PLC在自動板框壓濾機中的應用及故障分析

孫慧

（金隆銅業公司，安徽銅陵 244021）

PLC在自動板框壓濾機中的應用及故障分析

孫慧

（金隆銅業公司，安徽銅陵 244021）

對金隆銅業目前使用的山東煤機立式自動板框壓濾機在運行中出現的一些常見電氣故障進行了介紹,在對這些故障進行分析的基礎上,提出了針對性的維護改進措施。實踐證明,金隆銅業所做的改進切實可行,投資少,運行效益良好。

壓濾機；PLC；以太網；觸摸屏；故障分析

金隆銅業有限公司自1997年投產以來,一直使用LAROX生產的PF6.5型壓濾機處理銅、砷濾餅,但近年來由于設備老化、腐蝕嚴重,導致故障率和維護成本居高不下,2013年有關部門對該壓濾機進行了更新改造,目前使用山東煤機制造的立式自動板框壓濾機,應用在廢酸廢水處理中,在工業污水達標排放中起著十分重要的作用。

1 結構和控制系統簡介

壓濾機主要由本體、高壓水站、液壓站、控制系統4大部分組成。4大部分各有若干電氣元件分布,如檢測各閥門開關狀態的接近開關,檢測管道或油缸壓力的壓力變送器等。為了就地采集來自現場的輸入信號,接收來自CPU的輸出指令,4大部分各設置了一個遠程I/O子站,通過以太網交換機用以太網方式與CPU實現通訊。壓濾機控制系統通訊方式見圖1。

圖1 壓濾機控制系統通訊方式示意

2 壓濾機工作流程

壓濾機工作分為4個主要步驟：進料、擠壓、干燥、卸料,見圖2。

圖2 壓濾機工作流程

當頂緊裝置上升,板框閉合后,進料閥打開,漿液進入各個濾室；進料結束后,高壓水泵將水泵到橡膠隔膜,壓迫隔膜使濾液通過濾布;再打開干燥閥,用干燥空氣充滿濾室,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,濾布移動使濾餅從壓濾機兩側卸出[1]。

3 常見故障與分析

3.1 接近開關類故障

接近開關安裝在專用的接近開關托架上,托架固定在氣動閥門上。接近開關隨閥門一起動作時,與金屬目標物的距離發生變化,從而檢測出閥門的開、關狀態。當接近開關松動、脫落、損壞,或接線端子松動時,閥門狀態監測信號就會出現異常,并發生報警。在生產過程中,有時會發生跳躍某一工作步驟而進入下一步驟的情況,這類問題經常被誤解為程序紊亂，但經仔細檢查發現，引起這一問題的主要原因是由于金屬目標物調整不當，或接近開關故障處于常亮狀態,閥門的開、關信號同時到達PLC。此時只要重新調整固定金屬目標物或更換接近開關即可排除。由于壓濾機的漏液,經常有稀濾餅掉落在金屬目標物和接近開關上,使接近開關檢測不到金屬目標物,PLC系統會自動判斷為閥門開關狀態異常,從而發生報警。因此,需要定期清理接近開關及金屬目標物。

3.2 PLC故障

PLC故障種類很多,這里只介紹比較常見的幾種[2]。

1)CPU不運行。首先確認外部電源是否正常, CPU是處于“編程”模式還是“運行”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,當程序丟失或更換CPU時需要重新下載PLC程序。

2)PLC輸入、輸出模塊故障。發生這類故障時可以直接更換相應的模塊,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,只需要在程序中對地址進行相應修改,即可完成,相當方便,并可以節約備件費用。

3)通訊故障。由于各I/O子站都是通過以太網方式與CPU實現通訊、交換數據,因此網絡線接口損壞或接觸不良是導致通訊故障的常見原因。由于子站與交換機距離較遠,最初網線接口都是手工制作的，密封性較差,使用一段時間之后就會出現接口損壞的情況,需要重新制作。另外以太網通訊模塊的損壞也會引起無法通訊的故障,更換以太網通訊模塊時需要重新設置地址。

3.3 觸摸屏故障

PF6.5型壓濾機使用XYCOM2000型不太適應現場惡劣環境,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。觸摸屏無法操作的常見原因同樣是由于網絡線接口接觸不好,這一問題已經得到解決。另外觸摸屏內部故障也會導致無法操作或顯示黑屏,這時需要更換觸摸屏并重新下載觸摸屏程序。

3.4 液壓站故障

液壓系統常見的故障有系統壓力不正常、泄露、振動、液壓沖擊、判刑、噪聲過大等。液壓系統故障[3]產生的原因是多方面,且原因往往是隱性的,因此判斷故障時不像電氣故障那樣有相應的檢測手段,所以當出現液壓故障時,經常是先排除電氣方面的原因，如液壓電磁閥不動作,應先檢查電磁閥線圈是否得電。對于出現的液壓故障,首先要根據故障現象,掌握并分析液壓回路的原因,熟知液壓元器件的結構，對于可能產生的故障現象的原因建議采取排除法逐一排除。例如,可能引起系統壓力不正常的常見原因有：1)液壓泵內零件磨損嚴重，動能不足；2)泵的轉向不正確,泵量低；3)控制閥閥芯由于故障卡住,引起系統卸荷；4)液壓元件磨損或密封件損壞,造成內外泄露；5)油位過低,油過濾器堵塞；6)油溫過高或過低,降低了油液的粘度。

4 日常維護與改進

該壓濾機在廢酸廢水處理中發揮重要作用,因此對壓濾機的維護應以預防為主,不能等到故障發生后再去解決。點檢和日常維護很重要,操作人員應定期清理檢查元件上的雜物;注意檢查接近開關是否固定好,檢查氣源管及接頭有無漏氣點;檢查電氣元件的腐蝕狀況，根據實際需要不定期更換。另外,針對壓濾機一些常見的電氣故障[4],技術人員進行了如下改進：

1)LAROX PF6.5型壓濾機的頂緊裝置采用電機驅動方式,當頂緊上限和動力臂檢測接近開關失效后,頂緊裝置會一直上行最終導致頂緊裝置卡死。這時往往需要通過反盤頂緊電機或拆卸頂緊裝置來解決,維修量較大。金隆公司在使用立式壓濾機時進行了改進,采用液壓驅動方式,該方式通過PLC自動控制液壓油泵和液壓電磁閥的動作,驅動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”問題。

2)LAROX PF6.5型壓濾機傳輸閥門狀態等信號時,全部采用硬接線方式,電纜和接線端子數量繁多,由于松動或接觸不良、腐蝕、損壞等原因成為易故障點。技術人員對此進行改進，采用以太網通訊方式,各子站的I/O信號僅通過一根網線就可以傳輸,控制電纜和接線端子大量減少,整個控制系統更加簡潔高效。

3)手工制作的網線接口經常損壞導致各子站與CPU無法實現數據交換，后來技術人員根據現場實際長度訂制成品網線,接口密封性好,損壞大大減少。

4)該壓濾機處理物腐蝕性強,氣源管接頭經常發生腐蝕、漏氣,技術人員檢查分析后將接頭材質從普通304不銹鋼升級為254SMO,耐腐蝕性更好,接頭損壞故障明顯減少。

5)同樣是由于環境惡劣,PLC模塊多次發生損壞，技術人員一方面提高柜體防護等級，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，最終達到提高模塊使用壽命、減少故障的目的。

5 結語

經過金隆銅業技術人員的不懈努力，立式自動板框壓濾機的故障率大大降低,故障數從最初每月的幾十次降到只有幾次,保證了壓濾機的連續運行。生產實踐證明，改進措施是切實可行的,投資少,運行效益良好,使該臺立式自動板框壓濾機在工業污水達標排放中起到了重要的作用。

[1] 崔謙,徐德,孫同景.PLC在壓濾機電氣控制系統中的應用[J].電氣傳動自動化,2001(2):50-51.

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

[3] 王海蘭,齊繼東,王富強.液壓系統故障診斷技術[J].起重運輸機械,2005(2):53-55.

[4] 肖富強.淺談板框壓濾機運行中常見故障及解決措施[J].科技風, 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,主要從事設備點檢與維護相關技術工作。