隔膜泵自動化培訓講義

隔膜泵自動化培訓講義第一頁，共66頁。概述/簡介電氣系統(tǒng)的組成電氣設(shè)備的位置各部分功能/原理介紹安裝、調(diào)試和運行檢修和維護常見故障的分析和處理第二頁，共66頁。第一部分電氣系統(tǒng)的組成1.1拖動單元1.2控制單元1.3監(jiān)控和操作單元1.4儀表和傳感器單元構(gòu)成第三頁，共66頁。第一部分電氣系統(tǒng)的組成主電機變頻器控制柜A*操作箱T*控制單元拖動單元上位機輔助設(shè)備監(jiān)控操作單元儀表和傳感器單元第四頁，共66頁。第五頁，共66頁。電源控制柜柜第六頁，共66頁。輸入輸出隔離板第七頁，共66頁。PLC控制柜第八頁，共66頁。1.1拖動單元

拖動單元為主泵的運行提供動力。它包括主電機（馬達）和變頻器。第九頁，共66頁。1.2儀表和傳感器單元 ◆進出料端的壓力傳感器(P1.1，P2.1) ◆進出料端的壓力表（P1.2，P2.2） ◆隔膜位置檢測用的磁式傳感器 ◆推進液壓力表（PT1） ◆空氣壓力表（PA1）第十頁，共66頁。儀表設(shè)定值儀表名稱信號類型設(shè)定上限設(shè)定下限備注P1、14-20mA0.2MPaP2、14-20mA

？？MPaP1、2現(xiàn)場顯示P2、2接點信號PT1接點信號

1.2MPa0.5MPaPA1接點信號0.45MPa第十一頁，共66頁。1.3監(jiān)控和操作單元監(jiān)控和操作單元在硬件上是由：泵站一級的上位機現(xiàn)場操作控制柜T*組成第十二頁，共66頁。1.4控制單元控制單元在物理結(jié)構(gòu)上由：控制柜A*現(xiàn)場操作控制柜T*組成第十三頁，共66頁。1.4.1控制柜A*控制柜A*為整個系統(tǒng)（除變頻器的主電源）提供配電和控制邏輯。它包括：◆系統(tǒng)主PLC◆低壓配電元件第十四頁，共66頁。1.4.2現(xiàn)場操作控制柜T*現(xiàn)場操作控制柜T*具有:聯(lián)絡(luò)泵本體的儀表和傳感器補排油電磁閥激勵接收并向主PLC傳遞現(xiàn)場信息現(xiàn)場操作的作用第十五頁，共66頁。1.5控制單元控制單元在功能上由:主泵電機控制隔膜位置控制輔助設(shè)備控制組成第十六頁，共66頁。1.5.1主泵電機控制主泵電機控制通過邏輯條件下的啟動/停止控制和主電機的調(diào)速控制來實現(xiàn)物料介質(zhì)的輸送第十七頁，共66頁。1.5.2隔膜位置控制隔膜位置控制是根據(jù)隔膜導桿的運行軌跡來判斷隔膜的壓縮（運行）狀態(tài)，通過嵌入隔膜導桿（無磁介質(zhì)）的磁環(huán)發(fā)出的磁感應(yīng)信號作用于自制的磁式傳感器，該傳感器將信號傳遞給系統(tǒng)PLC，完成對隔膜位置的檢測。檢測后的隔膜位置控制由隔膜室上的補/排油氣閥的開啟/閉合進行，即：通過隔膜室油量的控制來實現(xiàn)隔膜位置控制第十八頁，共66頁。1.5.3輔助設(shè)備控制輔助設(shè)備控制是指對于沖洗泵、潤滑泵、推進液泵、主電機的風冷電機以及減速機冷卻油泵的控制第十九頁，共66頁。輔助設(shè)備控制沖洗泵是用于對“介桿”噴灑液壓油進行冷卻沖洗潤滑泵是用于對“十字頭”及齒輪和軸承進行潤滑冷卻推進液泵是用于提供給隔膜室補油的推進液泵主電機的風冷電機是用于對主電機進行冷卻減速機冷卻電機用于對減速機進行冷卻第二十頁，共66頁。第二部分電氣設(shè)備的位置第二十一頁，共66頁。第二十二頁，共66頁。第二十三頁，共66頁。第三部分各部分功能/原理介紹3.1主泵電機工作原理3.2輔助設(shè)備工作原理3.3補排油工作原理第二十四頁，共66頁。3.1主泵電機工作原理3.1.1主泵電機的啟動條件3.1.2主泵電機的停止條件3.1.3主泵電機的調(diào)速方式3.1.4操作權(quán)限的選擇3.1.5開/停機順序第二十五頁，共66頁。3.1.1主泵電機的啟動條件

a)沖洗泵運行正常；b)潤滑泵運行正常；c)推進液泵運行正常；d)主泵電機的強制風冷電機運行正常；e)減速機冷卻電機運行正常；f)推進液空氣壓力>0.45MPa；g)出料端壓力<額定設(shè)定壓力的最大值；h)安全限位閉合；i)無故障停機信號；j)外部提供的允許啟動條件；以上條件為”與條件”注意：上述條件完全依靠電氣檢測并不能直接做到，因此開動主泵電機前的現(xiàn)場巡查是必須的

第二十六頁，共66頁。3.1.2主泵電機的停止條件

a)沖洗泵運行故障；b)潤滑泵運行故障；c)推進液泵運行故障；d)主泵電機的強制風冷電機運行故障；e)減速機冷卻電機運行運行故障；f)推進液空氣壓力<0.45MPa；g)出料端壓力>額定設(shè)定壓力的最大值；h)綜合故障停機信號；j)外部提供的停止信號;以上條件為”或條件”第二十七頁，共66頁。3.1.3主泵電機的調(diào)速方式

主泵電機的調(diào)速方式可以由現(xiàn)場控制箱T*上的加減速按鈕、變頻器面板、泵站的上位機速度給定以及DCS系統(tǒng)速度給定來進行。具體應(yīng)用的調(diào)速方式由選擇的現(xiàn)場/泵站的上位機/DCS系統(tǒng)的操作權(quán)限而定。并且?guī)追N調(diào)速方式不能同時生效注意：不管采取那種調(diào)速方式，主泵電機運行的初期，必須將變頻器的頻率控制在10HZ以內(nèi)，以確保對各個隔膜室進行充分的補/排油及排氣工作。在確認各個隔膜室無補/排油進行后方可對主泵電機提速注意：正常停機時，在停機前需要將變頻器的頻率降至10HZ以內(nèi)再停機。這樣有利于對泵的保護

第二十八頁，共66頁。3.1.4操作權(quán)限的選擇現(xiàn)場控制箱上的檢修按鈕具有最高的權(quán)限,當檢修按鈕被置位時,只能由現(xiàn)場進行操作當檢修按鈕被復(fù)位后，操作的權(quán)限才由現(xiàn)場交出，這時的操作權(quán)限歸屬泵站的上位機或DCS

第二十九頁，共66頁。3.1.5開/停機順序

開機順序A啟動潤滑泵B啟動沖洗泵C啟動推進液泵D主泵電機的強制風冷電機運行E減速機冷卻電機運行F主泵電機運行指示燈閃亮G啟動主泵電機H無補/排動作I階段升速J無補/排動作K繼續(xù)升速注意：啟動沖洗泵和潤滑泵后，應(yīng)該使得沖洗液和潤滑液充分到達相應(yīng)的沖洗和潤滑點后才允許開動主泵電機第三十頁，共66頁。停機順序

減速至10HZ以內(nèi)停止主泵電機停止推進液泵停止沖洗泵停止?jié)櫥米⒁猓褐鞅秒姍C的強制風冷電機運行和停止以及減速機冷卻電機運行和停止是自動進行的，因此啟動主泵電機前需要檢查它們的狀態(tài)是否正常第三十一頁，共66頁。3.2輔助設(shè)備工作原理潤滑泵工作原理沖洗泵工作原理推進液泵工作原理第三十二頁，共66頁。3.2.1潤滑泵工作原理潤滑泵的啟動/停止邏輯是簡單的單回路控制邏輯，它的啟動/停止根據(jù)操作權(quán)限由上位機或現(xiàn)場來進行，當檢查主回路線路通暢，確認運轉(zhuǎn)方向后，旋轉(zhuǎn)啟動/停止旋鈕進行控制。只有當電機過熱或者存在短路現(xiàn)象時，系統(tǒng)會自動停止?jié)櫥秒姍C，并向系統(tǒng)發(fā)出報警信息，要求停止主泵電機。注意：當操作權(quán)限由現(xiàn)場移交給上位機后現(xiàn)場的啟動/停止旋鈕會對控制失去作用。第三十三頁，共66頁。3.2.2沖洗泵工作原理沖洗泵的啟動/停止邏輯是簡單的單回路控制邏輯，它的啟動/停止根據(jù)操作權(quán)限由上位機或現(xiàn)場來進行，當檢查主回路線路通暢，確認運轉(zhuǎn)方向后，旋轉(zhuǎn)啟動/停止旋鈕進行控制。只有當電機過熱或者存在短路現(xiàn)象時，系統(tǒng)會自動停止?jié)櫥秒姍C，并向系統(tǒng)發(fā)出報警信息，要求停止主泵電機。注意：當操作權(quán)限由現(xiàn)場移交給上位機后現(xiàn)場的啟動/停止旋鈕會對控制失去作用。第三十四頁，共66頁。3.2.3推進液泵工作原理推進液泵是手動啟動后的自動運行的設(shè)備。啟動條件：確認運轉(zhuǎn)方向正確，檢查主回路線路通暢，啟動旋鈕置位，推進液壓力小于設(shè)定下限值。停止條件：推進液壓力達到設(shè)定上限值，系統(tǒng)短路。注意：推進液泵啟動后推進液壓力長時間未達到設(shè)定上限值，應(yīng)該對推進液系統(tǒng)油路和泵的狀態(tài)進行檢查。第三十五頁，共66頁。3.3補排油工作原理隔膜破損判斷更換隔膜時注意事項初始補油檢測原理第三十六頁，共66頁。3.3.1隔膜破損判斷隔膜破損的時候在外觀上基本上會出現(xiàn)補油的動作頻繁。流量下降，電機電流波動較大。當出現(xiàn)上述情況應(yīng)及時停機，檢查隔膜室內(nèi)是否有料漿混入。簡單的檢查方法是：通過打開放氣閥或排油閥查看油質(zhì)變化。注意：由于機械密封或其它問題引起的隔膜室油量的大量泄露同樣會出現(xiàn)類似隔膜破損的表征。第三十七頁，共66頁。3.3.2更換隔膜時注意事項當發(fā)現(xiàn)隔膜破損時，應(yīng)及時檢查導桿的支撐套是否有劃傷或磨損;導桿與支撐套的間隙是否過大;導桿與支撐套的間隙應(yīng)該不要大于2mm為合適。還要及時檢查補/排油的磁信號傳感器的信號準確性。分析隔膜破損的原因，更換損件。第三十八頁，共66頁。3.3.3初始補油當更換完隔膜時，操作箱的“本地/遠程”旋鈕選擇“本地”。相應(yīng)的隔膜室把“初始補油”選鈕置位，即相應(yīng)的隔膜室處于初始補油狀態(tài)。這時主機會自動啟動并開始盤車補油。在盤車補油的整個過程中排氣閥要一直處于打開狀態(tài)，待空氣排凈或升速前關(guān)閉。注意：初始補油的過程中，無法調(diào)速。如不出現(xiàn)補油信號，或轉(zhuǎn)2個周期后盤車補油結(jié)束。初始補油旋鈕復(fù)位。第三十九頁，共66頁。3.3.4補/排油原理第一代的傳感器和原理第二代的傳感器和原理第三代的傳感器和原理第四代的傳感器和原理第四十頁，共66頁。第四十一頁，共66頁。簡介上圖就是我們第一代的傳感器和檢測原理的簡圖它是極限點的檢測檢測元件是苷簧繼電器它存在吸合壽命它是機械金屬觸點，隨溫度變化影響較大第四十二頁，共66頁。第四十三頁，共66頁。簡介上圖就是我們第二代的傳感器和檢測原理的簡圖檢測元件是磁式傳感器實現(xiàn)了區(qū)域控制第四十四頁，共66頁。第四十五頁，共66頁。簡介上圖就是我們第三代的傳感器和檢測原理的簡圖為了克服初始補油以及隔膜異常變形方面存在的問題，我們在補油傳感器的補油方向15mm處安裝了另一傳感器，我們稱之為補油2;它能準確地判斷初始補油的實際位置，又能夠根據(jù)回程磁環(huán)來感應(yīng)補油2的信號判斷排油，也就是我所說的補油排油。第四十六頁，共66頁。第四十七頁，共66頁。簡介上圖就是我們第四代的傳感器和檢測原理的簡圖隔膜位置控制更趨穩(wěn)定、更簡單、理論更易于推廣我們改變了傳感器的安放位置，使其在原理上等同于苷簧繼電器磁式傳感器的上升沿方波遠遠大于于苷簧繼電器的窄脈沖而能夠覆蓋補排油的后面區(qū)域，不存在檢測盲區(qū)。第四十八頁，共66頁。第四十九頁，共66頁。第四部分安裝、調(diào)試和運行4.1主要電氣設(shè)備的安裝4.2接線的注意事項4.3調(diào)試4.4運行第五十頁，共66頁。4.1主要電氣設(shè)備的安裝主電機的安裝和接線要求嚴格按照電機的使用說明書及電氣原理圖進行。變頻器的安裝和接線要求嚴格按照變頻器的使用說明書進行，滿足關(guān)于空間、散熱、電磁輻射和接線等相關(guān)技術(shù)要求。原則上對于A*可編程控制柜的安裝只要求安裝空間寬敞、檢修方便就可以了。A*可編程控制柜的安裝接線詳見端子網(wǎng)絡(luò)接線圖。T*操作箱直接安裝在了泵體上，它與現(xiàn)場控制元件和儀表的連接在出產(chǎn)前已經(jīng)完成。T*操作箱和A*可編程控制柜的接線詳見端子網(wǎng)絡(luò)接線圖。第五十一頁，共66頁。4.2接線的注意事項動力電纜和控制電纜以及通訊電纜為了避免干擾的合理布置；這里的合理布置是指：線纜的選擇應(yīng)該為屏蔽線和屏蔽雙絞線、平行布置時的合適垂直距離以及滿足相關(guān)電磁輻射的技術(shù)要求。嚴格按照圖紙進行，具體接線圖詳見端子網(wǎng)絡(luò)接線圖。動力電纜和控制電纜以及通訊電纜為了避免干擾的合理布置；這里的合理布置是指：線纜的選擇應(yīng)該為屏蔽線和屏蔽雙絞線、平行布置時的合適垂直距離以及滿足相關(guān)電磁輻射的技術(shù)要求。嚴格按照圖紙進行，具體接線圖詳T*端子網(wǎng)絡(luò)接線圖。第五十二頁，共66頁。4.3調(diào)試

4.3.1調(diào)試前的準備調(diào)試前進行下述行為是必要的：電氣設(shè)備的外觀檢查接線的校準要參照電氣原理圖中的端子圖進行確定各儀表的設(shè)定值準確第五十三頁，共66頁。4.3調(diào)試

4.3.2調(diào)試的內(nèi)容和步驟4.3.2.1送電確保供電電壓準確；電網(wǎng)波動在正常范圍；確保按照分級送電原則進行第五十四頁，共66頁。4.3調(diào)試

4.3.2調(diào)試的內(nèi)容和步驟4.3.2.2現(xiàn)場調(diào)試a.將操作權(quán)限選到現(xiàn)場控制，即：“本地/遠程”選鈕置“本地”位；b.按下“試燈/笛”查看現(xiàn)場控制柜的指示燈；c.查看空氣壓力表，看系統(tǒng)風源是否正確；d.啟動潤滑泵，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，如果不正確斷電改線，如果正確保持運行；e.啟動沖洗泵，檢查轉(zhuǎn)向是否正確，如果不正確斷電改線，如果正確保持運行；f.啟動沖推進液泵，檢查推進液壓力表是否升壓至上限電機停止，如果不升壓則斷電改線，調(diào)整電機旋轉(zhuǎn)方向，確保推進液泵電機運行后推進液壓力迅速上升并至上限停止。這時手動將推進液壓力卸掉，看推進液壓力達到下限時，電機是否自動啟動，如果啟動應(yīng)該立即鎖緊卸壓閥，如果不啟動則應(yīng)檢查線路和程序；g.上述工作結(jié)束后可以進行初始補油，初始補油的概念是：當某一隔膜室更換隔膜后或者隔膜室蓋因為某種原因拆卸而重新安裝后（即某一隔膜室內(nèi)無油或嚴重缺油）需要對相應(yīng)隔膜室進行的補油行為稱為初始補油。這時將需要初始補油的隔膜室的“盤車補油”旋鈕置位，然后將“主電機啟動/停止”旋鈕置于“啟動”位置，初始補油工作開始自動進行。初始補油一般會在曲軸運轉(zhuǎn)2個周期后結(jié)束，完成對相應(yīng)隔膜室的補油。這時，將初始補油的隔膜室的“盤車補油”旋鈕復(fù)位，即可對主泵電機進行提速。h.隔膜室的空氣排空在提速以后斷續(xù)進行，具體的做法是：在變頻器速度升到15HZ左右并且運行10分鐘以上，打開結(jié)束初始補油的隔膜室排氣閥門，直到推進液油的排出，關(guān)閉排氣閥門完成空氣排空。在繼續(xù)升速5-10HZ后重復(fù)上述行為，直至空氣排空。在打開排氣閥門時會伴隨補油動作產(chǎn)生。第五十五頁，共66頁。4.4運行

正式運行的操作權(quán)限應(yīng)該由現(xiàn)場交出，由上位機進行。因此，在進行完現(xiàn)場調(diào)試后，應(yīng)該在停機的狀況下將“本地/遠程”按鈕旋至“遠程”，并復(fù)位所有現(xiàn)場操作旋鈕，由上位機進行操控。這時現(xiàn)場操作除“急?！卑粹o外，其它操作失效。運行后應(yīng)該在上位機上觀察：壓力/電流/流量曲線，如果振幅值較大，且入口壓力P1正常，則說明某個隔膜室工作效率較低，可能的原因是進/出料閥工作不正常，這時要到現(xiàn)場對進/出料進行檢查； 補/排油的記錄畫面，查看補/排油的記錄次數(shù)以及推進液泵的工作次數(shù)，查看是否異常。第五十六頁，共66頁。第五部分檢修和維護5.1為了能夠讓設(shè)備連續(xù)無故障的運行，其巡檢的工作是完全有必要的5.2傳感器的檢查第五十七頁，共66頁。名稱位置巡檢工作各控制鈕接線端子接線是否松動變頻器柜保持清潔電控柜內(nèi)保持清潔，各個電氣元件有無松動泵體電機電機運轉(zhuǎn)正常，接線盒清潔，無短路泵體儀表反應(yīng)靈敏，信號準確，保持清潔沖洗泵檢查沖洗液管道的壓力表以及沖洗液是否到位；潤滑泵檢查潤滑液管道的壓力表；推進液泵檢查推進液管道的壓力表；系統(tǒng)風源檢查空氣壓力表；減速機冷卻泵檢查冷卻泵的壓力表；變頻器檢查報警和故障信息；工作壓力表檢查數(shù)值是否與計算機顯示相符；信號燈和警笛無故障第五十八頁，共66頁。5.2傳感器的檢查在隔膜破損后要及時檢查導桿的支撐套和磁信號發(fā)生器，如有損壞要立即更換。它們對于隔膜泵連續(xù)長時間的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)起著主要作用要每3個月對磁信號傳感器，接近開關(guān)，推進液壓力開關(guān)，空氣壓力開關(guān)，工作壓力開關(guān)，壓力變送器（進料），壓力變送器（出料），兩位三通電磁氣閥進行檢查。尤其是磁信號傳感器盒內(nèi)部，要保持清潔不要有，水，油污等。如有會導致傳感器的靈敏度，隔膜運動的范圍，及使用的壽命，甚至短路，造成停車！泵體要定期清潔，線號要清晰可見，以便維修每次開停車及出現(xiàn)的故障要求做記錄，便于常出