introductory

近年來(lái)，隨著國(guó)外filter press技術(shù)的引進(jìn)和國(guó)內(nèi)壓濾 技術(shù)的發(fā)展，高效快開(kāi)式壓濾機(jī)具有設(shè)備集中、自 動(dòng)化程度高、產(chǎn)品水分低等特點(diǎn)。壓濾機(jī)是選煤廠回 收煤泥和清潔煤的重要設(shè)備，是煤礦選煤場(chǎng)中機(jī)電 一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，機(jī)械化程度高，減 少了人力的投入，結(jié)合 PLC 等控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)比 較高的自動(dòng)化水平。同時(shí)壓濾機(jī)在循環(huán)中根據(jù)控制 系統(tǒng)的反饋能夠?qū)崿F(xiàn)自主壓力控制的過(guò)濾工作，根 據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)的壓力填充與壓力保 持。基于上述功能其在回收煤礦潔凈煤時(shí)，能夠通過(guò) 降低濾餅的含水量提升濾餅質(zhì)量。在選煤廠的整個(gè) 控制系統(tǒng)中，很多因素影響著壓濾機(jī)的工作效率，例 如進(jìn)料特性和壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)。在具體的工作過(guò)程中， 機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)的故障會(huì)直接降低 其工作效率，所以保持其工作性能峰值與穩(wěn)定性尤 為重要。所以，本文將就提高煤礦中快開(kāi)式壓濾機(jī)的 工作效率進(jìn)行分析，結(jié)合多年的工程經(jīng)驗(yàn)指出了系 統(tǒng)中常見(jiàn)故障可能的原因與具體工作中影響壓濾機(jī) 工作效率的關(guān)鍵因素，并就實(shí)際的礦用設(shè)備，給出了 具有針對(duì)性的改進(jìn)措施與預(yù)防措施。

Working Principle

快開(kāi)式壓濾機(jī)的濾板由隔膜板和廂式板組成。 在操作過(guò)程中，缸體上的活塞桿推動(dòng)壓板，壓緊板和 止推板之間的隔膜板和廂式板及濾布被緊緊壓緊， 以確保加壓過(guò)濾器在壓力過(guò)濾器中受壓。由于隔膜 板，壓縮空氣可以壓入隔膜入口處的濾餅中，以進(jìn)一 步降低濾餅的水分含量。還可以使高壓空氣從推力 板端部的進(jìn)料口通過(guò)用于中間空氣流動(dòng)的濾布層， 并吹回中間泥漿。還有一些動(dòng)力單元被主發(fā)動(dòng)機(jī)壓 實(shí)和松動(dòng)。在電控柜系統(tǒng)的作用下，系統(tǒng)的一部分由 油缸，油泵和液壓元件完成，并且當(dāng)系統(tǒng)被按壓時(shí)各 個(gè)過(guò)濾室被密封。用于過(guò)濾，反之亦然用于卸載。卸 載部分主要由兩個(gè)齒輪電動(dòng)機(jī)和一個(gè)主要部分組 成，如傳動(dòng)軸、鏈輪、鏈條等，并在電氣系統(tǒng)的作用下 工作。

故障分析與應(yīng)對(duì)措施

機(jī)械部分

故障在實(shí)際的工作中，壓濾機(jī)的濾板損壞是機(jī)械破 壞的主要故障形式，其主要破壞位置發(fā)生在用于固 定濾板的把手螺栓脫落、繃斷，濾板失去固定將會(huì)變 形直至斷裂。更深層次的原因主要是長(zhǎng)期的卸料循 環(huán)過(guò)程中螺栓出線松動(dòng)，造成原本與作用力垂直的 螺栓出線一定的夾角，則力矩將會(huì)產(chǎn)生，彎曲剪切力 將會(huì)作用在濾板的緊固螺栓上，假以時(shí)日螺栓斷裂 脫落則是必然，同時(shí)濾板將會(huì)隨之破壞。現(xiàn)行具體的改進(jìn)措施有及時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的保養(yǎng)與維護(hù)，總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)對(duì)可能對(duì)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)問(wèn)題的 位置進(jìn)行周期巡查，周期更換相關(guān)機(jī)械設(shè)備防患于 未然。

電氣故障

壓濾機(jī)的電氣部件的故障主要包括泵站的電磁 閥故障，電接觸壓力表的故障和其他電磁閥故障。泵站電磁閥故障將導(dǎo)致壓力松動(dòng)或松動(dòng)。現(xiàn)有的處理 措施是人工處理與檢查系統(tǒng)中的電磁閥設(shè)置，檢驗(yàn) 其是否出現(xiàn)故障，周期更換電磁閥減少其故障發(fā)生 概率; 通過(guò)電接點(diǎn)壓力表的數(shù)值判斷其性能是否處 在峰值，可能的原因是壓縮超時(shí)或排氣超時(shí)。系統(tǒng)中 不止泵站有電磁閥，快開(kāi)式壓濾機(jī)中還有別的型號(hào) 的電磁閥，通過(guò)檢查電磁閥的通電情況與其中是否 有線圈的損壞來(lái)減少電磁閥工作性能差或不工作的概率。

液壓系統(tǒng)故障液壓系統(tǒng)故障

油壓不足、壓力難以保持、整個(gè) 系統(tǒng)工作噪聲大。系統(tǒng)中油壓不足可能系統(tǒng)中的溢 流閥出現(xiàn)故障，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)漏油，而且油泵周?chē)?密封圈出現(xiàn)破壞也是油壓不足可能的原因。控制措 施是經(jīng)常檢查周期更換，降低其破壞概率。系統(tǒng)中壓 力難以保持的可能原因是液壓控制閥不工作，現(xiàn)行 經(jīng)驗(yàn)當(dāng)其不工作是用清洗液控制閥代替。整個(gè)系統(tǒng) 中工作是噪聲大可能的原因是氣缸密閉螺絲松動(dòng)導(dǎo) 致其內(nèi)部進(jìn)入空氣，為避免上述情形的產(chǎn)生，要保證 其具有良好的密封性，同時(shí)出現(xiàn)故障后要及時(shí)進(jìn)行 處理。

控制系統(tǒng)中硬件設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

選煤廠中控制系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的基石是硬件 性能的高效穩(wěn)定。現(xiàn)階段系統(tǒng)漸漸從傳統(tǒng)的集中 自動(dòng)控制演變成為多樣分散控制，同時(shí)其對(duì)以太網(wǎng) 的整合融入能力也越來(lái)越高。因此，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 的可靠和穩(wěn)定的操作，有必要考慮各種硬件組件的 配置和系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和通信 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均基于 PLC。在整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件選擇 方面：選擇壓力風(fēng)機(jī)和壓濾機(jī)等具有信號(hào)傳輸?shù)脑O(shè) 備收集整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)行信號(hào)反饋給更高一級(jí) 控制系統(tǒng)；選擇更高效的 PLC 控制系統(tǒng)，根據(jù)需要 對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行重設(shè)，PLC 系統(tǒng)中硬件的選 擇，選擇觸摸屏，降低操作的學(xué)習(xí)成本，同時(shí)加強(qiáng)人 機(jī)交互。實(shí)現(xiàn)可視操作與結(jié)果可視化、逆變器的選 擇，維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的安全，降低事故發(fā)生的可能性 與概率，各個(gè)設(shè)備加設(shè)電氣控制等。在整個(gè)系統(tǒng)的 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，對(duì)相關(guān)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置， 同時(shí)構(gòu)建 PLC 與觸摸屏之間網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)信息的云傳輸。以煤礦壓濾機(jī)為核心的自動(dòng)控制系統(tǒng)，如壓力表等為后面的 PLC 控制 分析整個(gè)系統(tǒng)提供必要的參數(shù)輸入，基于上部過(guò)程 的運(yùn)算結(jié)果，PLC 通過(guò)控制電磁控制閥，然后將其作 用結(jié)果通過(guò)壓風(fēng)機(jī)和液壓泵站輸出作用結(jié)果，實(shí)現(xiàn) 對(duì)壓濾工藝的控制，完成整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)。

控制系統(tǒng)的改進(jìn)

盡量選擇可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集成伺服控制，實(shí)現(xiàn) 真正意義上的中小型控制系統(tǒng)。主要優(yōu)點(diǎn)：通訊方式 多樣化、通訊速率快、程序存儲(chǔ)容量大、I/O 能力達(dá)到128 000 點(diǎn)布爾量或 4000 點(diǎn)模擬量、無(wú)機(jī)架設(shè)計(jì)、 模塊體積小、性價(jià)比高的軟件。 基于實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)具體的控制方式有以下方 面：現(xiàn)場(chǎng)操作部分用程序代替了硬線連接，大大簡(jiǎn)化 了控制線路，能把故障率降到最低，便于維護(hù)和維 修。將系統(tǒng)控制柜和就地操作箱的連接是通過(guò)放電 纜接線集成在一根通訊電纜。這樣就把放電纜和接 線這個(gè)很長(zhǎng)的工期給省掉了，而且還解決了容易接 錯(cuò)線拖延調(diào)試時(shí)間的麻煩。將系統(tǒng)傳感器儀表信號(hào) 和控制輸出信號(hào)的電纜全部進(jìn)入就近的現(xiàn)場(chǎng)操作 箱，這樣可以大大縮短放電纜的距離，節(jié)省了安裝時(shí) 間。

原系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)操作沒(méi)有通過(guò) PLC 程序控制，如果 要求改變一臺(tái)電機(jī)或一個(gè)閥門(mén)的控制要求，往往需 要更改硬連接線，非常麻煩。而改進(jìn)后的系統(tǒng)則簡(jiǎn)單 的多了，只需要改一下程序即可，硬線連接基本上不 用動(dòng)。將報(bào)警系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的查詢方面 做到操作畫(huà)面上，無(wú)需進(jìn)入配電室，就可以進(jìn)行操 作，大大方便了操作者的使用。當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)報(bào)警時(shí)， 幫助對(duì)話窗口在桌面彈出，系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行分析故障最 可能的原因與位置，大大減少操作者尋找故故障原 因與位置的時(shí)間，盡早消除故障。同時(shí)改進(jìn)后的系統(tǒng) 增加了歷史數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與查找功能，保留系統(tǒng)數(shù)據(jù) 的同時(shí)，讓下一個(gè)操作人員很直觀的了解系統(tǒng)的運(yùn) 行情況，指導(dǎo)操作生產(chǎn)，同時(shí)還可以進(jìn)行輔助季度、 年終總結(jié)。

在 PID 調(diào)節(jié)方面和排料上做一些改進(jìn)，保證改 進(jìn)后加壓倉(cāng)和反吹風(fēng)包的壓差保持穩(wěn)定，儲(chǔ)漿槽的 液位能保持穩(wěn)定，因?yàn)檫@三個(gè) PID 調(diào)節(jié)的穩(wěn)定和精 確直接影響到產(chǎn)量和水分；排料時(shí)自動(dòng)出現(xiàn)故障能 隨意切換到手動(dòng)排料，故障解除轉(zhuǎn)回自動(dòng)不影響繼 續(xù)開(kāi)車(chē)。另外在程序簡(jiǎn)化和控制改進(jìn)方面還要作較 多的改進(jìn)。 將系統(tǒng)的通訊方式改為以太網(wǎng)的無(wú)線連接方 式，作為開(kāi)放式的公共信息網(wǎng)可以云儲(chǔ)存信息，同時(shí)提供了較為通用和標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口為 DOS 控制系 統(tǒng)與 Windows 等控制系統(tǒng)，加強(qiáng)了設(shè)備之間的聯(lián)系， 同時(shí)他的云儲(chǔ)存功能也是構(gòu)建未來(lái)工廠設(shè)備信息網(wǎng) 絡(luò)的重要基石。此種通訊方式數(shù)據(jù)傳輸率高，既支持 實(shí)時(shí) I/O 消息傳遞，也支持消息交換，應(yīng)用非常廣 泛，不管集控系統(tǒng)采用那種型號(hào)的 PLC，都能完成聯(lián) 網(wǎng)通訊的要求。

concluding remarks

壓濾機(jī)的機(jī)械部分、電氣元件、液壓系統(tǒng)在生產(chǎn) 過(guò)程中均可能出現(xiàn)故障，除了要對(duì)設(shè)備定期檢修和 維護(hù)，還應(yīng)對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行有效改進(jìn)，以增強(qiáng)系統(tǒng)的人機(jī)交互性等功能，從根本上預(yù) 防壓濾機(jī)發(fā)生故障，提高壓濾機(jī)的工作效率。