大型水泵真空度信號的應(yīng)用及分析
2014-11-20
礦用大型水泵在啟動(dòng)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)水泵不上水，達(dá)不到額定排水壓力等狀況。旗山煤礦采用靶式流量控制器及絕壓傳感器檢測水泵真空度信號，并將其作為水泵電動(dòng)機(jī)開啟信號，避免了水泵頻繁啟動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化排水打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1、問題的提出
真空度是大型水泵是否能正常排水的重要參數(shù)之一。水泵真空度不準(zhǔn)造成水泵吸水高度不夠或產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，直接導(dǎo)致水泵不上水或設(shè)備損壞。旗山煤礦水泵真空度信號由PLC自動(dòng)控制，偶爾出現(xiàn)水泵啟動(dòng)結(jié)束閘板閥開啟過程中因電流過小引起停泵現(xiàn)象(水泵不上水)，導(dǎo)致水泵頻繁啟動(dòng)，對電網(wǎng)沖擊較大，并造成設(shè)備沖擊損壞。
2、原因分析及處理措施
由于壓力表安裝離水泵較近，開泵過程中泵體震動(dòng)較大，造成壓力表指示抖動(dòng)，因而出現(xiàn)PLC檢測到的壓力大于規(guī)定壓力值，閘板閥打開后由于壓力表抖動(dòng)造成短時(shí)間內(nèi)壓力小于壓力值，使PLC誤以為出水管道壓力過低而將閘板閥重新關(guān)閉并停機(jī)。
經(jīng)過幾次的反復(fù)測試和分析，認(rèn)為可以通過針對壓力值的測量對PLC進(jìn)行防抖處理來解決。因此，通過軟件修改使PLC在開關(guān)量采集時(shí)進(jìn)行200 ms防抖動(dòng)處理，該問題可以解決。
當(dāng)真空表下端閥門更換成電磁閥并由PLC自動(dòng)控制后，偶爾出現(xiàn)水泵啟動(dòng)結(jié)束閘板閥開啟過程中因電流過小引起停泵的現(xiàn)象。分析認(rèn)為，真空表下端閥門原為人工開啟，PLC在開泵前并未檢測真空度，由現(xiàn)場操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷真空度到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)后再開泵。將閥門改為由PLC控制的電磁閥后，開泵前的真空度標(biāo)準(zhǔn)由PLC判斷。但由于真空度標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)時(shí)的蓄水池水位有關(guān)，電節(jié)點(diǎn)真空表不能按照原設(shè)計(jì)真實(shí)反映開泵前真空度，由于水位高低不同，實(shí)際真空度存在差異。而PLC中真空度設(shè)定是固定的，因此，不能滿足開泵的要求。
3、真空度信號的改進(jìn)
開泵參數(shù)原取自真空電接點(diǎn)壓力表，但由于水位高低不同，真空度存在差異，而真空度設(shè)定是固定的，調(diào)試時(shí)設(shè)定中間值，不能滿足開泵的要求，后又加了3 min延時(shí)，這樣就不符合礦井排水要求，留下了隱患。利用靶式流量控制器，在泵真空出口加裝了流量開關(guān)(LKB型靶式流量控制器)，取開關(guān)的脈沖數(shù)，重新修改PLC程序，縮短水泵啟動(dòng)時(shí)間，減少因真空度取樣不好造成水泵啟動(dòng)失敗故障。試驗(yàn)證明，改造后基本達(dá)到了預(yù)期的目的。
LKB型靶式流量控制器工作原理：流量計(jì)是一種自動(dòng)控制和保護(hù)裝置，隨著管內(nèi)流量的變化而使電路閉合或斷開的一種磁動(dòng)開關(guān)。能夠?qū)λ髁窟M(jìn)行控制，當(dāng)流量發(fā)生變化時(shí)水流對靶產(chǎn)生一個(gè)作用力，致使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使永磁鐵產(chǎn)生一定的位移，從而使磁感應(yīng)頭中的電路閉合或斷開，從而達(dá)到報(bào)警或控制的目的。
為提高真空度信號可靠性，防止靶式流量控制器誤觸發(fā)，同時(shí)采用絕壓傳感器監(jiān)測泵體內(nèi)部的真空度將數(shù)據(jù)傳到PLC內(nèi)作為輔助觸發(fā)開泵信號，流量開關(guān)的反饋為啟動(dòng)水泵的重要依據(jù)。水泵只有在其葉輪完全淹沒于水中的情況下，泵體內(nèi)部才能造成必要的真空度實(shí)現(xiàn)正常排水。如果真空度不夠，泵內(nèi)有空氣存在，將會造成不上水或轉(zhuǎn)動(dòng)部件燒壞等故障。因此，啟動(dòng)前的排真空是水泵工作的重要操作項(xiàng)目之一。該系統(tǒng)采用真空泵及射流泵抽真空。由高精度真空傳感器監(jiān)測真空度，壓力、流量作為監(jiān)測真空度的后備保護(hù)。
4、結(jié)語
采用靶式流量控制器及絕壓傳感器檢測水泵真空度信號，實(shí)踐證明，改造后改善了啟動(dòng)性能，完善了保護(hù)，解決了水泵因不上水頻繁啟動(dòng)的問題，減少了水泵開啟次數(shù)，減低了耗電量和機(jī)械磨損，延長設(shè)備使用壽命，為水泵安全運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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