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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過程中經(jīng)常會出現(xiàn)水泵不上水,達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機開啟信號,避免了水泵頻繁啟動,為實現(xiàn)自動化排水打下了堅實基礎(chǔ)。
水泵
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自動控制,偶爾出現(xiàn)水泵啟動結(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,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較大,造成壓力表指示抖動,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造成短時間內(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。

經(jīng)過幾次的反復(fù)測試和分析,認為可以通過針對壓力值的測量對PLC進行防抖處理來解決。因此,通過軟件修改使PLC在開關(guān)量采集時進行200 ms防抖動處理,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自動控制后,偶爾出現(xiàn)水泵啟動結(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)驗判斷真空度到達標(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)時的蓄水池水位有關(guān),電節(jié)點真空表不能按照原設(shè)計真實反映開泵前真空度,由于水位高低不同,實際真空度存在差異。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

開泵參數(shù)原取自真空電接點壓力表,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)試時設(shè)定中間值,不能滿足開泵的要求,后又加了3 min延時,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,縮短水泵啟動時間,減少因真空度取樣不好造成水泵啟動失敗故障。試驗證明,改造后基本達到了預(yù)期的目的。

LKB型靶式流量控制器工作原理:流量計是一種自動控制和保護裝置,隨著管內(nèi)流量的變化而使電路閉合或斷開的一種磁動開關(guān)。能夠?qū)λ髁窟M行控制,當(dāng)流量發(fā)生變化時水流對靶產(chǎn)生一個作用力,致使杠桿轉(zhuǎn)動,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,從而達到報警或控制的目的。

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)動部件燒壞等故障。因此,啟動前的排真空是水泵工作的重要操作項目之一。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。

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,實踐證明,改造后改善了啟動性能,完善了保護,解決了水泵因不上水頻繁啟動的問題,減少了水泵開啟次數(shù),減低了耗電量和機械磨損,延長設(shè)備使用壽命,為水泵安全運行打下了堅實的基礎(chǔ)。

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