CN203695235U - 离心脱水机自控装置 - Google Patents
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Abstract
一种离心脱水机的自控装置，包括PID调节的PLC,离心脱水机上分别设有驱动转鼓和螺旋电机,并分别驱动转鼓和螺旋电机的变频器,设有PID调节的PLC,其中变频器将螺旋电机的实时扭矩值传输给PLC,包括PID调节的PLC输出的调节电流接螺旋电机的变频器，实现对螺旋电机的无级调速。本实用新型的有益效果，正常运转时通过PID调节的PLC输出的调节电流接螺旋电机的变频器，实现对离心脱水机的螺旋电机的无级调速。
Description
技术领域
本实用新型的涉及适用于市政、化工、电厂的企业污泥离心脱水控制***。
背景技术
离心脱水技术是利用污泥中的固体即污泥与其中的液体即水之间的密度有很大的不同，在高速旋转的离心机中具有不同的离心力，从而实现二者固液分离。离心脱水技术的典型设备是卧式螺旋离心设备.
现有的离心机控制***实现的功能相对简单，需要人工干预的比较多，造成人力资源浪费、效率不高。目前国内大多数离心机控制***采用硬件回路实现，使用固定的转速（螺旋转速及转鼓转速）来实现差转速，在非正常情况下必须人为控制停车。
为了使离心机能完全自动化运行，提高运行效率，本控制***使用可靠的硬件配置及完善的程序画面控制，在无人值班的情况下离心机可根据螺旋电机的扭矩输出来调整整个***的进泥量以及其他联锁，在特定情况下可实现自动清洗、自动停车等必要联锁保护。
发明内容
本实用新型的目的是：提出一种离心脱水机尤其是卧式螺旋离心脱水设备的自控装置,减少运行人员工作，提高效率，完全实现自动化控制，保证设备安全及出泥效果。
本实用新型的技术解决方案是：一种离心脱水机的自控装置,包括PID调节的PLC,离心脱水机上分别设有驱动转鼓和螺旋电机,并分别驱动转鼓和螺旋电机的变频器,设有PID调节的PLC,其中变频器将螺旋电机的实时扭矩值传输给PLC,PID调节的PLC输出的调节电流接螺旋电机的变频器，实现对螺旋电机的无级调速。离心脱水机.
本实用新型利用PLC实现PID调节功能，根据现场调试经验，设定好比例、积分、增益、过程输入量等参数。过程输入量是指螺旋电机的扭矩输出，是反应离心机里面泥对螺旋电机的反作用力，通过变频器将螺旋电机的实时扭矩值传输给PLC，PLC的PID调节功能会根据接受到的实时扭矩值以及扭矩设定值（该设定值的作用是让离心机最终稳定的一个扭矩状况），加上增益参数、比列参数、积分参数等综合运算后得出一个调节量，这个调节量再经过工程值--控制电流信号的运算转换，最终输出一个0-20mA的调节电流给螺旋变频器，实现螺旋电机的无级调速。
本实用新型的有益效果是：正常运转时通过PID调节的PLC输出的调节电流接螺旋电机的变频器，实现对螺旋电机的无级调速。在离心脱水机特殊情况下（根据扭矩而定），离心脱水机会自动实现各种应急措施，比如高速、低速冲洗，控制***会判断当前离心机的运行状态，对运行方式作出调整，如果离心机扭矩过高，在适当延时之后，自动会停车，整个控制不需要人员参与。
附图说明
图1控制装置的组态图。
1：HMI人机接口--用于运行人员设置参数、运行操作。
2：通讯电缆--用于连接PLC以及触摸屏，实现数据交换，如RS485总线。
3：PLC卡件--用于逻辑运算，对采集的数据进行计算，对离心机***进行监控。
4：变频器，尤其是螺旋电机的变频器。
具体实施方法
完整的离心机水机智能自控装置是由上位机人机接口以及下位机PLC构成，上位机采用先进一体化嵌入式人机接口，使用触控技术，下位机采用进口主流西门子PLC模块，集成多种工况安全保护控制步序，集成度高，逻辑简单、反应迅速。控制装置主要实现了对离心机的监控功能，包括离心机的启停、自动运行、状态监视、安全保护、紧急情况处理等。该控制***突出特点在于利用PLC实现离心机螺旋的PID自动调节功能，保证离心机在各种工况下的出泥效果及设备安全。
结合附图，实施方案如下：硬件选择：控置***所需硬件还包括，开关电源（用于提供触摸屏以及PLC卡件的电源）、触摸屏（用于运行人员现实人机接口）、PLC（典型的如西门子200，具有PID逻辑运算及控制功能）、变频器采用西门子S7或日本三肯公司产品,通讯电缆（用于实现触摸屏和PLC的数据交换）。还可采用ABB ACS510或ACS800变频器。使用PID调节功能，在离心机自动运行状态下能实现螺旋电机的无级调速，能在不同的运行环境下实时改变螺旋转速，达到完全智能控制水平，以满足运行需求。
控制原理：利用PLC卡件上的DI模块，读取离心机的各种状态量，比如运行状态、故障状态、扭矩报警状态等。利用PLC卡件上的DO模块，控制继电器输出以实现对离心机的启停、自动控制。利用PLC卡件上的AI模块，读取变频器反馈的转鼓、螺旋转速以及螺旋扭矩，经过PLC的计算以及换算，能在触摸屏上显示转鼓转速、螺旋转速、螺旋扭矩、差转速，其中差转速是转鼓转速与螺旋转速的差值再计算减速比以后得到的一个值，该值是组要控制参数。利用PLC卡件上的AO模块，实现对螺旋电机的无级调速，AO模块能输出0--20mA的电流信号，经过PID计算后，会得到一个0--1之间的调节量，再通过计算，得出一个工程值，AO模块根据相应的工程值转换成0--20mA的电流信号至变频器(变频控制器)。
具体参数:本实用新型控制***主要有一下几个重要参数，第一个是一阶报警扭矩值，该值一般设定在60%-80%之间，用于离心机高速冲洗，当扭矩在60%-80%时，说明此时离心机堵转比较严重，此时不能正常运行出泥，PLC会发出清洗指令，同时会关闭进泥附属设备及加药附属设备。第二个是二阶报警扭矩值，该值一般设定在90%，用于离心机紧急停车，当离心机扭矩达到90%时，说明离心机堵转相当严重，在合理的延时范围内（一般设置10秒），如果扭矩值一直超过90%，离心机则会报警停车。第三个是扭矩设定值，该值根据现场运行情况而定，主要用于设定螺旋电机扭矩的稳定值。增益值、比列值、积分值等用于PID调节的参数需根据现场情况而调节。
还可以采用上位机、下位机PLC等构成的自动化智能型脱水机控制;上位机采用先进的一体化嵌入式人机接口，使用触控技术，下位机采用进口主流西门子PLC模块，集成多种工况安全保护控制步序，集成度高，逻辑简单、反应迅速。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用梯形。所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本申请的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (1)
1.一种离心脱水机的自控装置,其特征是包括PID调节的PLC,离心脱水机上分别设有驱动转鼓和螺旋电机,并分别驱动转鼓和螺旋电机的变频器,设有PID调节的PLC,其中变频器将螺旋电机的实时扭矩值传输给PLC,包括PID调节的PLC输出的调节电流接螺旋电机的变频器，实现对螺旋电机的无级调速。
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Publications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105127014A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-09 | 浙江青田瓯鹏机械制造有限公司 | 带自动反馈扭矩的卧螺离心机齿轮箱 |
| CN106149246A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-23 | 广州番禺高勋染整设备制造有限公司 | 新型筒子纱脱水机控制***及其实现方法 |
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Cited By (3)
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| CN105127014A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-09 | 浙江青田瓯鹏机械制造有限公司 | 带自动反馈扭矩的卧螺离心机齿轮箱 |
| CN106149246A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-23 | 广州番禺高勋染整设备制造有限公司 | 新型筒子纱脱水机控制***及其实现方法 |
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