PLC在通风机中的应用及常见故障分析.pdf

科技专论 P L C 在通风机中的应用及常见故障分析 李国栋 聊城市技师学院山东聊城2 5 2 0 0 0 【 摘要】 矿风井安装两台大型矿用轴流式凤机， 一用一备。 拖动电 机 为异 步电机 ， 采用串联电抗 器起 动。风机的风量调 节通过动态调节风叶 的角 度 ， 达 到调 节风量的 目的。 电控 系统 采用了 上位机和P E G 组成的二 级分布式 计算机集散式控制系统， 在扇风机运行的过程进行 实时的数据检 测、 数据 显示、 控制、 保护、 报警和管理。 I 关键词】 风机； P L C ； 故障 一 风机集控系统的应用意义 扇风机是煤矿建设和生产中关键而又重要的设备， 运行的好与坏 直接关系到煤矿的安全生产和经济效益。 因此， 一个比较完善、 操作方 便的控制系统对其运行的过程进行监控便显得十分重要， 也是保障风 机安全、 可靠运行的最佳途径。 二 集控系统的组成． 功能 1 ． 系统组成。 矿风井安装两台大型矿用轴流式风机， 一用一备。 拖 动电机为异步电机， 采用串联电抗器起动。 风机的风量调节通过动态调 节风 叶的角度， 达到调节风量的 目的。 电控系统采用了上位机* n P L C 组成的二级分布式计算机集散式控 制系统， 在扇风机运行的过程进行实时的数据检测、 数据显示、 控制、 保护、 报警和管理。 系统由操作站 以下简称为上位机 和现场控制站 两部分组 成， 现场 控制站采用S 7 3 0 0 系列 的P LC 一对一控制。 2 ． 系统控制功能描述。 1 采集各台扇风机运行的工艺参数、 电器 参数、 电气设备运行的状况。 2 扇风机可由P L C 进行控制， 严格按控 制程序进行控制， 并对扇风机正常切换和故障切换进行控制和操作指 导 ； 且在控制柜实现硬件闭锁控制。 3 在控制站显示扇风系统工艺参 数表、 电气参数、 设备运行状态 工作、 停止、 故障 以及报警参数表等。 4 自 动建立数据库 ， 对于重要的 亡 艺参数、 电气参数自 动生成趋势曲 线。 5 报表打印功能。 6 当运行风机发生故障时， 利用运行记录的 曲线对故障进行分析和处理。 7 在条件具备时， 可实现远控， 达到 “ 无 人值守” 。 三、 操作程序 1 ． 系统开机步骤。 监控系统的供电电源、 1 号风机操作柜电源、 2 号 风机操作柜电源引自低压柜， 在开机前，首先应保证计算机的控制电源 已经上电， 且U P S 电源已处于工作状态， U P S 控制器面板的电源指示灯 亮， 无断续的报警声 市电已接上 ， 此时， 合P L C 控制柜中各路电源， 按电脑机箱上的电源按钮即可开启监控主机。 2 ． 软件配置需求。 如果计算机重新安装操作系统， 安装时所需的软 件工具有 Wi n d o ws XP 、 WI NC C 6 ． O 组态软件、 S Q L 2 0 0 0 、 数据查询软 件、 性 能测 试软件。 3 、 操作说 明。 一般操作 规程 ●启动风机 首先松闸到位， 开启油站， 再开启风机的风门， 风门开 到位， 再启动风机， 启动完毕， 观察其运行的电流电压均处正常状态， 无 异常声音和振动。 ●停机的操作顺序为 先停止风机， 再关闭该风机的风门， 在延时 3 分钟后关闭油站， 完成本风机的全部停机工作。 ●正常运行 风机运行声音正常， 无较突出的异常声音； 运行电流、 电压稳定， 无较大波动； 风量、 压力无较大波动； 机体无较大震动； 电机绕组温度不超过1 2 0 C 的情况下， 基本稳定， 无较大波动； 电机轴 承 度温度不超 过7 0 E， 风机轴 承温度不超过 8 C稳定 。 ●故障情况及处理 轴承故障 对于连续运行的风机突然轴承温 度急剧上升， 有时一小时之内比正常温度上升十余度， 直至超 过9 5 C ， 必须停机检查或更换轴承； 出现电机电流突然增大， 并超出额定电流， 应自 动停机， 更换轴承。 电机绕组温度超过1 4 5 C 的情况。 4 ． 报警预告 当风机运行发生下列情况之一时， 系统便会发出报警声响信号， 提 醒操作人员注意， 首先， 操作人员应操作 “ 报警声响解除” 按钮， 解除报 警声响信号， 但报警指示灯仍然点亮， 直至报警被排除。 下列情况引起 风机报警。 ●风机支承轴承或推力轴承温度达N 8 o oc； ●电机轴承温 度达 到7 0 C； ●电机定子温 度达到1 2 5 C； ●油站 出口压力小于0 ． 1 2 Mp a ； ●风门电气故障 ， ●振动大 于6 ． 5 MM／ S 5 ． 危险预告 当风机 运行发生下列情况 之一时 ， 系统 便会发出报警声 响信号， 提 醒操作人员注意， 首先， 操作人员应操作 “ 事故报警声响解除” 按钮， 解 除报警声响信号， 但报警指示灯仍然点亮， 直至报警被排除。 下列情况 引起凤机 危险预告。 ◆风机支承轴 承或推力轴承温度 达 0 9 5 “ C； 并持续 1 5 s 以 } ； ● 电机轴 承温度达N9 5 oc， 并持续1 5 s 以 上； ● 电机 定子温度达, 1 1 4 5 0c， 并持续 1 5 s 以上； ●油站出口 压力小于0 ． 0 7 Mp a 并持续1 2 mi n 以上； ●风机喘振 ， 并 持续 1 5 s 以上 ； ● 油站运行时 油压极低和油位低 。 ● 振动大于1 1 MM／ 6 ． 其他操作 ●润滑油站操作 当润滑油站 柜 门上转换 开关打 至 ‘ 集控 ’ 位置， 且P LC柜门上的转 换开关打至 ‘ 自 动’ 位置时， 润滑油泵将在启动风机时打开， 风机停止后 延时3 分钟关闭； 当润滑油站柜门上转换开关打至 ‘ 就地’ 位置时 润滑 油泵的启停将由润滑油站控制系统控制。 ●风门的操作， 在上位机和控制柜操作时， 需将风门控制箱的转换 开关打 到远 程位置 ， 控制柜的操作为点动 ， 上位操 作有开 关到位连锁 控 制。 四、 常见故障分析 1 ． 系统 护 不要使用可能带有病毒的可移动磁盘 软盘、 光盘、 U盘、 移动硬 盘 。 不要随意打开处理不清楚的文件夹， 以免损坏系统使系统运行不 正常。 2 ． 后台控制统常见故障处理 1 输 入用 户名密 码打 不开系统 登录界 面时， 请核 对输 人密码和 用户名 。 2 如 果无法打 开系统 界面， 说 明系统运 行不正常，这时可重 新启动机器， 恢复设置， 再行进入。 3 通讯程序若有暂时连接失败现 象， 属于偶然性 现象 ， 程 序可 自行恢 复。 4 连接失败 常时间出现 时， 应 确认通讯接口 连线是否有松动现象。 5 温度跳高或为零时， 检查对应 的P T 1 0 0 连接点。 6 风量的负压表读数不正常时， 确定管路无漏风， 风量负压系数可上位调整。 3 ． 通风机常见故障分析 1 主电机起 动故障及原 因 ●当运转风机停止时， 起动备用风机， 在起动前如果备用风机的电 动闸门没有打开或没有完全 打开， 而起动备用风机 易造成 过流； ●设置短接电抗器的时间过短， 在电机未达到额定转速9 5 ％时短 接电抗器， 造成起动电流过大； 2 电机及风机轴承过热故障及原因 ●电机前后轴承温度过高原因电机轴承缺油或加注润滑油脂过 多； ●电机前后冷 却风 扇损坏； 下转第3 8 7 页 38 6 鹰 影响硫铵结晶粒度因素的控制 李志宏 大庆炼化公司聚合物一厂硫铵车间 【 摘要l本文主要介绍了 硫铵结晶原理和硫铵结晶的影响因素， 以及 硫 铵结晶因素 的主要控 制方法。 【 关键词1硫铵； 结晶； 粒度 前言 硫酸铵装置是炼化公司丙烯腈生产的配套装置， 用来处理丙烯、 氨 氧化法生产丙烯腈的副产物硫酸铵溶液。 本装置生产采取减压蒸发等 操作， 使丙烯腈装置来的稀硫酸铵溶液增浓到过饱和， 实现回收结晶硫 酸铵 的目的。 1 ． 硫铵结晶原理 硫铵 的结晶主要 由反应 、 过饱和溶 液的形成 、晶核 的产生和晶体的 成长几个 阶段组 成 。 随 着反应的进 行， 形式过 饱和溶 液 ， 达 到一 定过饱 和度时， 析出固相微观晶粒， 这是晶核的形成过程， 接着是晶核的长大 也称为晶体的生长过程。 由于晶液的流动， 晶体之间及晶体与设备之间 的摩擦、 碰撞， 液体对晶体表面的冲刷， 又产生新的晶核， 称为二次成 核。 通常晶核的形成和晶体的成长是同时进行的。 在结晶过程中， 无论 是 晶核的形成， 还是晶核的生长， 都要消耗溶液中的溶质， 均以一定的 过饱和度为推动力。 每一粒晶体都是由一粒晶核生长而成的， 在一定条 件下， 如果晶核成核速率越大， 晶核的生成量越多， 溶液中有限的溶质 要同时供应大量的晶核生长， 晶核的生长速率就越慢， 结果导致大量的 细小结晶； 反之， 晶核的生成量越少， 结晶粒度就会长得越大。 可见， 晶 核的生成速率和晶核的生长速率是此消彼长的关系， 如能控制这两种 速率， 便可控制结晶的粒度。 此外， 结晶条件对产品的粒度也有很大的影响， 如温度、 搅拌、 酸 度、 杂 质等 都以一定 的方式 影响结晶过程 。 2 ． 影响硫铵结晶粒度的因素 根据结晶原理分析， 影响硫铵结晶粒度的因素， 归纳起来， 主要有 以下几项 1 母液的搅拌程度 2 饱和器工作温度 3 母液的酸度和加 酸制度 4 母液的晶比 5 母液中的杂质 母液的搅拌程度和饱和器工作温度变动不大， 可以说近似恒定； 母 液的酸度、 晶比随时间呈周期性变化， 控制不当， 对结晶粒度将产生很 大影响； 母液中的杂质， 在量的变化上比较敏感， 一旦发生， 对生产的 影响很大。 所以， 母液的酸度、 晶比、 杂质含量， 是生产控制的重点。 3 ． 影响因素的控制 3 ． 1 母液酸度 母液酸度对硫铵结晶的影响一是酸度的高低对结晶形状的影响， 二是酸度的频繁变动破坏了结晶的正常生长条件。 在一定条件下， 随着 母液酸度的提高， 母液的介稳区减小， 硫铵晶形从多面体颗粒转变为细 长 易碎的 六角 棱柱 形 ，同时 ， 母液 黏度增 大 ， 阻碍 晶体 的正常生长 ； 过 低也不行， 虽然硫铵结晶在1 3 H5 - 6 的弱酸性介质中生成较大的圆形晶 体， 但是使氨的吸收效率下降， 还易造成饱和器堵塞， 而且当母液酸度 低于3 ． 5 ％时， 因母液密度下降易产生泡沫 ， 使饱和器操作恶化。 为避免 这些影响， 必须在酸性介质中进行结晶， 正常生产时， 母液酸度保持在 4 ％～6 ％为宜。 酸度对结晶粒度的影响还表现在定期向系统大加酸时， 母液酸度大幅度提高， 使母液中的晶种消失， 破坏了结晶的正常生长条 件。 再次结晶时， 在较高饱和度下发生初级成核， 使母液中的细小结晶 增多。 因此要生产大颗粒结晶硫胺， 应减少大加酸的次数， 尽量延长饱 和期的稳定操作时间。 3 ． 2 母液晶比 对饱和器中晶比的控制 ， 是控制硫胺结晶粒度的重要措施。 从结晶 原理可以知道， 如能控制成核速率和晶核的生长速率便可控制品体的 粒度。 然而， 在生产中这两种速率是极不易控制的， 无论是爆发式的初 级成核， 还是因摩擦碰撞产生的二次成核都很难控制， 生成的晶核总是 过量。 过饱和度的高低， 在一定温度下取决于母液中晶核的数量。 当母 液中存在足量晶核时， 新生成的硫胺溶质完全用于晶体的生长， 过饱和 度趋干稳定， 晶体处于稳定的生长环境中。 生产中采用控制晶比的办法 来控制过饱和度， 达到控制晶体粒度的目 的。 晶比的大小直接影响结晶 的粒度。 晶比过大时由于摩擦碰撞机会增多， 大颗粒结晶被破碎， 使二 次成核量增大， 晶体成长速率减慢， 晶体粒度减小， 并使母液搅拌阻力 增加， 导致搅拌不良， 同时减少了氨与硫酸反应所需的容积， 不利于氨 的吸收， 还易加重堵塞情况； 晶比太小可能出现晶核量少， 使过饱和度 升高， 产生大量的初级成核， 使结晶粒度减小， 晶比太小， 使取出次数 增加， 缩短了晶体的生长时间， 同样使晶体粒度减小。 因此， 母液中必须 控制一定的品比 ， 以得到大 颗粒硫胺 。 晶比的控制原则应是 避免初级成核， 适当控制二次成核， 尽量延 长晶体的生长时间。 对晶比的控制， 除在量上控制晶比外， 还要对结晶 的形状、 色泽进行观察， 预测饱和器内结晶情况， 结合实际取出结晶粒 度进行判断， 调节。 如果发现晶液中结晶细小， 且取出品粒也小， 则应考 虑是否酸度过高， 还是晶比高低不当， 成核过多所致。 3 ． 3 杂质 硫铵母液中杂质的种类和含量， 取决于所采用的工艺流程、 硫酸质 量、 用水质量和设备的防腐质量。 母液中所含的可溶性杂质主要有铁、 铜铝、 砷等各种盐类， 主要来自硫酸、 设备腐蚀和工业用水， 这些离子吸 附在硫铵结晶的表面， 遮盖了结晶表面的活性区域 ， 使结晶成长缓慢； 金属离子对硫铵晶体的生长有较大影响， 尤其是铁离子影响最大， 即使 在母液中含量极少， 也会使晶体生长速率显著下降。 母液中的杂质不仅 影响硫铵的晶形和晶体成长， 而且还使单位时间内晶体体积总增长量小 于饱和器中硫铵生成量， 打破固液平衡， 不仅使晶体强度降低， 同时形 成大量针状晶核， 破坏正常操作。 因此， 必须在工艺、 设备等方面采取有 效措 施， 从根源 上减小杂 质的进 入。 参考文献 ⋯丁绪淮． 谈道 工业 结晶北京 化 学工业出版 社， 1 9 8 ,5 ． 上接3 8 6 页 ●风机轴承温度过高原因来自稀油站供没压力过低或油箱内油温 过高以及振动 水平或垂直 大； 3 稀油站运行时油压过低或油温过高原因 ◆电机电压低转速慢造成供油压力低， 油箱油质脏或滤网堵塞； ●油温高主要是散热问题， 如冷却风扇电机故障或油箱内油温高， 冬季时油质粘度大等原因。 综上所述， P L C 在通风系统中的应用提高了生产自动化程度和运 行的可靠性， 长远来讲节约了生产成本， 同时， 实践证明， 本文为这个系 统指出的常见故障和解决方法切实可行， 可资借鉴。 2 R7