WK-35變頻電鏟增壓除塵系統(tǒng)PLC自動控制應(yīng)用

皮海平

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

WK-35電鏟逐步成為德興銅礦的主力電鏟，由于電鏟的露天作業(yè)的特性，因而其工作環(huán)境粉塵較大，特別是在旱季，粉塵質(zhì)量濃度可高達(dá)30g/m3，粉塵粒徑＜30μm的占70%，堆積密度＜0.7g/m3。由于原除塵通風(fēng)裝置粉塵凈化效率低，灰塵長期積累造成電路局部短路、漏電、發(fā)熱元件散熱各種故障，造成故障停機(jī)比較頻繁，嚴(yán)重影響電鏟的效能。因此對電鏟增壓過濾除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造很有必要。

2 WK-35電鏟除塵系統(tǒng)裝置

2.1 除塵系統(tǒng)通風(fēng)裝置

WK-35變頻電鏟周圍外界的粉塵空氣由3臺22kW的鼓風(fēng)軸流風(fēng)機(jī)通過進(jìn)風(fēng)口及網(wǎng)篩吸入，并加壓，再經(jīng)過除塵器濾筒過濾器過濾，把潔凈后的加壓空氣不斷送到機(jī)棚內(nèi)，使得機(jī)棚內(nèi)空氣壓力大于機(jī)棚外，并且通過機(jī)房出口排除室外;一則防止外部粉塵進(jìn)入機(jī)棚確保空氣潔凈，達(dá)到保護(hù)電氣設(shè)備;二則通過空氣流通讓設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的熱能和污染氣體帶出機(jī)棚外，達(dá)到冷卻機(jī)房內(nèi)部的電氣設(shè)備目的［1］。

2.2 除塵系統(tǒng)卸灰裝置

進(jìn)入增壓室的粉塵被除塵器濾筒過濾器過濾，大量的粉塵將吸附在過濾器表面，將影響過濾器風(fēng)道的暢通，定時開啟反吹電磁閥，將濾筒表面上吸附的粉塵打掉，保證過濾器的清潔，反吹電磁閥打下的粉塵由螺旋輸送機(jī)輸送，卸灰電機(jī)通過排灰管道排出，如圖1所示除塵系統(tǒng)示意圖。

圖1 除塵系統(tǒng)示意圖

3 WK-35電鏟除塵系統(tǒng)的電控系統(tǒng)

WK-35電鏟除塵系統(tǒng)的電控系統(tǒng)由動力線路主電路，螺旋輸送機(jī)電機(jī)、卸灰閥電機(jī)、PLC模塊遠(yuǎn)程站點、反吹電磁閥和開關(guān)控制箱組成。運(yùn)行指示燈顯示電鏟除塵系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，PLC實現(xiàn)除塵系統(tǒng)運(yùn)行的時序邏輯控制［2］；驅(qū)動各機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)電鏟除塵系統(tǒng)安全可控運(yùn)行。

3.1 WK-35電鏟除塵系統(tǒng)的動力系統(tǒng)

除塵系統(tǒng)的動力系統(tǒng)主電路圖2所示，向三臺三相22KW的軸流鼓風(fēng)機(jī)供電，實現(xiàn)電鏟機(jī)棚內(nèi)和電氣室過濾后強(qiáng)勁的增壓風(fēng)壓對電氣設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)散熱。

圖2 除塵系統(tǒng)動力主回路電路

3.2 WK-35電鏟除塵系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)

除塵控制系統(tǒng)以PLC為核心的集中控制［3］，采用PROFIBUS DP現(xiàn)場總線通訊控制方式，在主網(wǎng)絡(luò)上掛接除塵系統(tǒng)子站，在PLC硬件組態(tài)上配置除塵系統(tǒng)相應(yīng)的DI/DO模塊，如圖3 PLC硬件組態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖所示。

圖3 PLC硬件組態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖

3.3 WK-35電鏟除塵系統(tǒng)的工作原理

3.3.1 除塵系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)的啟動

啟動除塵系統(tǒng)首先必須啟動三臺增壓軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的啟動如圖4 PLC程序段,分手動和自動，將開關(guān)打在手動每臺風(fēng)機(jī)可以獨立啟動停止，將開關(guān)打在自動連鎖啟動，3臺風(fēng)機(jī)將被同時啟動，在實際運(yùn)行時三臺風(fēng)機(jī)功率較大，同時啟動電機(jī)啟動電流會很大，對電鏟輔助變壓器電網(wǎng)造成很大的壓降，易使變壓器輔助電源負(fù)荷總空氣開關(guān)因過載脫扣，故設(shè)計了每臺風(fēng)機(jī)的啟動程序段三段如圖4所示除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)啟動程序，自動連鎖啟動時，3秒10秒18秒分時啟動，有效的保護(hù)了變壓器負(fù)載線路設(shè)備，保護(hù)了三臺風(fēng)機(jī)電機(jī)的安全啟動運(yùn)行［4］。

圖4 除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)啟動程序

3.3.2 除塵系統(tǒng)反吹電磁閥的啟動

除塵系統(tǒng)增壓室進(jìn)風(fēng)口吸入的電鏟外界的粉塵加壓空氣，通過除塵器濾筒過濾器過濾后，大量的粉塵被不斷吸附在圓筒濾芯表面，阻礙了潔凈的加壓空氣傳送到機(jī)棚內(nèi)電氣室，必須啟動反吹電磁閥將濾芯表面的粉塵及時清理掉，除塵系統(tǒng)清理粉塵最有效的方式--脈沖清灰方式，啟動定時脈沖清灰PLC程序［5］，定時脈沖清灰是按照系統(tǒng)設(shè)定的固定時間周期循環(huán)對除塵系統(tǒng)中所有濾筒進(jìn)行脈沖清灰的運(yùn)行模式。如圖5程序所示,在實際運(yùn)行時除塵系統(tǒng)可以根據(jù)電鏟儲存的空壓機(jī)氣包量，作業(yè)環(huán)境現(xiàn)場粉塵的溶度［6］，調(diào)整PLC周期循環(huán)的固定時間——（SD）接通延時定時線圈的定時時間如圖6除塵系統(tǒng)周期循環(huán)時間程序段所示，反吹打灰電磁閥的工作時間及每個反吹電磁閥的間隔定時時間如圖7所示，30個反吹電磁閥的輸出程序，達(dá)到更好更高的除塵效率。

圖5 除塵系統(tǒng)周期循環(huán)時間

圖6 反吹時間間隔時間

圖7 1-30個反吹電磁閥輸出

3.3.3 除塵系統(tǒng)螺旋輸送機(jī)及卸灰電機(jī)的啟動

反吹電磁閥打落的粉塵會集在螺旋輸送機(jī)的接灰槽內(nèi)，定時啟動螺旋輸送電機(jī)的開啟PLC程序?qū)⒎蹓m輸送到卸灰電機(jī)處，啟動卸灰PLC程序?qū)⒎蹓m通過排灰軟管排到電鏟外邊，通過這一系列的PLC控制設(shè)計應(yīng)用程序，完成了整個電鏟除塵系統(tǒng)的工作運(yùn)行。

4 結(jié)語

WK-35變頻電鏟的除塵系統(tǒng)通過PLC程序的自動控制，有效過濾礦石粉塵后，使得進(jìn)入機(jī)房內(nèi)部的空氣變?yōu)楦蓛粜l(wèi)生。有效地保護(hù)了作業(yè)人員的身體健康， 延長了電鏟電氣室變頻柜的使用期限，機(jī)房內(nèi)主輔變壓器回轉(zhuǎn)電機(jī)和提升電機(jī)的可用率，減少了設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)成本。