板框压滤机电气控制系统分析及维护

【摘 要】污水处理已成为现代炼钢的重要工艺之一，其主要目的是处理钢铁冶炼中产生的废水，对水能源的二次利用和减少污水对环境污染的危害。随着自动化技术的不断发展，污水处理系统自动化程度越来越高。板框压滤机作为新时代的水、泥分离器在生产中更是重中之中。本论文主要介绍了由杭州兴源过滤机有限公司生产的XMZG160/1250-UB型自动拉板、翻版接液隔膜压榨型压滤机生产工艺、电气控制系统的分析、S7-200硬件的维护、电气系统在实际生产中的检修等。

【关键词】变频；PLC；控制；自动；板框

1.生产工艺

液压储泥斗在闭合状态中，关闭翻版，翻版到限位后，压紧滤板，当压滤机进入自动保压状态后，开启进料阀并压榨滤饼，然后清除保压状态，松开滤板，翻版打开，进入下一步骤拉板卸料，使泥料进入压滤机泥斗，当拉板全部完成后，拉板器停机，翻版闭合，开始下一循环。

2.压滤机控制

压滤机除储泥斗不在PLC控制外，其他设备都由PLC控制。本压滤机运用了由西门子厂家生产的型号分别为6ES7 216-2AD21-0XBX、223-1BH21-0XA0、222-1BF21-0XA0三个规格的CPU主机单元及272-0AA30-0YA0的文本显示器TD200构成.电源供给由AC220V/DC24V 100W的开关电源供给。其中216-2AD21-0XBX的输入（I）点分别为暂停按钮、自动程式、手动程式、自动启动按钮、压紧按钮、压榨按钮、放气按钮、进料按钮、回程按钮、拉板按钮、报警复位按钮、翻版打开按钮、翻版闭合按钮（选择开关和按钮都在相应的电控箱盘面）、进料压力表上线（电接点压力表）、拉板暂停接近开关、回程停止接近开关、拉板停止接近开关、拉板返回接近开关、变频器故障等；输出（O）点分别为高压油泵电机、压紧电磁阀、回程电磁阀、拉板进电磁阀、拉板退电磁阀、进料电磁阀、压榨电磁阀、放气电磁阀、气动隔膜泵电磁阀、翻版打开控制、翻版闭合控制、卸压电磁球阀（电控箱内继电器）、保压指示灯、拉板指示灯、故障指示灯、自动启动指示灯（电控箱盘面上）。223-1BH21-0XA0的输入（I）点分别为翻版打开接近开关、翻版关闭接近开关、油缸压力表上限、油缸压力表下限；输出（O）点分别为进料指示灯、压榨指示灯、放气指示灯（电控箱盘面上）、低压油泵电机（电控箱内继电器）、报警器等。而222-1BF21-0XA0为备用，待程序升级。

2.1翻板电气控制

翻板由于面积大，质量重，所以启动力矩要求较高，为了平滑调节异步电动机的转速和取得恒转矩负载，所以翻板电机运用了变频控制电机正反转。此处选用了日本三菱型号为FR-E540-1.5KW-CH的变频器。操作者在电控箱盘面上选择手动控制，启动翻版打开或关闭按钮后，PLC便输出DC24+给相应的继电器，继电器输出信号给变频器，变频器输出启动型号为YDS-112-B3，380V的0.75KW低速电机；启动电机的同时，变频器输出一个24V+电压供给继电器，而由此继电器控制经过整流的220V交流电压，以控制电机抱闸线圈的工作，即得电抱闸开，断电抱闸关。开关翻板的停止分别由打开、关闭翻版接近开关控制。

2.2滤板电气控制

滤板分为压紧滤板和回程滤板。压紧滤板时，启动按钮给PLC一个信号，PLC输出24V+给一个继电器和两个接触器，继电器供给220VAC以控制液压站内的压紧电磁阀，而接触器分别控制相对应的液压电机。由于压紧时压力相对要求高，所以高压油泵电机（型号Y112M-4-B5，380V）和低压油泵电机（型号Y112M-6-B5，380V）在压紧时同时启动。当油缸油压上升到电接点压力表的上限值时，电接点压力表上限接通而信号传给PLC时停泵，此时进入保压状态；当油压降至电接点压力表设定的下限值时，下限信号返回PLC，液压站重新启动，以保证所需工作压力在25MPa内。回程滤板时，启动按钮给PLC一个信号，PLC先输出24V+给继电器，继电器供给220VAC以控制卸压电磁球阀，卸压结束后，PLC输出24V+给一个继电器和一个个接触器，继电器供给220VAC以控制液压站内回程电磁阀，接触器控制低压油泵电机。当滤板回程到停止接近开关时，液压站停止工作。

2.3拉板电气控制

当压滤机滤板在回程停止限位时，翻版在打开状态下，电控箱盘面上选择手动控制，拉板按钮启动后，信号传到PLC，PLC控制继电器，继电器带动液压站内低压油泵工作，PLC同时输出24V+给拉板前进继电器以控制前进电磁阀，间隔3S（设定值）后输出24V+给拉板后退继电器以控制后退电磁阀，在拉板过程中，有一急停拉板接近开关，如机械杆挡住接近开关时，信号返回PLC后，拉板将暂停工作，当拉板拉到最后一板，拉板器碰到返回接近开关，拉板器自动返回到拉板器的停止接近开关位。

2.4压滤机储泥斗电气控制

储泥斗电控箱内，由一个接触器控制液压站电机（Y112M-4-B5，380V），热件保护电机，四个继电器对电机启停和电磁阀的控制。继电器电压24VDC，由BK100/22V/24V变压器供给。当操作人员点动启动打开泥斗按钮时，泥斗打开继电器吸合，控制接触器和打开电磁阀得电作业，当泥斗打开角度到开限位后，液压电机和电磁阀停止；启动关闭泥斗按钮时，泥斗闭合继电器吸合并自锁，控制液压电机得电作业，当泥斗关闭后并且压力达到电接点压力表的上限值时，电机停止，此时进入保压状态；当油压降至电接点压力表设定的下限值时，下限信号返回继电器，液压站重新启动，以保证所需工作压力15MPA（设定值）。

3.PLC200硬件的日常维护

为了保证PLC的长期可靠运行，必须对PLC进行定期检查和维护。检查包括三个方面。1电源电压，CPU电源电压的变化范围DC型必须保证20.4V至26.4V之间；2环境条件，周围温度0―55℃，湿度35%-85%RH，灰尘可相对自由；3紧固性，CPU及I/O扩展单元要固定好，安装螺丝紧固，连接电缆要插紧，接线端子牢固，外部接线无破损和短接现象。PLC故障分为CPU故障，输入故障和输出故障三种，在检修时要从现象查中查明故障原因，然后找到修复办法。如个别输入点不OFF，那么就是内部电路故障，需更换PLC，如DC输出电压不正常，便是稳压电源失效，需更换直流电源。

4.各电气设备的日常维护

电气系统的维护，主要是查看空气开关，接触器，热件，继电器及电机的接线是否牢固，在作业时声音是否正常，电机负载是否正常，有无发热不正常现象等。由于板框压滤机有时候设备会喷射污水，所以尤其重要是电气元件的防水和元件进水后的处理。常见故障分别有限位的损坏，翻版变频报过载故障，继电器的烧损，电磁阀线圈的烧损等，一般的故障现象在文本显示器中都有显示，可以通过显示的故障现象进行排除和检查。 [科]

【参考文献】

[1]胡学林，宋宏.电气控制与PLC，冶金工业出版社.

[2]宋书中.交流调速系统，机械工业出版社.