動作，在達到一定位置后觸動關閉限位開關，壓濾機停止關閉。壓濾機自動關閉控制流程圖如圖2 所示。

圖2 壓濾機自動關閉過程的控制流程圖

2.2 壓濾機自動上料過濾過程的設計

壓濾機關閉完成后，緊接著入料泵開始進料，上料動作的完成情況可依據集液箱內液位傳感器的動作形式判定。在進料泵給各個濾室上料的過程中，液壓泵應停止動作。現實工況是在進行二次填充加壓過濾中，濾室有時會出現被頂開的現象。本文設計的自動控制系統是：當出現濾室被頂開的現象時，壓濾機應能自動停止上料，并關閉濾室，關閉結束后緊接著又可以進行填充上料動作，并繼續執行加壓過濾動作。當連續出現兩次以上的上述情形時，控制系統應停止任何動作并報警。其中，在加壓過濾動作結束后，控制器控制進/排氣閥門打開、關閉動作自動進行吹氣置換動作；同時，在上料填充進程中，壓濾機的頂吹閥根據指示的動作自行打開和關閉，從而使濾室中的水分降低。壓濾機自動上料控制的流程圖如圖3 所示。

圖3 壓濾機自動上料過程的控制流程圖

2.3 壓濾機自動卸餅過程的設計

壓濾機自動卸餅動作是在煤泥填充、加壓過濾、吹氣置換等動作結束后才執行。本文采用的是無強制卸餅裝置的壓濾機，在含高水分濾餅情形下，濾布和濾餅間形成的阻力會比較大，這時候僅憑借濾餅的自身重力無法完成卸餅動作，就需要依靠人工敲擊卸下濾餅，無形之中就降低了生產效率，給生產帶來不便。且據現場實際反饋，需要人工多次打開和關閉壓濾機動作，才能全部卸下濾餅。此外，在打開、關閉壓濾機的多次進程中，讓濾板來回往復搖擺來卸下濾餅，防止出現人工敲擊濾餅的現象。為改善手動操作卸餅動作，本文設計循環自動卸餅動作，通過觸摸屏設定循環卸餅的次數，讓壓濾機多次進行卸餅動作，不僅可以快速將濾餅卸下完全，且避免出現手動敲擊濾餅的現象。壓濾機自動卸餅控制的流程圖如圖4 所示。

圖4 壓濾機自動卸餅的控制流程圖

當壓濾機開始執行打開和關閉動作時，設置計時控制裝置，其控制系統會在打開、關閉時間超過設定值時報警；也會在PLC 對入料泵執行啟動命令時信號不反饋時報警。同時，根據實際工況，人工可通過觸摸屏設置加壓過濾的時間，在其加壓過濾動作進程中，當壓力太大時出現濾室被頂開的現象，壓濾機控制系統停止上料并重新開始關閉濾室動作，壓濾機控制系統還可通過設置最大、最小關閉時間來保護其液壓系統和確保濾室關閉完全，壓濾機控制系統會在最大關閉時間超出時報警，且最小關閉時間必須要小于壓濾機二次關閉的時間，壓濾機控制系統也會在多次連續出現二次關閉動作時報警。當壓濾機控制系統發出報警時，壓濾機就會停止工作[1-4]。

3 結語

為提高煤泥選煤工作效率，降低工人勞動強度，本文對壓濾機進行自動優化控制設計，根據實際工況對壓濾機進行設計，實現了壓濾機的自動上料、關閉、加壓過濾等進程，降低了勞動強度；并對壓濾機自動控制系統進行優化，一是執行多次卸餅動作，通過設置循環卸餅次數，使壓濾機的濾餅能夠卸下完全，防止人工干預卸餅動作；二是執行濾室二次關閉動作，在壓濾機加壓過濾過程中，若濾室出現被頂開現象時，控制系統停止執行上料動作并重新關閉，防止發生壓濾機破壞以及煤泥泄露等現象。