煤矿井下排水泵房PLC控制系统.pdf

工 业 技 术 2 0 1 3 年 第3 3 期 I 科技创新与应用 浅谈空压机的维修与对比 刘繁东 哈轴集 团公 司能源动力部， 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 3 6 摘要 文章主要对哈轴集团中的普通空压机进行阐述， 并对活塞式空压机和螺杆式空压机进行对比分析， 这样才能够在具体的 工作中更好地运用空压机， 进一步提高生产效率， 保证产品质量。通过此文章希望能够为空压机的发展提供一定的借鉴。 关 键 词 空压 机 ； 维修 ； 对 比 前言 用可靠性高的螺杆式空压机取代易损件多、 可靠性差的活塞式 空压机 ， 已经成为必然趋势 。根据统计 日本螺杆压缩机 1 9 7 6 年仅 占2 7 ％， 1 9 8 5年则上升到 8 5 ％。而西方发达国家螺杆空压机市场占 有率为8 0 ％， 并保持上升势头。螺杆空压机具有结构简单、 体积小、 没有易损件、 工作可靠、 寿命长、 维修简单等优点， 所以被广泛使用。 当前的螺杆空压机基本构造是在压缩机的机体中， 平行地配置 着一对相互啮合的螺旋形转子，通常把节圆外具有凸齿的转子， 称 为阳转子或阳螺杆。把节圆内具有凹齿的转子， 称为阴转子或阴转 子， 一般阳转子与原动机连接 ， 由阳转子带动阴转子转动转子上的 最后一对轴承实现轴向定位， 并承受压缩机中的轴向力。转子两端 的圆柱滚子轴承使转子实现径向定位，并承受压缩机中的径向力。 在压缩机机体的两端， 分别开设一定形状和大小的孑 L 口。一个供吸 气用， 称为进气口； 另一个供排气用， 称作排气口。 1螺杆式空压机运行中的故障 1 ． 1机组排气温度高， 空压机自行跳闸， 产生的原因如下 机组 润滑油量不足； 环境温度超过所规定的范围； 油冷却器散热翅片被 灰尘堵塞， 需从里往外吹； 润滑油不正确； 恒温旁路控制阀故障； 油 过滤器芯堵塞； 冷却风扇故障； 排风管道不畅通或排风阻力大； 温度 传感器故障。 1 ．2空压机排气温度低于正常值， 原因如下 环境温度低； 无负 荷太久； 温度传感器可能有偏差； 热控制阀故障。 1 ．3压缩气量低 ， 出口压力低 ， 原因如下 进 口空气过滤器堵塞 ； 进气阀动作不良； 出口最小压力阀维持阀动作不良； 油气分离滤芯 堵塞； 压力泄放阀泄漏； 传感部件故障； 压力传感器故障。 1 ．4空压机油耗大 ， 原因如下 油管堵塞 ； 润滑油太多 ； 运行时排 气 压力太低 ； 油气分离滤芯破损 ； 回油管止 回阀故 障 ； 油 冷系统泄 漏 ； 润滑油规格错误 。 1 ． 5排气压力过高， 原因如下 进口加载电磁阀故障； 进气阀故 障， 卸载时关闭不了； 压力设置太高； 压力传感器故障； 压力表故障； 压力开关故障。 1 ． 6风扇电机过载， 原因如下 风扇变形； 风扇电机故障； 接线松 动 ； 冷却器堵塞 ； 排气阻力大。 1 ． 7主机无法卸载运行 ， 原 因如下 电磁 阀故 障； 控制器故障 ； 进 气阀动作不 良； 进气 阀何服器所缸膜片破裂 ； 压力维持阀动作不良； 压力传感器故障 ； 管路泄漏 ； 进 口空气滤清器堵塞 ， 进空气不足。 2在活塞式空压机到螺杆式空压 机的运行 与维护 2 ． 1活塞式空气压缩机为往复式运动结构 ， 存在着不可消除的 慢性力， 因此运动时振动大， 噪音高， 较大活塞式空气压缩机安装时 需要专门的固定基础，而螺杆式空气压缩机为回转式压动机构， 平 衡性很好 ， 振 动小 ， 噪音低 ， 无需安装基础 ， 同时也避免 了对工作环 境 的污染 。 2 ． 2活塞式空气压缩机有气阀、 活塞、 活塞环、 连杆、 瓦等诸多易 损件。 连续运行的可靠性差 ， 不仅会影响生产， 还会增加维护管理费 用 。 2 ． 3活塞式空气压缩机是往复间断性供气，运行时气流脉动 大， 螺杆压缩机转速高， 输气平稳无气流脉动。 能够满足要求较高气 量用户的需求。 2 ． 4活塞式空气压缩机的效率低。活塞与气缸长期运行后间隙 加大 ， 经济性更差 ， 而螺杆式空气压缩机 由于 自身结构 特点不会 出 现磨损 ， 因此长期运行经济性远远优与活塞式空气压缩机。 2 ． 5活塞式空气压缩机基本没有 自动控制系统。螺杆式空气压 缩机有完善 的自动控制与保护系统 ， 属于机电一体化设备 。方便 了 设备的维护管理。同时也最大限度的降低了能耗。 从以上几点能对 比活塞式空气压缩机与螺杆式空气压缩机 ， 螺 杆空气压缩机将取代活塞式空气压缩机 。 综上所述 ， 文章主要阐述了空压机 的故障产生原因 ， 并对 两种 空压机进行对 比， 希望能够为同行提供借鉴。 参考 文 献 『 1 ] 张秋兵 ， 孙好英． 螺杆式 空压机运行 中发 生故障原 因分析及消除 措施 [ J 】 ．硅谷 ， 2 0 1 0 ． 【 2 】 高军平． 螺杆式空压机的维护保养和故障排除探究f J ] ． 中国石油和 化工标 准与质量， 2 0 1 2 ． 【 3 】 吕新磊 ， 王永华 ， 高永田． 螺杆 式空压机变频 节能改造 方案设计【 J ] ． 郑 州轻工业学院学报 自然科 学版 ， 2 0 1 2 ． 度模块 1 7 5 6 一 I R 6 I 三块， 机架号为0 0 8 、 0 0 9 、 0 1 0 ， 机架空槽余量为两 个 。 与输入， 输 出模块相对应的 2 0 P接线臂 1 7 5 6 一 T B N H五块 ， 3 6 P接 线臂 1 7 5 6 一 T B C H两块 。 3 ． 3井下排水泵房监测仪表的选择『 1 ] 水仓 中安装两只D B 1 0 1 0 5 m液位计 ，离心泵的吸水管上装设 D Y1 1 5 1 G P真空表又称压力计， 水泵排出管上装设流量计装置。以 上仪表均具有 防冲击功能。 4控制系统软件设计 4 ． 1水位监控 水位信号是水泵控制一个非 常重要的参数 ， 本 系统采用双水位 计测量水仓水位 的变化 。水位信号为 H j ， 最低水位点为 H1 ， 高水位 点为 H 2 ， 警戒水位点为 H 3 ， 极限水位点为 H 4 。 当 H i H 2 时， 可立即启动工作水泵排水； 当 H i H 3时， 必须启 动一台水泵排水； 当H i H 4时， 开启两台水泵同时排水。其程序流 程图如 图 1 所示 。 4 ． 2单台水泵启停的逻辑实现 首先，P L C进行初始化，各泵组处于停机状态， P L C接受来 自 各传感器的数字量、 模拟量进行计算分析， 若无故障且水位信息超 过 了水位 的允许波动范围， 即检测到水位值大于或等于设定的水位 高度时， P L C检测水泵出水口压力， 若压力值大于或等于设定值， 则 打开出水 口电动阀进行正常排水 。程序流程图 2 所示 。 5监控系统概述 本系统借助工业以太网和网络交换机完成控制器与触摸屏 、 上 位机的通讯 ， 并最终实现其 自动化 ； 从人机界面设计和上位机组态 两方面完成监 控系统 的设计 ， 并做 出人机交互 界面 ， 通过触摸屏和 上位机组态的实际应用， 很好的提高了矿井 自动化。 监控系统部分主要由上位机组态来完成囟 。组态软件是运行于 P C平 台的一个通用工具软件 ，和 P C机或工控机一起可组成 H MI 人机操作界面 产品， P L C同时将水泵的运行状态与参数经安全生 产监测系统分站传至地面生产高度中心， 与全矿井生产监控系统共 网， 管理人员在地面可实现对井下水泵房的操作、 监控和管理工作。 组态软件的选择 组态软件是排水监控系统的远程监控 中心 、 数据收集处理中心和数据转发中心， 它与各种检测 、 控制设备共同 构成快速影响控制 中心。在本 系统 中选用 R S V i e w 3 2 作为工业监控 组态软件 ， 与 P L C建立通讯连接 ， 建立广阔的监控应用。 能过在工控 机上运行 ， 可远程看到现场的画面， 参数值， 报警等。 6结束语 煤矿井下排水泵房 P L C控制系统， 实现对井下排水系统的远程 自动化控制， 减轻了员工劳动强度， 提高了劳动效率和工程质量， 有 效提高了安全系数。 参 考 文献 [ 1 ] G B 5 0 4 5 1 2 0 0 8 ． 煤矿井下排水泵站及排 水管路设计规 s ] [ 2 】 李泽松． 井下水泵房 自动排 水系统研 究[ J 】 ． 2 0 0 5 ． ． 1 0 5 ．