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精煤脱水毕业设计66
1资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。毕业设计(论文)(说明书)题目:PLC控制精煤脱水系统姓名:编号:年5月10日毕业设计(论文)任务书姓名***专业电气自动化技术任务下达日期年3月4日66
2资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。设计(论文)开始日期年3月11日设计(论文)完成日期年5月17日设计(论文)题目:PLC控制精煤脱水系统设计A·编制设计B·设计专题(毕业论文)指导教师系(部)主任5月24日毕业设计(论文)答辩委员会记录自动化与信息工程系电气自动化专业,学生于年月日进行了毕业设计(论文)答辩。设计题目:PLC控制精煤脱水系统设计专题(论文)题目:PLC控制精煤脱水系统设计指导老师:66
3资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生毕业设计(论文)成绩为。答辩委员会人,出席人答辩委员会主任(签字):答辩委员会副主任(签字):答辩委员会委员:,,,,,,第页共页学生姓名:专业电气自动化技术年级毕业设计(论文)题目:PLC控制精煤脱水系统设计评阅人:指导教师:(签字)年月日成绩:系(科)主任:(签字)年月日66
4资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。毕业设计(论文)及答辩评语:66
5资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。摘要精煤脱水是精煤提炼当中不可缺少的重要一步,它关系到精煤的质量和价值,随着自动化控制技术的不断提高,随着工业企业用煤单位的要求不断升高,从而精煤的质量要求也在不断的升高,精煤的含水量是个很重要的质量指标,因此为了使精煤脱水系统能进行高效率高质量的脱水。现在社会上使用最广泛的脱水系统就是浮选精煤脱水系统。为了提高设备能力、自动化程度和安全可靠性;因此能够对现有的浮选精煤的脱水脱水系统进行改进研究,改变现有直接经过加压过滤机和卧式沉降离心脱水机对浮选精煤直接脱水、溢流精矿和滤液浓缩的控制方案,而是采用先进的PLC控制技术进行控制,使煤饼中的水分脱除,并降低到最小值,从而达到良好的脱水效果,实现烘干脱水的目的本次毕业设计就洗煤厂中的精煤脱水系统为研究对象,以PLC作为工具对精煤脱水控制系统进行了设计。在设计过程中,首先对PLC进行了详细的介绍,然后针对精煤脱水控制系统的设计进行PLC类型的选型与分析,根据输入输出点数,确定PLC机型,画出硬件连线图,然后进行软件分析编程,写出梯形图和语句表,最后进行程序的下载、调试。关键词:精煤脱水;PLC控制系统;精煤;系统调试;离心脱水机66
6资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。目录摘要1目录2第一章绪论31.1选题背景31.2精煤简介41.3精煤脱水系统的国内外发展61.4脱水系统的现状7第二章设计思路92.1精煤的脱水方法92.2浮选精煤的脱水102.3PLC控制的方案13第三章总体结构与硬件选型1566
7资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。3.1控制系统的结构153.2浮选设备163.3脱水系统的结构183.4可编程控制器的选型223.4.1可编程控制器的应用223.4.2可编程控制器的选型结果26第四章软件系统的设计274.1可编程控制系统的设计274.1.1可编程控制器的AC/DC连接274.1.2可编程控制器I/O的设计284.1.3可编程控制器的安装和调试324.2电机的接线图与控制系统的程序344.3精煤脱水系统梯形图程序344.4PLC的具体防干扰措施35第五章系统的调试与管理385.1洗煤脱水系统的调试385.2系统存在不良现象分析39第六章总结43致谢44参考文献4566
8资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。第一章绪论1.1选题背景煤炭是中国最主要的能源,在已探明的化石能源资源总量中,煤炭占94.3%,石油和天然气仅占5.7%。中国又是煤炭生产和消费大国,在一次能源消费结构中,煤炭约占70%。中国煤炭产量达17.36亿吨,今年前3季度产煤已达到13亿吨,全年预计将达到19亿吨,新能源技术开发和产业建设短期内不足以形成规模化供应。长期以来,国内70%的燃料和工业动力、60%的化工原料和60%的民用商品能源,都是由煤炭提供的。随着国民经济和社会的发展,能源需求不断增加,对煤炭的需求量也将越来越大,在今后50年内中国以煤炭作为主要能源的格局不会有根本性变化。大量的原煤直接燃烧造成的煤烟型为主的大气污染,严重制约了中国国民经济的持续健康发展。中国烟尘排放量为1012Mt,SO2排放量为1926Mt,酸雨面积已超过国土面积的30%,而燃煤造成的烟尘和SO2排放量分别占到70%和85%。为了减少环境污染,提高煤炭的转化燃烧率,国家和用户对煤炭质量和品种的要求日趋严格,使围绕煤炭洁净加工与利用的洁净煤技术形成蓬勃发展的态势。发展选煤提高精煤度质量是保护环境的需要,是煤炭工业可持续发展战略的重要组成部分。众所周知,中国是煤炭生产和消耗大国,在一次能源构成中煤炭占据3/4的高额比重,而且这样的态势直到21世纪初叶不会改变。然而,大量燃用煤炭已引起严重的环境问题,且将随煤炭生产量和消耗量的增加而日趋严重。为了保护环境,66
9资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。为了煤炭工业的可持续发展,煤矿必须向社会提供洁净能源。发展洁净煤技术是煤炭工业的必然选择。选煤是洁净煤技术的源头和基础,是现阶段最为成熟,最为经济的手段。因此,在洁净煤技术起步时期,首先要加速发展选煤。随着《大气污染防治法》实施力度的加强,电厂等用煤大户必将转向采购优质煤炭。洗选煤市场份额的增大,将为选煤的发展拓宽道路。以市场经济为主体的产煤国家的多年经验证明,在市场经济条件下,对于多数煤矿来说,选煤厂是不可缺少的生产环节。选煤是使用物理、物理化学方法,将原煤分成不同质量、规格产品的加工过程。选煤能够出去煤中的杂质,包括矸石和50%~70%的硫,提高煤炭产品的质量、增加煤炭品种、减少无效运输、提高热效率、节约能源、减少SO2、NOT和烟尘的排放量。选煤还是综合利用资源,提高煤炭企业经济效益的重要手段。因此,选煤已成为煤炭工业现代化生产中不可缺少的重要环节和洁净煤技术中的源头技术,是煤炭深加工的基础和前提。发展煤炭洗选加工既可满足国民经济快速、健康发展,对煤炭的需求又能使煤炭污染在总量上有所减少,改变生态环境恶化状况,实现经济与环境的协调发展。中国选煤工业起步较晚,20世纪50年代才开始建立起自己的选煤工业,经历了两次快速发展时期。20世纪70年代以”洗煤保钢”为主要内容的选煤大发展,是原煤入选比例由1970年的10%增长到1980年的17%,基本满足了中国钢铁工业对炼焦煤质的要求;以来,选煤工业进入新的快速发展时期。到,中国煤炭产量大21.3亿吨,66
10资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。原煤入选量7.04亿吨,原煤入选比例达到33%。一个洗选厂所包含的主要生产设备和过程,在一个煤洗选厂包括原煤、洗煤、末煤等车间,其中洗煤车间主要用于洗煤和脱水。本文主要的研究对象为精煤脱水部分,全厂控制系统主要由原煤车间、洗煤车间、洗末煤车间,精煤脱水属于洗煤厂工作范围之一。近年来大量改造和几年前原来设计思路,远不能达到现在安全生产运行的需要以及用煤单位工业企业的需求,为此必须对洗煤厂精煤脱水系统迸行完善和改造,保证生产的安全高效的进行,同时为企业形成工业自动化系统奠定基础。当前,在工控领域PLC控制和上位机组态应用及其通讯是比较热门的技术,随着可编程序控制器(PLC)技术的发展,由于其高可靠性、高性价比、广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能,PLC在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用。文中正是在这种背景下,从PLC的基本结构入手,就当前国内常见的几种PLC进行了性能比较,并对PLC控制系统的通用设计方法和提高系统可靠性的一些基本措施的应用研究作了尝试,重点探讨了PLC控制精煤脱水系统硬件、软件的设计方法,在原精煤脱水系统中的主控系统中,增加了PLC功能模块经过PLC的高可靠、低功耗的控制技术进行控制精煤系统的脱水从而实现了现代自动化控制。1.2精煤简介原煤送入洗煤厂,经过洗煤厂加工后,降低了灰分、硫分,煤炭中的矸石后就会变成精煤,精煤就是适合一些专门用途的优质煤在煤炭中精煤的热量是最高的,如果把所有煤炭都改成精煤,那么我们在全国用煤量上就会减少60%以上,而且精煤要比煤炭原煤的分量要少很多因此在运输上也会减少很多,从而在运输上减少了很多的麻烦和费用。66
11资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。1、精煤按用途不同可分为冶炼用精煤和其它用精煤两种。(1)冶炼精煤:它又称为冶炼用的炼焦洗精煤。其粒度为小于50毫米、80毫米和100毫米三种;灰分小于或等于12.5%,简称为冶炼精煤。(2)其它精煤:它又称为其它用炼焦洗精煤,粒度也小于50、80、100毫米三种,灰分在12.5%-16%之间,简称其它精煤。2、精煤按其类型的不同能够分为1号精煤、2号精煤和3号精煤(1)1号精煤:硫分0.4%;灰分7-8%,平均7.6%;热值26-28%,平均27.6%(2)2号精煤:硫分0.5%;灰分8-10%,平均9.6%;热值26-28%,平均26.8%(3)3号精煤:硫分0.6%;灰分9-16%,平均13.6%;热值24-26%,平均25.3%3、精煤的洗选煤炭洗选是利用煤和杂质(矸石)的物理、化学性质的差异,经过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离,并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。按选煤方法的不同,可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。(1)物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质(如粒度、密度、硬度、磁性及电性等)上的差异进行分选,主要的物理分选方法有①重力选煤,包括跳汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风力选煤等。②电磁选,利用煤和杂质的电磁性能差异进行分选,这种方法在选煤实际生产中没有应用。(2)物理化学选煤—浮游选煤(简称浮选),是依据矿物表面物理化学性质的差别进行分选,当前使用的浮选设备很多,66
12资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。主要包括机械搅拌式浮选和无机械搅拌式浮选两种。(3)化学选煤是借助化学反应使煤中有用成分富集,除去杂质和有害成分的工艺过程。当前在实验室常见化学的方法脱硫。根据常见的化学药剂种类和反应原理的不同,可分为碱处理、氧化法和溶剂萃取等。(4)微生物选煤是用某些自养性和异养性微生物,直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫,达到脱硫的目的。物理选煤和物理化学选煤技术是实际选煤生产中常见的技术,一般可有效脱除煤中无机硫(黄铁矿硫),化学选煤和微生物选煤还可脱除煤中的有机硫。当前工业化生产中常见的选煤方法为跳汰、重介、浮选等选煤方法,另外干法选煤近几年发展也很快。一般来说,选煤厂由以下主要工艺组成:图1-1洗煤厂的工作流程①原煤准备:包括原煤的接受、储存、破碎和筛分。②原煤的分选:当前国内的主要分选工艺包括跳汰-浮选联合流程;重介-浮选联合流程;跳汰-重介-浮选联合流程;66
13资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。块煤重介-末煤重介旋流器分选流程;另外还有单跳汰和单重介流程。③产品脱水:包括块煤和末煤的脱水,浮选精煤脱水,煤泥脱水。④产品干燥:利用热能对煤进行干燥,一般在比较严寒的地区采用。⑤煤泥水的处理。1.3精煤脱水系统的国内外发展在国内,振动卸料离心机的主导机型为WZL1000,有些选煤厂使用TWZ1300型卧式振动离心机和TZ(或VC型)立式振动卸料离心机等,但这几种离心机在中国各选煤厂使用情况不佳,主要表现在:振动参数不稳定、调整频繁;主轴承、弹簧、连接螺栓易损坏;支座易开裂;箱体漏油严重;噪声大。另外,在国内选煤厂使用的振动离心机有WZT1000(C)型、ZWP1000型、ＷZY1400型、VM1400型等。1、振动离心机振动离心机是具有轴向振动卸料的离心机,由转动部件、振动部件、润滑系统、筛篮、机座、机体等部分组成。工作原理为:物料经机体上部的给料管运行到筛篮下部,因受离心力的作用而紧贴筛面;在轴向振动力的作用下,料层均匀地沿锥形筛网向筛篮大端移动,完成离心脱水过程;物料从筛篮大端甩出,落入机壳下部的排料口排出。物料的水分在离心力作用下透过料层和筛缝,甩向筛篮四周并沿壳体壁流向排水口排出。2、卧式振动离心机卧式振动离心机的传动机构使筛篮绕主轴旋转,并作轴向振动,强化了物料的脱水作用,66
14资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。并促使筛面上的物料向前移动。当物料层在抖动时,有助于清理过滤表面,防止筛面堵塞,减轻了物料对筛面的磨损。3、振动卸料离心机振动卸料离心机经几十年的发展和改进,技术不断完善。当前,卧式振动离心机筛篮最大直径可达1500ｍｍ,筛篮锥角在20～36°之间,分离因素为60～180,筛篮振幅15～10ｍｍ,单机处理能力最大可达400ｔ/ｈ。德国、美国、俄罗斯等产煤大国都有本国的系列振动离心机产品。比较著名的有德国产的ＨＳＬ、ＨＳＧ型卧式振动离心机、美国ＣＭＩ公司生产的ＶＣ型立式振动卸料离心机以及澳大利亚约翰芬雷公司生产的ＶＭ系列卧式振动离心机,当前国内进口较多的是约翰芬雷公司生产的VM1400型离心机。4、刮刀卸料离心机煤泥刮刀卸料离心机的工作原理为:物料经过入料口,经给料分配盘进入筛篮与螺旋刮刀之间,在离心力的作用下,煤中所含的水透过物料层,穿过筛网进入集水槽,从排液管排出,脱水后的产品由刮刀卸料。1.4脱水系统的现状当前,国产的煤泥刮刀卸料离心机有ＬＬＬ型、ＬＬＬ1030×550Ｂ型、ＸＬ1000型等,这3种煤泥离心机与澳大利亚约翰芬雷公司(ＣＭＩＰｔｙＬｔｄ)生产ＦＣ1200型煤泥离心机主要技术特征对比。从离心脱水机的分类表中能够看出:同3种国产煤泥离心机相比,ＦＣ1200型处理量大,筛篮转速和刮刀转速低,有效截留粒度更低,达到001mm。从结构上说:FC1200型煤泥离心机筛篮倾角为13°,筛缝间隙为0375ｍｍ。筛篮和刮刀以较小的速度差同向旋转,66
15资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。保证了物料在筛篮中的停留时间,有利于降低产品水分。在传动系统中,电机采用卧式传动,用三角带带动传动轴经伞齿轮改向传动带动中间轴旋转,转速平稳。当前,中国的新集矿业集团、兖州矿业集团、大同煤业集团、永煤集团等先后进口了该类设备,主要用于重选工艺中粗煤泥回收、脱水。例如:沉降过滤式离心机。沉降过滤式离心机是在沉降式离心机的基础上,于20世纪60年代中期开发的一种新型脱水设备。在结构上,它是沉降式和过滤式离心机的组合,故兼有两者的优点。属于该类的离心脱水机有美国的Ｂｉｒｄ型、德国的洪堡特维达格型、苏联的ＨＯＴЩ325型等。这种离心脱水机转筒分为两段:第一段为沉降段,第二段为过滤段。煤浆由给料管导入,当经过第一段时固体在离心力的作用下形成沉降层,溢流水从溢流口排出。第一段的沉淀层被螺旋推到第二段时在离心力的作用下进一步脱水,产品由排料口排出。沉降过滤式离心机适用于浮选精煤、尾煤、原生煤泥、旋流器底流以及管道输煤终端的脱水。国产的沉降过滤式离心机主要有TCL型和ＷLG型,都已形成系列产品,WLG900沉降过滤式离心机是20世纪80年代初由唐山分院研制成功的,ＴＣＬ系列沉降过滤式离心机是引进美国Bird公司专项技术仿制的。ＴＣＬ1418型、ＷＬＧ1100×2600型与美国Bird公司生产的SB6400型离心机技术特征见上表。沉降过滤式离心机比沉降式离心机的沉淀物水分约低一半。这种离心机常见于浮选精煤、浮选尾煤和旋流器底流的脱水。固体回收率可达95%以上,66
16资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。产品水分可降至12%～20%,比真空过滤机滤饼水分低5～10个百分点,所需功率消耗比真空过滤机低20%。随着煤炭市场激烈的竞争,对煤炭产品水分的要求必将日益严格,这就对其脱水设备提出了更高的要求。在中国煤炭产品脱水作业中:一方面,同先进的煤炭生产国相比,国产脱水用离心机无论是在设备加工精度、工艺性能、运行可靠性和使用寿命等方面都与进口同类设备存在较大差距;另一方面,为了保证设备的脱水效果,一些大、中型选煤厂则花费大量外汇,引进昂贵的进口设备。因此,开发研制大型、新型、高效、高可靠性的煤炭产品脱水用离心机对加快发展中国洁净煤技术,特别是选煤技术具有十分重要的意义。综合国内外煤炭脱水用离心机的发展现状,提出以下几点建议:1、开发研制大型化、可靠性好、脱水效果好的卧式振动离心机,达到操作维护方便,易损件少,筛篮使用寿命长等优点。特别是对细粒煤脱水的大型卧振设备,一直受到世界各国选煤界普遍关注,在中国有关单位也曾开展过相关研究,但至今仍未实现工业应用。2、刮刀卸料离心机是细粒煤脱水的有效设备,与FC1200型相比,国产同类设备因结构和材质上的差距,导致离心机整机的技术性能、固体回收率等都存在较大差异。如何吸取和借鉴国外先进经验,改进国产刮刀卸料离心机的结构,提高加工精度,改进整体性能是该类设备发展的主攻方向。3、沉降过滤式离心机用于浮选尾煤和原生煤泥脱水时,因其处理量大,产品水分低,大大减轻了压滤机的负荷。但该机始终未能得到推广应用,66
17资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。一方面是由于受到技术水平、材质和加工精度和制造工艺的限制,难以保证质量,另一方面是由于研制单位不能根据出现的问题,去完善和改进,提高产品的质量。上述两个问题是发展国产沉降过滤式离心机需要重点解决的问题。4、在对国内外离心机进行充分调研的基础上,分析各机型的优缺点,吸收和借鉴其设计制造的先进经验。5、加强碳化钨等耐磨新材料的研究开发,同时研究耐磨材料粘接等辅助技术。6、离心机制造厂家应努力提高设计加工技术水平和制造精度,确保离心机的质量。7、加强离心机的自动控制,建立离心机结构参数的数学模型,优化离心机的结构设计。66
18资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。第二章设计思路洗煤厂的厂房工艺处理流程如下所示首先是原煤进入洗煤厂经过原煤处理系统,经过处理后进入原煤准备车间,进行在处理,然后在进行选煤与洗煤进行精煤的洗选与处理,如果想要得到很好的上品精煤,其中有一个关键而必要的步骤就是精煤脱水,;把浮选煤处理后的煤进行脱去水分,得到高质量的水分的精煤,在精煤脱水后还要进行煤泥水的处理。本课题主要就是进行洗煤厂中洗煤脱水工艺一环节的控制系统进行设计。课题设计的主要内容是用可编程控制器(PLC)进行控制精煤脱水系统。如图2-1所示:以PLC作为工具对精煤脱水控制系统进行了设计。在设计过程中,首先对PLC进行了详细的介绍,然后针对精煤脱水控制系统的设计进行PLC类型的选型与分析,根据输入输出点数,确定PLC机型,画出硬件连线图,然后进行软件分析编程,写出梯形图和语句表,最后进行程序的下载、调试。66
19资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。图2-1精煤处理系统工艺流程2.1精煤的脱水方法离心脱水是以离心力场实现液-固分离的过程,其设备主要有各类离心机。根据工作原理的不同,区分为两类不同的离心脱水过程—离心过滤和离心沉降,与其相应的机型可分为过滤式离心机和沉降式离心机,具体分类如下表2-1所示。表2-1离心脱水机的分类66
20资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。沉降式过滤式三足式上悬式上部卸料下部卸料振动卸料活塞排渣人动排渣离心卸料卧室活塞卸料卧室刮刀卸料喷嘴排渣进动卸料管式螺旋卸料沉降—过滤组合式室式碟式蝶式卸料双极单极多级双极单极多级螺旋卸料沉降-过滤组合式在选煤脱水工业中常见的离心机有:振动卸料离心机、刮刀卸料离心机、沉降式离心机以及沉降-过滤式离心机等。刮刀卸料离心机主要用于细粒煤脱水;振动卸料离心机主要用于不小于05mm粒级煤炭产品脱水;沉降式离心机,主要用于易泥化的原生煤泥、浮选尾煤、浮选精煤的脱水以及洗水的澄清,因其脱水后产品水分偏高,故当前选煤厂用得较少;沉降-过滤式离心机主要用于浮选精煤脱水。与其它脱水机械相比,66
21资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。采用离心机脱水设备投资低、生产能力高,脱水效果好,耗电小,占地面积少,因此,离心机的发展和应用一直受到国内外选煤专家的广泛关注。2.2浮选精煤的脱水浮选机选出的精煤为泡沫状,且随着浮选过程各有关工艺条件的不同,浮选精煤泡沫产品中的固体含量也不同,一般均在250-400g/l左右,因此浮选精煤泡沫产品必须进行脱水才能使浮选精煤满足贮运的要求。浮选精煤的脱水一般在过滤机中进行,浮选精煤过滤脱水后的滤饼水分,随精煤性质和过滤机性能的不同而异,一般滤饼水分在20%-30%之间。如果用户对精煤水分有更高的要求(如出口煤水分须在8%以下)或者浮选精煤单独外运时,必须使浮选精煤的水分降得更低。水是煤中的杂质,含水量高的煤不利于用户使用和冬季运输,且增加货运量,浪费运输财力;因此,选煤厂的出厂产品须尽量降低水分。浮选泡沫产品的过滤脱水是一个极其复杂的工艺过程,受多方面因素的影响。这些因素大致包括如下几个方面:1、入料粒度组成:入料的粒度组成均匀且平均粒度较粗时,可得到较低水分的滤饼。这是因为入料粒度组成均匀,可在粗粒构成的间隙中充填适当的细粒煤。这样构成的滤饼既有利于水的渗透,又不致于使滤饼的通气性太好而使滤扇内部的真空度下降。煤粒在其表面吸附水。平均粒度较粗的煤泥,其单位重量的总表面积较小,故过滤后单位重量煤泥表面携带的水分也较少,因此可得到较低水分的产品。如果过滤的入料中细粒含量较多(小于120网目占80%以上)时,66
22资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。适当掺入一些低灰分的粗煤泥(如角锥沉淀池底流经旋流器分级后的粗煤泥),可改进过滤效果,降低滤饼水分。但掺入的粗煤泥量不宜太多,而且粒度不应大于2mm否则物料在过滤机槽内容易分层、产生沉淀,使过滤机不能正常工作。入料中极细粒(小于200网目)含量较多,特别是细泥杂质含量较多时,过滤效果将显著恶化。表现在滤饼变薄且水分较大,滤饼卸落困难,滤液中固体含量较多等方面。2、入料浓度在其它条件不变的情况下,提高过滤机入料浓度,滤布上可沉积更厚的煤饼,这对提高过滤机的处理能力十分有意。由于入料浓度增加,获得同样厚度的煤饼所析出的滤液量少,形成必要厚度的滤饼所需的吸滤时间短,而滤液中的固体颗粒主要是滤扇处在过滤区时因矿浆中水的渗透而携带进来的,因此滤液中固体的流失随入料浓度的增加而减少。另外,提高过滤机的入料浓度还有利于增加机槽中矿浆的稳定性,减弱矿浆中粗粒的分层作用,这对粗粒含量高的矿浆过滤尤为重要。但入料浓度过大时,形成的滤饼过厚,过滤阻力太大,致使过滤效果变差,滤饼水分增加;因此过滤入料浓度不宜过高。过滤入料浓度一般以350-400g/l.时过滤效果较好。3、矿浆粘度矿浆粘度对过滤效果的影响是显而易见的。如果矿浆粘度较大,就会大大降低滤饼增厚速度,使滤饼变薄、66
23资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。脱水效果变差。影响浮选泡沫产品粘度的因素主要是泡沫产品中细泥含量和浮选药剂的性能。过滤入料中细泥含量较高时,矿浆粘度增大。此时不但滤饼较薄,而且因滤饼中大量细泥时存在而使过滤阻力增大,致使滤饼水分较大。煤泥浮选过程中使用的起泡剂,特别是粘性较大的起泡剂(如煤焦油),对过滤也有不良影响。因为它们常生成稳定、牢固的泡沫,这不但提高了过滤机入料的粘度,而且泡沫吸附在滤扇上时也增加了脱水的困难。使用能产生脆性和易消泡的药剂,对过滤效果影响不大。在选择和使用浮选药剂时,要选择对泡沫产品脱水不产生不良影响的起泡剂。入浮矿浆浓度和刮泡量的大小都会影响浮选精煤中细泥的含量,生产中应引起重视。在操作过程中,要尽量减少浮选精煤中细泥的含量,为其过滤脱水创造良好的条件。4、真空度真空度越高,过滤机处理量越大,滤饼水分越低。真空过滤机一般应在400-500mmHg的条件下工作。当前,多数真空过滤机的真空度只能保持在200mmHg左右,造成过滤机单位面积处理能力低和滤饼水分高。影响过滤机真空度的因素很多,除过滤系统的工作状况外,还与机槽中矿浆液位的高低等操作因素有关。下面讨论的是提高过滤机真空度的有关措施。(1)加强真空泵的维护和检修,使真空泵有足够的真空度和抽气量,保证过滤机达到0.6-0.8m3/m2﹒min抽气量和400mmHg以上的真空度。真空泵的抽气量不足是真空度低的主要原因,而真空泵有关部件的磨损是造成抽气量不足的主要原因,66
24资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。因此必须使真空泵部件保持在技术规定的条件下。经验表明使用软化水冷却真空泵效果较好;如使用硬水,应定期清除泵内积存的污垢。由于冷却水又是水环式真空泵的工作介质,因此加入的冷却水必须适量,过多、过少都会降低真空泵的抽气能力,冷却水的温度应以30℃左右为宜。(2)要保持真空系统处于良好的密封状态。管道的接缝处、过滤机中空轴与滤扇连接处应无漏气现象。对采用自动卸水装置的气水分离器要经常清理,及时检修,保持阀门开闭灵活。(3)经常调整分配头的摩擦片,磨损严重的部件要及时更换。(4)经常清洗滤布和滤扇,发现破损及时修补。(5)过滤机槽中的矿浆液面要保持一定的高度,以免当滤扇处在过滤区时矿浆不能完全淹没扇面,避免过滤系统与大气相通而影响滤扇内的真空度。5、过滤机转速过滤机转速决定过滤机吸滤时间和干燥时间,因而影响着滤饼的厚度和水分。随着吸滤时间的增加,滤饼厚度增加;滤饼的水分随干燥时间的延长而降低;到一定时间后滤饼增厚速度和水分下降速度变得平缓。因此,要同时考虑过滤机的处理能力和滤饼水分来选择过滤机的转速。对于一定性质的入料,在一定的真空度下,应有一个合适的滤饼厚度及相应的过滤时间,保证形成这一合适厚度的滤饼所需的过滤时间,就是确定过滤机转速的前提条件。在实际生产中,选择过滤机转速的依据是:入料的粒度组成、入料浓度、煤饼厚度和卸料效果等。入料中粗粒较多时,为了避免不上滤饼或滤饼薄厚不均(矿浆分层所致),过滤机往往采用较快转速。入料浓度较大时,滤饼增厚速度较快,66
25资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。为了保证滤饼水分,宜采取较快的转速,以避免滤饼过厚而影响产品水分。入料浓度较小或入料中细粒含量多时,滤饼的增厚速度较慢,滤饼卸落效果差,这时宜采用较低的过滤机转速。6、卸料效果圆盘式真空过滤机靠压风吹落实现卸料,在吹落滤饼的同时也清扫了滤布。滤饼脱落是否彻底,影响着过滤机的处理能力和滤饼水分。压风由瞬时吹风装置采控制,其卸料效果取决于风压、风量和吹风相位。因此要保持压风系统密封良好,风包的容量要足够大,风阀开启要灵活。随着浮选精煤中细粒级含量的增多,吹风风压有所提高,一般为0.3-0.5kg/cm2,可是风压过大会使滤布的损坏加剧。吹风风量以0.2-0.5m3/m2﹒min为宜。在实际生产中,吹风压力的确定受多方面因素的影响,如滤饼厚度、粘性、滤布性质和滤布的工作状态以及是否使用凝聚剂等,因此应视具体情况来选定风压。7、滤布和滤板滤布的性质对过滤效果有一定的影响。在选择滤布时,不但要考虑到经济效果,同时要考虑到它的脱水性能。滤布是覆盖在滤板表面的一层过滤网膜。滤布的孔径越大,滤布的过滤阻力越小,但滤液中固体流失将增多。由于过滤初始阶段,矿浆中的固体颗粒在滤布上形成小拱,这些小拱不但能阻滞较大的颗粒经过,而且也阻滞更细的颗粒经过,从而形成比滤布更致密的滤饼层。为避免在小拱形成的过程中大量的细粒随滤液渗透到滤扇内而流失,对于细粒含量较多的入料,要选用较小孔径的滤布。对粗粒含量较多的入料,可选用较大孔径的滤布,以利于水分的渗透。一般过滤浮选精煤用孔径为60-8066
26资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。网目的滤布。滤布的材料对滤饼的水分和卸料效果也有影响,如不锈钢丝滤布较尼龙滤布好。当前,中国选煤厂多使用尼龙或不锈钢丝滤布。滤板对滤饼的脱水效果也有一定的影响。铝制的扇形滤板较木质和竹质的滤板脱水效果好,可降低水份2%-4%,塑料滤板脱水效果更好。8、入料方式过滤机的入料方式很重要。浮选精煤在流动中,特别在受到冲击作用后,会产生大量泡沫。这些泡沫浮在过滤机槽矿浆液面。当携带有滤饼的滤扇露出矿浆面时,它们就会挂在滤饼的表面上。由于它的粘性大,在干燥区也很难使其水分降低,致使滤饼水分增大;因此要尽最避免在过滤机槽中矿浆的液面上给料,以免入料冲击矿浆面而产生大量的泡沫。在实际生产中,大多采用在过滤机槽内液面下入料的方式。在生产过程中,不断用压力水喷洒过滤机槽内的液面,可收到消泡和降低滤饼水分的效果。当然喷水量不宜过大,以免影响过滤矿浆的浓度。2.3PLC控制的方案不断有许多新的软逻辑控制软件产品被推出,传统PLC供应商也已经开始逐渐增加基于工业PLC的控制产品。另外,PLC开发费用中,软件开发费用所占的百分数正得到稳定的增长。软逻辑控制软件产品正在逐步取代传统的继电器控制占主导地位的控制系统。继电器控制系统的控制功能是用硬件继电器实现的,而PLC的控制功能主要是用软件编程来实现的。PLC与继电器接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电器接触器控制是按并行方式工作的,也就是说是按同时执行的方式工作的,66
27资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。只要形成电流通路,就可能有几个继电器同时动作,而PLC是以重复扫描的方式工作的,它是循环地连续逐条执行程序,任意时刻它只能执行一条指令,PLC是以串行方式工作的,这种串行工作方式能够避免继电器控制的触点竞争和时序失配的问题。PLC控制系统中一般有以下几种配置:1、基本配置PLC控制系统的基本配置根据PLC的类型可分为模板式(主流配置)、箱体式。模板式一般由CPU、电源、内存、I／O模板及底板或机架和简易编程器。CPU模板确定了可进行控制的规模、工作速度、内存容量等等。选得合适与否至关重要,是系统配置中首先要进行的。内存模板是在CPU规定范围内选择,以满足存储用户程序的容量及其它性能要求。电源模板能够与CPU模板合二为一,也可是分开的,是依据PLC用的工作电源种类、规格以及是否为]／0模板提供工作及信号电源,以及容量需要来选择的。FO模板是依据FO点数确定模板规格及数量。FO点数可多可少,但其最大数量受CPU所能管理的基本配置能力限制。2、扩展配置扩展配置是在基本配置的基础上,增加扩展机架或扩展机箱,从而增加I／O点数的配置。扩展配置可充分利用CPU、内存、外设资源,使PLC的单点费用降低。且经过扩展配置还可实现远程安装,简化接线,便于维护等。扩展配置可分为远程扩展配置、当地扩展配置等。3、特殊配置配置特殊单元,实现特殊功能。根据功能划分,特殊单元大致为高速计数器单元、位置控制单元、模拟输入／输出单元、温度检测单元等。高速计数器单元是中、大型高速计数信号用特殊的高速计数单元处理。它是经过总线与PLC连接,66
28资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。CPU可向它读写数据,实现对高速计数的控制。具体的高速计数单元有很多类型,有单路的,仅处理一路高速计数;有两路的,可处理两路高速计数;甚至还有更多路数。位置控制单元是用于运动部件的位置及速度控制,是数控(CNC)技术在PLC控制系统中的运用。位控单元有单轴、双轴等类型。模拟量输入单元用以把模拟量转换成数字量。模拟量一般是指标准电流或电压信号。电流为4mA～20mA,电压为0～IOV或者1～5v或士10V等。转换后的数字量能够为2进制8位、10位、12位或更高,对应的分辨率分别为量程的1／256、1／1024、1／4096等。模拟量输出单元用以把数字量转换成模拟量,模拟量也是标准电压、电流信号等。电流为4mA～20mA,电压为0～10V或者l～5v或士10V等。数字量也是2进制8位、10位、12位;有不同的分辨率。另外模出单元还可为输出脉冲,脉冲的充填系数或脉宽比正比于输出量。温度量是模拟量的一种,只要能用变送器将其变换成标准电信号,模入单元即可对其进行处理。温度检测单元有温度传感单元、温度控制单元,温度数据链接单元等几种类型,分别用于输入、输出和数据传输等。66
29资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。第三章总体结构与硬件选型3.1控制系统的结构控制系统:本机采用了PLC可编程控制器和触摸屏技术,可清晰直观的显示跳汰机各种工作状态。操作简易、轻松,按指令自动控制,大大提高了洗选。如图3-1所示。1、数控气动风阀2、侧壁3、出料端4、浮动阀门5、上位体6、蝶阀7、中煤机体8、总水管9、接管10、分水管11、排料装置12、矸石椎体13、浮标14、进料端图3-1SKT跳汰机的结构图1、机体结构该机为二段五室结构形式,一段为矸石段,分为二室,二段为中煤段,分为三室。空气室设在筛下,沿跳汰机的宽度方向布置,其长度等于跳汰机的宽度。空气室为U形结构,在跳汰过程中,洗水作U形振荡,能量消耗小,水面平稳,物料分层好,占地面积少。各室之间设有隔板,减少风室之间串风串水现象,66
30资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。洗水脉动特性更为合理,有力的保证了跳汰机的洗选效果,各空气室内设有隔板,防止空气室受压变形。机体下部为角锥形,以便使跳汰过程中分选出来的重物料和透筛物直接滑入底部由斗式提升机运走,下部角锥体的一侧装有检查孔,以便进入检修。2、排料装置在矸石段和中煤段排料道中各安装一个排料轮,(有时称叶轮),经过调节电动机转速,来控制排料轮转速。为保证排料轮在不转时不漏料,转动时不卡料,排料轮上增设了活动护板。3、浮标装置浮标检测部分用以反应所需排出物料层的厚度,以便控制排料量。浮标距筛板的高度可经过增减浮标上套管内的重物调整,使浮标稳定在不同密度的床层内工作。4、连接机构风箱与总供风管相连,经过各风管分别与筛下空气室相通。风箱装有立式锥形变径滑动风阀。采用多室共用风阀专业技术,进一步提高了数控风阀的工作性能,增强了供风的同步性,有效保证跳汰分层效果,减少事故点,降低维护量,降低了高压风的风量,减少了辅助设施的投资,节约能源,降低生产成本,操作简便。5、筛下补水系统水箱与总水管相连,用以补充筛下水。分水管上装有闸阀,用以控制各个筛下空气室的补充水量,筛下顶水沿机体的宽度均匀给入,有利于床层脉动平稳,提高分层精度。3.2浮选设备选煤厂广泛采用的浮选设备主要有XJX型和XJM型浮选机,随着选煤技术的发展,这两种机型已不能完全满足大型化选煤厂的要求,66
31资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。因此借鉴选矿行业的先进技术,对实现煤用浮选设备的大型化、高效化大有裨益。选矿用浮选机较有代表性的机型主要有XCFII／KYFII外充气机械搅拌式浮选机、BF型浮选机、JJFII浮选机、CLF粗颗粒浮选机等。这些浮选机结构独特,均可在煤泥浮选上有所作为。当前,XCFII／KYFII型浮选机单槽最大容积达160m3,能够满足大型或特大型选煤厂对浮选机大型化的要求;CLF粗颗粒浮选机可为解决选煤厂粗煤泥回收提供新的思路;JJFII型浮选机在处理细粒煤泥上相比其它浮选设备有更好的分选效果,该机型最大单槽容积也已做到130m3。1、XJM浮选机和XJM-S浮选机系列 XJM浮选机是中国自行研制成功的浮选机,如图3-2所示。在中国使用比较广泛。该型浮选机两槽体之间由中矿箱连接,最后一槽有尾矿箱。中矿箱、尾矿箱均有调整矿浆液面的闸板机构。每个槽内均设搅拌机构和放矿机构,两侧各有刮泡机构。槽体与前室中矿箱经过下边的U型管连通。该机特点是采用了三层伞型叶轮。第一层(上部)有6块直叶片,与定子配合吸入循环矿浆和套筒中的空气;第二层伞型隔板与第一层之间构成吸气室,由中空轴吸入空气;第三层是中心有开口的伞型板,与第二层隔板之间形成吸浆室,前室矿浆经过中矿箱和U形管由此吸入。定子也呈伞形,在叶轮上方,由圆柱面和圆锥面两部分组成,其上分别开有6个和16个矿浆循环孔,定子锥面下端有16块径向呈60o夹角的定子导向片．倾斜方向与叶轮旋转方向一致。该机对可浮性差的煤泥特别是细粒高灰煤泥的选择性较差,对粗粒煤泥浮选效果也不太理想,精煤随尾煤损失较多。在XJM型浮选机的基础上,66
32资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。煤炭科学研究总院唐山研究院研制成功了XJM-S系列浮选机。该型浮选机采用了矩形槽体、双层伞型叶轮、自吸式的吸气方式、混合的入料方式,把原XJM型的分隔空气和矿浆的伞型隔板用其它机构代替,重新对叶片高度和叶轮腔高度进行优化设计,使三层叶轮变为两层。叶轮上、下循环量均可调节,以适应不同可浮性煤泥,经过定子盖板上的调节装置改变循环流道的截面调节上循环量,经过更换下吸口的调节板调节下循环量。采用”假底底吸,周边串料”的混合入料方式,即大部分前室入料经过假底中心吸料管吸入叶轮,其余经过假底周边与槽壁的间隙上升串入搅拌区,采用内置中矿箱,不起调节液面的作用。该机的定子设计成定子盖板和导向叶片的分体式结构,主要目的在于实现定子上的吸浆管与叶轮下吸口对中,叶轮下吸口伸入吸浆管内一定尺寸,保证吸入足够新鲜矿浆。实践证明,该型浮选机对煤泥的选择性好,分选效率高,已成为中国煤泥浮选的主要设备。1、吸气管,2、混合室,3、喷嘴,4、喉管,566
33资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。、伞形器图3-2XPM—8型浮选机充气搅拌机构的结构2、旋流-静态微泡浮选柱如下图所示3-3关于浮选柱的研究最早出现于20世纪60年代,由加拿大人布廷创造。但由于气泡发生器容易结垢和堵塞,尾矿品位得不到保证,且运行不稳定等原因,该项研究很快进入低潮。近几年,随着柱分选技术的突飞猛进,浮选柱的发展和应用取得了重大突破。下面对中国广泛使用的旋流-静态微泡浮选柱进行介绍。旋流-静态微泡浮选柱的主体结构包括浮选柱分选段、旋流分离段、管浮选三部分。整个浮选柱为一个柱体,柱分离段位于整个柱体上部;旋流分离段采用柱锥相连的水介质旋流器结构,并与柱分离段呈上、下结构的直通连接。从旋流分选角度,柱分离段相当于放大了的旋流器溢流管。在柱分离段的顶部,设置了喷淋水管和泡沫精矿收集槽;给矿点位于柱分离段中上部,最终尾矿由旋流分离段底口排出。气泡发生器与浮选管段直接相连成一体,单独布置在浮选柱柱体体外;其出流沿切向方向与旋流分离段柱体相连,相当于旋流器的切线给料管。气泡发生器上设导气管。柱分选技术的分选原理及在选择性方面的优势使其更好地适应了细粒甚至微细物料高选择性分选技术的发展,能够改进选矿工业细粒和微细粒矿物回收效果不佳的难题,是提高资源回收利用率的有效途径之一,因此在强化分选过程的研究中,一批新型高效的柱分选设备应运而生。纵观整个浮选柱的发展历程,其在分选过程中体现的高效性进展,主要表现在柱体高度降低、充气方式更完善和矿化方式多样化三个方面。柱体高度降低表明浮选时间越来越短,也即矿化环境越来越好。66
34资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。1、充气器,2、下体,3、上体,4、中间筒体5、风室,6、给料器,7、尾矿管图3-3浮选柱结构3.3脱水系统的结构 如图3-4所示,离心机脱水机大量应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。工业用离心机按结构和分离要求,可分为过滤离心机、沉降离心机和分离机三类。离心脱水就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。因此需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。离心机是利用离心力,66
35资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开;它也可用于排除湿固体中的液体,例如利用离心力来进行脱除精煤中的水分等。特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。离心机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒,称为转鼓,一般由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后,被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力作用下各组分分离,并分别排出。一般,转鼓转速越高,分离效果也越好。1、筛蓝2、钟形罩3、入料口4、螺旋转子5、布料锥6、上盖7、齿轮差速器箱体8、电动机9、三角皮带10、11、13、14、齿轮12、中间轴15、心轴16、外轴17、保护环18、机座图3-4离心脱水机的结构图1、离心机的分类66
36资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。离心机能够根据各种因素分为很多种类型,如下:(1)可按分离因素Fr值将离心机分为以下几种型式:①常速离心机②高速离心机③超高速离心机(2)按操作方式分可将离心机分为以下型式:①间隙式离心机②连续式离心机其进料、分离、洗涤和卸渣等过程,有间隙自动进行和连续自动进行两种。(3)按卸渣方式分可将离心机分为以下型式:①刮刀卸料离心机-工序间接,操作自动。 ②活塞推料离心机-工序半连续,操作自动。 ③螺旋卸料离心机-工序连续,操作自动。 ④离心力卸料离心机-工序连续,操作自动。 ⑤振动卸料离心机-工序连续,操作自动。 ⑥颠动卸料离心机-工序连续,操作自动。(4)按工艺用途可将离心机分为:①②③④⑤⑥⑦过滤式离心机①②③④⑤⑥⑦沉降式离心机。(5)按安装的方式分①立式离心机②卧式离心机③倾斜式离心机④上悬式离心机66
37资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。⑤三足式离心机(6)按国家标准与市场使用份额分离心机能够分为以下四种①三足式离心机 ②卧式螺旋离心机 ③碟片式分离机 ④管式分离机 2、离心脱水机的原理和选型 如图3-5所示,离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生的离心压力,作用在过滤介质上,使液体经过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现液-固分离;离心沉降是利用悬浮液密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理,实现液-固分离。离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。66
38资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。图3-5离心脱水机原理图当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关,而且又与重力场的强度及液体的粘度有关。象红血球大小的颗粒,直径为数微米,就能够在一般重力作用下观察到它们的沉降过程。 另外,物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的绝正确。扩散与物质的质量成反比,颗粒越小扩散越严重。而沉降是相正确,有条件的,要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比,颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等,它们在溶液中成胶体或半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢,而扩散现象则越严重。因此需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。 衡量离心分离机分离性能的重要指标是分离因数。它表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值,分离因数越大,一般分离也越迅速,分离效果越好。工业用离心分离机的分离因数一般为100～0,超速管式分离机的分离因数可高达6,66
39资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。分析用超速分离机的分离因数最高达610000。决定离心分离机处理能力的另一因素是转鼓的工作面积,工作面积大处理能力也大。 选择离心分离机须根据悬浮液中固体颗粒的大小和浓度、固体与液体的密度差、液体粘度、滤渣(或沉渣)的特性,以及分离的要求等进行综合分析,满足对滤渣(沉渣)含湿量和滤液(分离液)澄清度的要求,初步选择采用哪一类离心分离机。然后按处理量和对操作的自动化要求,确定离心机的类型和规格,最后经实际试验验证。一般,对于含有粒度大于0.01毫米颗粒的悬浮液,可选用过滤离心机;对于悬浮液中颗粒细小或可压缩变形的,则宜选用沉降离心机;对于悬浮液含固体量低、颗粒微小和对液体澄清度要求高时,应选用分离机。在本文当中选用的是浮选式离心机。3.4可编程控制器的选型当前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、煤炭、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。如图3-6所示:66
40资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。图3-6工业PLC实物图片3.4.1可编程控制器的应用PLC实际上是一种专用计算机,它采用循回扫描的方式分时处理各项任务,而且依靠程序运行,这就保证只有正确的程序才能运行,否则精煤脱水系统就不会工作;又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元,即无线圈又无触点,使用次数不受限制,属无触点运行,因此,它比继电器控制有着明显的优越性,运行寿命更长,工作更加可靠安全,自动化水平更高。PLC控制是各种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制器件,它更适合于用在技术改造和控制系统的更新换代,是各种控制系统中理想的控制新技术。1、可编程控制器(PLC)的应用如下所示:(1)开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线和控制设备。如注塑机、电梯控制、66
41资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。精煤脱水等(1)模拟量控制在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。(2)运动控制PLC能够用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。(3)过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,当前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。(4)数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,能够完成数据的采集、66
42资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。分析及处理。这些数据能够与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也能够利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。2、可编程控制器(PLC)的发展趋势PLC是一门综合技术,其发展与微电子技术和计算机技术密切相关。随着可编程序控制器应用领域的不断扩大,它本身也在不断向两个主要趋势发展。其一是向小型化方向发展,体积更小、速度更快、功能更强和价格更低。今后的小型PIC也将增加模拟量的处理功能,而且也将有灵活的组态特性,既要简单经济,又要不断增强功能和使用的方便性是小型PLC的发展方向;其二是向大型网络化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面发展。(1)大型网络化:主要是朝Docs方向发展,使其具有DCS系统的一些功能。网络化和通信能力强是PLC发展的一个重要方面,向下可将多个PLC、I/O框架相连:向上与工业计算机、以太网、MAP网等相连构成整个工厂的自动化控制系统。(2)高可靠性:由于控制系统的可靠性日益受到人们的重视,一些公司已将自诊断技术、冗余技术、容错技术广泛应用到现有产品中,推出了高可靠性的冗余系统,并采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。$7400PLC即使在恶劣、不稳定的工作环境下,坚固,全密封的模板依然可正常工作,在操作运行过程中模板还可热插拔(3)多功能:随着自调整、步进电机控制、位置控制、伺服控制等模块的出现,66
43资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。使PLC控制领域更加宽广。如西门子公司早在80年代就研制出了多回路闭环控制模块、步进电机控制模块、仿真模块和通信处理模块等。在1995年西门子又成功地开发出了$7200、$7300系列,它具有TD200和COI{OSOPS操作模板(OPS)为用户提供了方便人机界面,用户程序三级口令保护,极强的计算能力,完善的指令集,I/O接口和经过工业现场总线PROFIBUS以及以太网联网的网络能力,强劲的内部集成功能,全面的故障诊断功能:模块式结构可用于各处性能的扩展,脉冲输出晶闸管步迸电机和直流电机;快速的指令处理大大缩短了循环周期,并采用了高速计数器,高速中断处理能够分别响应过程事件,大幅度降低了成本。(4)编程软件的多样化和高级化:采用多种编程语言,有面向顺序语言和面向过程控制系统的流程图语言:还有与计算机兼容的高级语言,如BASIC,C及汇编语言;另外还有专用的高级语言,例如三菱的MELSAP采用编译的方法将语句变为梯形图程序;也有采用布尔逻辑语言的。PLC也将具有数据库,并可实现整个网络的数据库共享。还将不断发展自适应控制和专家系统。3、可编程控制器的基本特点现代可编程序控制器在控制领域越来越受到入们的重视,并得到广泛的应用,过去许多采用微型计算机、单板／单片计算机和集散控制系统的场合已逐渐被可编程序控制器及其网络控制系统所取代,这是和PLC自身的优点分不开的。可编程序控制器的特点主要包括以下几个方面:(1)66
44资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。编程方法简单易学。PLC中配备了易于接受和掌握的梯形图语言。梯形图语言的电路符号和表示方式与继电器电路原理图相当接近,只用PLC的20多条开关量逻辑控制指令就能够实现继电器的功能。(2)硬件配套齐全,用户使用方便。PLC配有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户不必自己设计和制作硬件装置。PLC的安装接线也很方便,PLC一般用接线端子连接外部接线。(3)通用性好,适应性强。由于PLC的系列化和模块化,硬件配置相当灵活,能够组成能满足各种控制要求的控制系统。硬件配置确定后,能够经过修改用户程序,方便快速地适应工艺条件的变化。(4)可靠性高,抗干扰能力强。PIE用软件取代了继电器系统中容易出现故障的大量触点和接线．除此之外,PLE还采取了一系列抗干扰的措施。(5)系统的设计、安装、调试工作量少。PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。4、可编程控制器的编程语言梯形图是PLC的编程语言,它在形式上类似于继电器控制电路图,它简单、直观、易读、好懂,是PLC中普遍采用的一种编程方式。梯形图中沿用了继电器线路的一些图形符号,这些图形符号被称为编程元件,每一个编程元件对应有一个编号。不同厂家的PLC,其编程元件的多少及编号方法不尽相同,可是基本的元件及功能很相近。梯形图有如下特点,梯形图是按自上而下、66
45资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。从左到右的顺序排列。每一个继电器为一个逻辑行,称为一个梯形。每一个逻辑行起始子左母线,然后是触点的各种联接,最后是线圈,整个图形呈梯形。梯形图中的继电器不是继电器控制电路中的物理继电器,它实质上是变量存储器中的位触发器,因此称为软继电器,相应的某位触发器为真态,表示该继电器通电,其常开触点闭合,常闭触点打开。梯形图中的继电器的线圈的定义是广义的,除了输出继电器、内部继电器以外,还包括定时器、计数器等。梯形图中,一般情况下某个编号的继电器线圈只能出现一次,而继电器的触点是能够被无限制的引用,既可是常开触点也能够是常闭触点。梯形图是PLC形象化的编程方式,其左右两侧的母线不接任何电源,因而图中各个支路也没有真实的电流经过,可是为了方便,常见有电流或得电来形象地描述运算中满足输出线圈的动作条件。因此仅仅是概念上的电流,而且认为它只能从左向右流动,层次的改变只能是先上后下。输入继电器用于接收PLC的外部输入信号,而不能由内部继电器的触点驱动。因此,梯形图中只出现输入继电器的触点而不出现输入继电器的线圈。输入继电器的触点表示相应的外部输入信号的状态。输出继电器供PIE做输出控制,但它只是输出状态寄存表的相应位,不能直接驱动现场的执行部件,而是经过PLC开关量输出模块相应的功率开关去驱动现场的执行部件。当梯形图中的输出继电器得电接通后,则相应的模块上的功率开关闭合。PLC的内部继电器不能做输出控制使用,它们只是代表一些逻辑运算中用到的中间存储单元的状态,66
46资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。其触点可供PLC内部使用。5、可编程控制器的I／0功能模块I／0模块的种类繁多,大致可归纳为这样四类:开关量I／0模块、模拟量I／0模块、功能模块及接口模块。功能模块有电源模块、CPU模块、PID模块、控制功能模块等;接口模块有网络接口模块、通讯模块、转换功能模块、专用扩展功能模块等。模拟量I／0接口是用来传输传感器产生的信号的。这些接口能测量流量、温度和压力等模拟量的数值,并用于控制电压或电流输出设备。PLC的典型接口量程对于双极性电压为一l0～+10V、单极性电压为0～+10V、电流为4～20mA或l0～50mA。3.4.2可编程控制器的选型结果本设计采用GE90-30系列PLC。GE90—30系列PLC是GEFanuc系列90PLC家族的一员,提供最先进的编程特性,易于组态,便于安装,因此常见于工业系统控制当中其独有的创新结构开辟了一条最经济的工业控制途径,而且其设计与系列90PLC的其它可编程逻辑控制器相兼容,提供小型、易于使用的可编程逻辑控制器在提供最新技术和增强便利用户支持的PIZ;特性的同时,提高了性能／价格比。系列90-30PLC成本低,性能高,能方便地取代从简便的继电器到复杂的中型自动化应用系统场合。系列90—30PLC的布局如下图所示。系列90-30系统由一下组成:1、按基板不同能够分为:311型号,313型号,323型号,一个内含CPU的简单基板型号331,340,341系统一个CPU基板,能够拥有4个扩展或远程基板。2、按扩展口的不同能够分为:350,351,352,360,363,66
47资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。364系统一个CPU基板,能够拥有7个扩展或远程基板。个人计算机控制的系列90-30I/O系统由一下组成:一个安装IC693PIF301卡的PC能够拥有4个扩展或远程基板,一个安装IC693PIF400卡的PC能够拥有7个扩展或远程基板。系列90-30I/O模块类型GEFanuc提供下来类型的系统90-30I/O模块:(1)开关量输入模块有8,16,32点。(2)开关量输出模块有5到32点。(3)开关量混合模块有输入和输出点。(4)模拟量输入模块有4和16通道。(5)模拟量输出模块有2和8通道。综上所述,因为洗煤厂中的设备较多,而且控制的设备较为复杂,要求水平也比较高,为了以后的方便扩展以及系统运行的稳定可靠因此本设计中选用90—30系列364型号的PLC控制器最为合适。66
48资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。第四章软件系统的设计4.1可编程控制系统的设计用可编程控制器实施控制,其实质是按一定算法进行输入输出变换,并将这个变换予以物理实现。输入输出变换和物理实现能够说是PLC实现控制的两个基本点,而输入输出变换实际上就是信息处理。物理实现要求PLC的输入应当排除干扰信号适应于工业现场,而输出应放大到工业控制的水平,能为实际控制系统方便使用。一个完整的PLC应用系统包含两方面的内容:PLC控制系统和人机界面两种。PLC控制系统对现场进行参数采集并完成控制功能;人机界面是人与控制系统进行信息及数据交流的一个窗。设计时,不但要熟悉PLC的硬件,还要熟悉PLC的软件,以及人机界面软件的编制方法和遵循的原则。4.1.1可编程控制器的AC/DC连接如下面4-1图表所示IC693PWR321标准电源。120/240VAC或125VDC输入IC693PWR321是30W电源,能够在输入电压源范围85-264VAC或100-300VDC下工作。电源提供三种输出:+5VDC输出。+24VDC”继电器”电源输出为系列90-30输出继电器模块的电路提供电量。”隔离”+24VDC,为内部一些模块使用,也能够为24VDC输入模块提供外部电源。所有输出组合的总和不能超过30W。66
49资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。图4-1PLC电源接线图1、PLC的AC电源连接AC输入配线到AC/DC电源注意如果同一AC电源用来提供AC电量到一个系列90-30PLC系统其它基板,确认在每个机架的所有AC输入连接是同一个．不要交叉线1(L1)和线2(L2)．潜在不同的结果可能伤害人员或导致损坏设备．每个基板必须连接到公共地．确认保护外壳安装在所有端子面板上方．在普通操作中使用120VAC或240VAC交流电源．外壳防止意味冲击危险造成的对操作员严重致命伤害或保护人员．标准(IC693PWR321)和高容量(IC693PWR330)AC/DC电源一般有6个端子供用户连接．一些系列90-30早期版本的电源有5个端子．5端子和6端子类型配线方法类似,除了下面的第3步不适应5端子类型．电源端子面板接受一个AWG#14(2.1mm2)或两个AWG#16(1.3mm2)铜线在75℃(167℉).每个端子能够接受固定或悬挂电线,66
50资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。可是进入任何给定端子的金属线必须是用统一类型的．建议扭转电源端子面板用12in-lbs(1.36牛顿-米)打开保护端子面板的盖,从AC电源作一下连接和接地连接。(1)AC电源有宽范围的电源提供操作,标准范围是100VAC到240VAC在50/60Hz.可能改变–15%到+10%整体的最大范围是85VAC到264VAC。对于选择的电源电压能够自动修正供给不需要跳线和开关设置。(2)连接到火线和零线或者线L1和L2到端子面板最上的两个端子。连接安全接地先到接地端子,从上面数它是第三个端子,标记这接地符号。(3)对于6端子电源,工厂跳线在第３和第４端子之间,正常安装应该在左边位置。然而,这个跳线必须拆除,外部涌动抑制安装在＂浮动中立＂输入位置。(4)当所有到电源端子面板到连线连接完毕后,保护外壳应该小心的重新安装。(5)PLC的DC电源连接所有系列90-30电源都有DC输入性能。从电源的+线连接到端子面板的顶部端子,连接线到第2个端子(从顶部计数)。连接第3个端子(从顶部计数)到系统地。+24VDC输出(所有电源)底部的两个端子连接到隔离的24VDC输出,能够用于提供给输入/输出电路电量。4.1.2可编程控制器I/O的设计如下图4-2所示,I/O总线扩展电缆来自GEFanuc的5种已配线I/O总线扩展电缆是可用。这些电缆的目录号和长度如表4-1所示。66
51资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。图4-2扩展接口表4-1电缆的选择1、可编程控制器I/O口的分配标准密度模块:每个标准密度模块有高达16个电路(也称为”点”)。这些模块配置可拆除端子面板如图4-3。图4-3I/O分配模块高密度模块:每个高密度模块有32个电路。这些模块也有5066
52资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。针连接器,或两个24针连接器安装在模块面板。洗煤车间精煤控制系统对设备的基本技术要求是:经过可编程控制器PLC来进行现场的煤流选择、洗煤脱水、停止运行、污水处理、煤渣卸载等,下面对PLC的I/O口进行简单的局部分配,305设备停车时,刚停车时有很大的管电流同时刚启动也电流因此用于电流的保护,在有很大的启动是也有很大的去运动305点动推杆要闭合:2205开车时,2205与3318、3319、309和310闭锁:2205反转时洗矸配仓,正转时洗矸落地;同时504控制状态的选择使精煤进入脱水状态。主站发出的信号有:启动预告信号铃,故障信号铃,过流预警,过压预警,其中M362和M363分别为过压和过流预警,分站发出的预警信号有:301、528、2205预启车电铃;M365和M366为开停标志;进行控制精煤脱水系统的开停,M364为状态控制MAIN(主),SUBO(初始),SUBI(启动),JDJK(就地集控),JKQL(集控清零),QDXJ](启动信号),OUTI(输出),STOPl(停),STOP(停)。其I/O口分配表如下所示:表4-2可编程I/O口分配表设备作用流程I/O点分配变量Y002冷却12Q24M368Y001排水12Q23M367Y000启动脱水12Q22M3663318停止脱水123Q21M365316状态控制123Q26M364315过流保护(预警)123Q27M363314过压保护(预警)12Q29M362313快速控制12Q25M36166
53资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。312中速控制12Q28M359313慢速控制12Q12M3582、可编程控制器的接线如图4-4所示高密度模块有两种类型,一种类型是面板上单一50针连接器,另一种类型是面板上有一对24针连接器。双重24针类型有LED状态指示器。50针类型没有。LED状态指示器排列四组每组8个,标记为A,B,C,和D。它们位于模块的顶部(看下图)。32点模块仅在5,12和24VDC范围有效。32点模块没有熔断器。这些模块在需要大量DCI/O点应用时很有用。系列90-30系统获得最大I/O点数量,能够经过使用支持总数为8个的10槽机架的CPU或经过机架组装32点模块。理论上I/O点可用的最大数量是经过将在CPU机架的9个可用槽位(CPU需要占用一个槽位)和70个槽位在7个10槽扩展机架或远程机架相加计算得到总共79个槽位。79乘以32得到最大2,528个I/O点(仅CPU350-364支持这么多I/O点)。当然,假定每个槽位用32点I/O模块组装。需要实际应用需要用户使用一些槽位给选择模块,因此I/O模块可用的槽位数量从而会减少。66
54资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。图4-4PLC接线方框图经过模块前面的I/O连接器,能够采用单独调节的+5V电源(电流限制在大约150mA)。此电源是在模块上产生并与底板隔离。它的功率输入来自PLC底板的+5V逻辑电源。在I/O连接器上的适当插针上连接跳接线。能够用这个方法选择这个内部电源作为输入供电,而不使用用户提供的外电源。如果用此内部电源为输入供电,在PLC的+5V电源上将接入额外的负载。现场侧与逻辑侧之间的底板隔离是经过模块上的光藕合器提供的。此模块按照32点输入类型配置并采用32位离散%I输入数据。进入一个输入点的电流在输入状态表中产生一个逻辑1。模块能够安装在系列90-30系统中5或10槽底座的任何一个I/O槽中。输入装置到安装在模块前面的两个公头24针连接器(富士通FCN-365P024-AU)能够完成输入电路的连接。安装在模块右边的(前面看)66
55资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。连接器与组A和组B相接。安装在模块左侧的连接器与组C和组D相接。模块连接到现场装置必须经过一个电缆连接,此电缆一端是母头连接器,另一端是剥落的金属线。IC693CBL328,或者根据用户的应用需要来建立自己的电缆。3、可编程控制器I/O模块的负载需求系列90-30模拟I/O模块的DC负载需求。所有级别是毫安。输入和输出模块电流级别是所有输入和输出接通。其它系列90-30PLC安装在底板上组件必须包含全部的负载计算。所有系列90-30PLC组件的负载需求都能够在GFK-0356,系列90-30安装手册中找到。三种电压在下表列出:+5VDC提供操作大部分内部电路的主要电量+24VDC继电器电源提供在继电器输出模块上驱动电路电量。+24VDC隔离提供操作许多输入电路的电量(仅输入模块)。也能够作为电源输入给一些模拟模块提供用户侧电路的电量。图4-5 模拟输入方框图模拟输入是差动的;也就是说,在如图所示的电压IN+和INñ的转换数据是不同的。差动的输入配置对应噪声和地电流是不灵敏的。两个输入连接到公用电压端,参考COM。关于COM的IN端子的平均电压参考共模电压。不同的信号源可能有不同的共模电压,作为V(CM1)和V66
56资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。(CM2)显示。共模电压可能被电流地位置的不同引起,或被输入信号本身引起。提及浮动电源和限定共模电压,COM端子应该连接到电源本身的输入端。没有特定的设计考虑,共模电源的总和,连接在COM端子线路上不同的输入电压和噪声限制在±11V,否则将损坏到模块。输入模块提供一些过滤来阻止一些高频的冲击,可是跨过的低频信号依然产生一些错误转换。4.1.3可编程控制器的安装和调试系列90—30PLC的布局如图4-6所示,它包括现场装置连接模块,电线管道,电机连接端子模块,电路板,控制变压器,熔断分离或电路熔断器,控制继电器等部分组成。图4-6系列90—30PLC的布局4.1.4PLC的电源保护装置的安装1、可编程控制器的电源过电压保护装置如图4-7所示,在端子面板电源,过电压保护装置连接在内部的端子面板的第466
57资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。针。此针一般连接到框架接地(第3针)经过提供的跳接片,这部分在工厂已安装。如果过电压保护不需要或提供溯流,这个特性能够经过拆除跳接片不起作用。同样,跳接线必须拆除而且外部涌动抑制安装在＂浮动中立＂输入位置。如果想进行Hi-pot测试此电源,在测试时经过拆除端子面板的跳接线来使过压保护失效。当测试完后重新安装跳接线恢复过压保护。图4-7电源保护装置2、可编程控制器的电源过电流保护装置如图4-8所示,5V逻辑输出电子限定在3.5A(高容量电源7A).过负荷内部灵敏并导致电源切断,电源将串行试图起动直到过负荷移除．在输入行的内部保险丝提供为备份．在保险丝熔断前电源经常切断．保险丝也保护内部电源故障．66
58资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。图4-8电流保护装置4.2电机的接线图与控制系统的程序精煤脱水系统是由电机带动离心脱水机旋转来进行脱水工作的,在电机的高速旋转下,带动离心脱水机的选择,从而实现精煤的脱水,电机是脱水系统的一个重要组成部分,因此,在主电路部分中需要加装保护装置,如过流过压保护等装置。如图4-9所示:66
59资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。图4-9电机接线4.3精煤脱水系统梯形图程序以下程序为PLC控制制洗煤厂精煤脱水系统离心机的梯形图程序,该程序中0-3段是启动程序,X000,M0为中间继电器,当启动按钮打开时,中间继电器得电,M0的常开触电闭合,同时启动按钮自锁,Y000线圈得电,脱水系统工作。9-15段程序为脱水系统排水程序,当精煤脱水系统排出的污水达到一定值时需要排到一个固定的地点进行污水的处理,该段程序就是经过Y001线圈进行排水的控制的,15—27段的程序为脱水系统的精度控制,控制其电机的转速来控制脱水机的振动速度从而达到对精煤进行水分脱除的目的。同时控制Y002能够接通冷却电机,当脱水电机温度过高时还能够为电机送风降温。如图4-10所示ＰＬＣ控制离心脱水机局部程序:66
60资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。图4-10ＰＬＣ控制离心脱水机局部程序4.4PLC的具体防干扰措施抗干扰的基本措施:抑制噪声源,直接消除产生干扰的原因:切断电磁干扰传播的途径,或提高传递途径对电磁干扰的衰减作用;加强PLC的抗干扰能力,降低其噪声的敏感度。1、防供电电源干扰的措施为了能有效地削弱和消除来自电网的干扰信号,选择高性能电源、抑制电网干扰,在PLC控制系统中,占有极重要的地位。当前对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好的电源,对于大功率交、直流用电设备、66
61资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。变频器和直流整流装置的动力电源和PLC的供电电源采用不同的电力变压器供电。而对于关键设备的PLC采用在线式不问断供电电源(UPS供电,UPS不但具有稳压和提供断电保护的作用,还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。2、防电磁辐射干扰的措施PLC内部用光电耦合器、输出模块中的小型继电器和可控硅等元器件,以实现对外部开关量信号的隔离,PLC的模拟量I／O模块同样采用了光电耦合隔离。这些元器件一般能够减少或消除外部干扰对PLC的影响,使CPU免受外部窜入的高电压冲击。可是,在现场生产过程中,正因为有诸多高电压电源电缆及各种动力电缆所产生的磁场存在,仍难消除共模和差模信号的干扰,造成信号数据采集和控制上的错误。为此,在安装与布线上要求如下:第一是电缆的选择:模拟输入信号或高速信号线(如脉冲传感信号),则必须采用屏蔽信号电缆。为了减少动力电缆辐射电磁干扰,对变频器一类装置的输出动力电缆,应采用铠装屏蔽电力电缆。在PLC控制系统中(或距离近)的电力电缆,亦最好采用铠装屏蔽电力电缆。为了提高抗干扰能力,PLC的外部信号、PLC和上位机之间的串行通信线路也可用光纤或带光电耦合器的通讯口进行隔离,在通讯电缆的选用上,则应选用PLC生产厂家提供的专用电缆,此法特别适用于关键、重要、对抗干扰性能要求高的控制系统。第二是信号传输方式的选择:如果模拟量№I信号距离PLC较远,应采用4～20mA的电流传输方式,而不是易受干扰的电压传输方式。传输模拟输入信号的屏蔽线,66
62资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。其屏蔽层应一端接地,同时为了泄放高频干扰,数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线,其电阻值要小于屏蔽电阻的1／10,且要将屏蔽层的两端接地。若无法设置电位均衡线,或只考虑抑制低频干扰,也可一端接地。第三是对环境和布线要求:PLC还应远离强干扰源,如高频电焊机、大功率可控硅装置等。同时,PLC不能与高压电器安装在同一个开头柜内,动力线要单独布置,PLC应离动力线至少200ram,防止空间辐射电磁干扰。不同类型线分层敷设,严禁信号线和动力线平行或同槽布线,PLC的I／O线与大功率线要分开走线。不同类型的信号必须用不同的电缆传输,开关量与模拟量I／O线应相互分开敷设,不同的信号线最好不用同一个插接件,以减少不同信号间的相互干扰。信号电缆应按传输信号种类分层敷设,严禁同一电缆中既有动力源又有信号源,以减少经过信号线引入的传导干扰。第四是对PLC输入与输出端子的保护:当输入信号源为感性元件,输出驱动的负载为感性元件时,对于直流电路应在它们两端并联续流二极管。对于交流电路,应在它们两端并联阻容吸收电路。采取以上措施是为了防止在电感性输入或输出电路断开时产生很高的感应电势或浪涌电流对PLC输入、输出端点及内部电源的冲击。3、防接地混乱干扰的措施完善接地系统接地的目的一般有两个:一是为了安全,二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。系统接地方式一般有浮地方式,直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言,66
63资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都低于IMHz,因此PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式,用一根大截面铜母线连接各装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地极。信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地:不接地时,应在PLC侧接地。信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,避免多点接地。多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理,选择适当的接地处单点接地。66
64资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。第五章系统的调试与管理5.1洗煤脱水系统的调试1、精煤过滤的操作管理对浮选精煤过滤的要求是滤饼水分达标,滤液中固体损失少。一般多采用滤饼水分、滤液中固体损失和过滤机的处理量这三个技术指标来评价浮选精煤的过滤效果。滤饼水分:滤饼中水分的百分含量(%)。滤液中固体损失:它的表示方法有两种,其一是指滤液中的固体物含量(g/l);其二是指滤液中的固体物占入料中固体物的重量百分数(%)。过滤机处理能力:过滤机单位时间内生产的滤饼重量(t/h)或过滤机单位过滤面积在单位时间内生产的滤饼重量(t/m2•h)。计算时要折算成原煤计量水分时的滤饼重量。2、操作和维护稳定过滤机的入料量以保证过滤机槽内矿浆液位高度的稳定很重要,只有这样才能保证最充分地利用全部过滤面积和保证足够的过滤时间。如果机槽内矿浆液面过低,就会使滤扇面靠近空心主轴的部位不能被矿浆淹没(或煤泥覆盖不严)而漏风,导致过滤机真空度下降。矿浆面越低,真空度下降越严重。矿浆面低还会导致扇面上滤饼厚薄不均,出现周边厚、中间薄的现象。这不但造成滤饼水分增高,还会影响滤饼的卸落效果,使过滤机的处理能力下降。总之,66
65资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。适当的机槽内矿浆液位是获得理想过滤机的处理能力和滤饼水分的前提条件。为了稳定过滤机内矿浆液位的高度,一些选煤厂用淌溢流的方法进行控制,即在过滤机入料量大于处理量的情况下产生溢流,以保持矿浆液位的稳定。此法的缺点是有一部分煤浆循环,从而造成带泡沫煤浆的运输困难,加之循环运输中煤泥进一步粉碎,细颗粒增加,势必恶化过滤效果。近年来,一些选煤厂已实现了过滤机入料的自动控制,有效地解决了这一问题。入料性质的变化,如粒度组成、矿浆浓度和粘度等的变化都会明显地在滤饼上反映出来。生产实践证明:入浮矿浆浓度过大时,滤饼粘性增加,表面常有一层粘浆;浮选刮泡量过多或带浆时,滤饼变薄,水分增大;当起泡剂用量过大时,滤饼发粘,水分大,有油光,有时甚至可闻到油味。滤饼的变化能及时地反映出浮选操作过程中的反常情况。只要过滤机操作工注意观察,就能为浮选操作提供可靠的信息,以帮助浮选工及时纠正操作中的失误,为改进浮选指标和精煤的过滤创造条件。滤布虽具有较高的机械强度,但过滤过程中滤布不断受到负压和吹风的往复压力作用,又受到机械摩擦和矿浆的腐蚀,使用一段时间后,滤布会产生变形、老化和损坏。滤布的工作状态将直接影响过滤机的处理能力、滤饼水分和滤液中的固体含量。滤布磨损破裂,其裂口即成为漏风的缺口,使过滤机的真空度下降,滤饼水分增大。煤浆从缺口处被吸入空心轴,又增加了滤液中的固体损失。滤孔堵塞就会使滤扇的有效过滤面积减小。滤孔被堵塞后,滤布上的滤饼厚薄不均,66
66资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。这不但使过滤机的处理能力下降、滤饼水分增大,也使卸料效果变坏。损坏了的滤布应及时修补或更换。修补滤布不应简单地进行贴补。因为贴补的地方具有了双层滤布,吸入煤泥后会成为死区,不能起到过滤作用。对滤布上的孔眼应挖补。滤布的更换是过滤机操作中经常而繁重的工作。更换滤布时应注意:(1)滤布套在滤扇上应平整贴服、松紧适宜。要求在吹风时滤布能稍离滤扇,这有助于将滤饼抖落。滤布不宜过松,以免在抽气时起皱褶,甚至贴在滤扇沟槽中,影响过滤效果。(2)滤扇轴径部件的滤布要扎紧,顶部和侧边的接合处要缝制严密,并紧紧压在压条和拉条下,不能出现开口和漏洞。(3)滤扇轴颈插入真空轴的接口处一定要加胶圈并垫平压紧,防止在此处吸入矿浆。(4)装好滤扇后,同一圆盘上的滤扇应平整,不能偏斜突出,压条螺帽应上紧,以免在运转中损坏滤扇。另外,在人工辅助卸料或清扫滤饼时,用力不宜过猛,以免损坏滤布。不论修补或更换滤布,都要彻底地清扫、洗刷滤布,以清除滤布上沉积的污垢,这将提高滤布的脱水性能,延长使用寿命。3、滤饼的卸落为了保证滤饼的卸落效果,在操作中要做好以下工作。(1)保证压风系统在良好的技术状态下工作,使系统的风压、风量达到指标要求,瞬时吹风装置和有关管路要动作灵敏、准确和严密。(2)分配头与真空轴端端分配垫间接触要良好,66
67资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。稍有接触不平就会出现串风现象而干扰过滤过程各工作带的工作,吹不下滤饼。(3)滤布的工作状态对滤饼的脱落有很大影响。发现滤布被堵塞要及时清除或更换,否则吹不落滤饼。要及时清除吹不下的滤饼,否则滤饼经多次循环将更难吹落。(4)压风吹落滤饼时,有时随之吹出一股水,这可能是由于吹风过早,吸入的滤液未能流尽所致。遇有这种情况应适当推迟吹风时间。另外,风包积水过多也可能造成上述现象,此时应排除风包中的积水。(5)因滤饼过薄、发粘而影响卸料时,应从浮选和过滤两个操作环节中查找原因并及时解决。5.2系统存在不良现象分析浮选精媒过滤脱水过程中常出现以下不良现象,下面对产生这些现象的原因加以分析。1、过滤系统真空度低(1)真空泵冷却水添加量少,水温高,影响泵的抽气作用。冷却水过多则充满泵腔,泵抽气量也少。(2)管道系统复杂,管线长,弯头、阀门多,接缝处有漏风现象。(3)过滤机本身有漏风现象,其原因有机槽中矿浆面过低,滤布破损而出现漏洞,滤扇轴颈与空心主轴接头处密封不严等。(4)入料中粗粒(特别是过粗粒)过多,滤饼中孔隙大或滤饼出现裂纹。(5)滤饼过薄或厚、薄不均。(6)多台过滤机采用并联真空过滤系统时,66
68资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。其中任何一台过滤机出现上述情况都会导致其它过滤机的真空度下降。由此可见,影响过滤系统真空度的因素很多,这说明需要从多方面加强管理,才能获得较高的真空度。2、滤饼薄、水分高影响滤饼厚度和水分的有多方面因素。下面列举的是导致滤饼偏薄、水分偏高的部分原因。(1)入料中细颗粒或泥杂质含量较多。(2)入料浓度过低。(3)浮选刮泡带浆或是泡沫积压过多时刮出粘浆,或是浮选起泡剂用量过多。(4)过滤机槽内的矿浆面过低。(5)滤孔堵塞严重。(6)过滤机的真空度低。3、使滤饼水分过高的原因还有:(1)过滤机槽中泡沫积压,泡沫既厚又粘,粘附在滤饼表面。(2)滤饼出现极端的厚薄不均,致使滤扇上的滤饼水分不均、偏高。(3)滤饼不脱落、多次循环,外面粘土一层厚厚的粘性矿浆。(4)气、水分离器排液不畅。4、滤液中固体含量高滤液中的固体含量与入料的粒度组成、入料浓度、滤饼厚度、真空度以及滤布孔径等因素有关。导致滤液中固体含量高的原因有:(1)滤布有漏洞,滤扇轴颈和空心主轴的接合处不够严密。(2)滤布孔径过大,或是在使用过程中滤布产生了严重的变形。(3)入料浓度过低,滤饼薄,或是入料中细粒含量较多。如果滤液中固体含量过高的原因是滤布有漏洞或有变形,66
69资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。此时真空度将降低,从而导致滤饼变薄和水分增高。5、滤饼过早脱落滤饼过早脱落是滤扇尚未进入卸料区滤饼就自行脱落的现象(一般是局部),它有时是从表层剥落,或滤扇刚露出矿浆面,已形成的滤饼即脱离滤布,造成这种现象的原因是:(1)入料浓度过大,致使形成的滤饼过厚,滤扇内的负压不能将其顺利带起。(2)过滤机槽中煤浆液面积存的泡沫多且发粘,并粘附在滤饼表面,将部分滤饼或滤饼的表层剥落下来。(3)粗粒煤在矿浆中沉淀,致使滤扇周边形成较厚或肿瘤状不均匀滤饼,这部分最易脱落。这部分滤饼脱落后即产生漏洞,致使滤扇内真空度下降,进而引起更多的滤饼脱落。(4)分配头串风,真空区串入吹风;分配头上吹风位置靠前而引起过早吹风。这两种情况都会导致滤饼过早脱落。解决上述问题的措施有:①适当提高过滤机转速,以减薄滤饼厚度。②用清水喷洒机槽内矿浆液面以消泡。③在过滤机入料中加入聚丙烯酰胺等絮凝剂,以减弱矿浆分层和滤饼厚薄不均现象。④调整吹风相位和分配头的过渡区宽度,以避免过早吹风或串风。6、助滤剂在浮选精煤过滤中的作用:在浮选精煤的过滤过程中,常见的助滤剂是聚丙烯酰胺,它的使用不但能提高过滤机的处理能力,66
70资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。而且也使滤饼的水分有所降低、脱落效率得以改进。在过滤机的入料中添加聚丙烯酰胺,其主要作用表现为以下几个方面。(1)聚丙烯酰胺使煤浆中许多细颗粒生成絮团,从而改变了它们的原来的过滤性质,使所形成的滤饼具有更好的透水性。(2)加入聚丙烯酰胺在很大程度上减弱了物料按粒度分层,提高了煤浆中颗粒分布的均匀程度和浓度的均匀性。(3)由于提高了煤浆中颗粒分布的均匀性,因此也改进了滤饼中颗粒分布的均匀性,从而使滤饼沿径向的阻力更加均衡;从而可得到既均(4)由于聚丙烯酰胺能使矿浆中的粘土质颗粒生成絮团,因此减弱了滤饼的粘性,使卸料效果得到改进。这也是过滤机处理能力提高的原因。7、强化浮选精煤过滤的措施强化浮选精煤的过滤不但有利于改进煤泥水处理和产品的贮运工作,而且有利于改进选煤厂的洗选效果,它一直是生产厂家所关心的问题。(1)加强技术管理,提高过滤机的真空度。加强滤布的管理,重视滤饼的卸落等过滤机的操作管理工作。(2)对过滤机入料进行预先浓缩,以提高入料浓度。这样可提高真空过滤机的处理能力。有资料介绍,原苏联柯洛斯尼科夫中央选煤厂过滤机入料浓度从260g/l增大到300g/l时,过滤机按滤饼计的单位处理能力由0.163t/m2•h提高到0.246t/m2•h.(3)66
71资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。经过滤机入料中掺入适量的粗粒煤泥以改变入料的粒度组成。这是改进过滤效果的有效措施,在条件具备时应采用。(4)有效地使用助滤剂(如聚丙烯酰胺),以改进浮选精煤的过滤效果。大量的生产实践证明,当浮选精煤中细粒含量较多,特别是粘土质含量较高时,使用聚丙烯酰胺的作用效果将更为明显,这不但能大幅度地提高过滤机的处理能力,还能改进滤饼的卸落效果和降低滤饼水分。(5)在过滤机上施加过热蒸汽以干燥滤饼。这是国外60年代以来一直研究的新技术,中国有的选煤厂也曾进行过生产实验。采用过热蒸汽干燥滤饼,可使滤饼水分下降8%-10%,甚至更低。66
72资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。第六章总结煤炭水分是洗煤厂进行产品质量控制的一个主要指标,水分过高的煤炭给运输带来不变,特别是高寒地区潮煤冬运,煤炭的冻结会给铁路装卸车带来困难,同时对于电煤来说,发热量是一个重要的指标,可是水分又是一个影响发热量的重要因素,因此,对精煤水分控制的设计研究是很必要的。本论文就是对当前可编程控制器PLC的发展现状作了简单的分析,并对它们的应用和相关概念做了大概的介绍。接下来就对课题的实际设计进行了阐述。从硬件的选型和建立到PLC程序的编写经过对洗选厂洗煤车间洗煤生产过程中PLC控制并对一些具体问题进行了分析和探讨。物料粉碎主要用机械方法,有压碎、劈碎、折断、击碎、磨碎等几种主要方式。选煤是利用与其它物质的不同物理、物理－化学性质,在选煤厂内用机械方法去处混在原煤中的杂质,把它分成不同质量、规格的产品,以适应不同有户的需求。按照选煤厂的位置与煤矿的关选煤厂能够分为:矿井选煤厂、群矿选煤厂、中心选煤厂和用户选煤厂;中国现有的洗煤厂大多是矿井洗煤厂。现代化的洗煤厂是一个由许多作业组成的连续机械加工过程。跳汰选煤在垂直脉动的介质中按颗粒密度差别进行选煤过程。跳汰选煤的介质是水或空气,个别的也用悬浮液。选煤中以水力跳汰的最多。跳汰机是利用跳汰分选原理将入选原料按密度大小分选为精煤、中煤和矸煤等产品设备。重介选煤在密度大于1g/cm的介质中,按颗粒密度的的大小差异进行选煤,66
73资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。叫做重介质选煤或重介选煤。选煤所用的重介质有重液和重选浮液两类。重介选煤的主要优点是分选效率高与其它选煤方法;入选力度范围宽,分选机入料粒为1000-6mm,漩流器为80-0.15mm生产控制易于自动化。重介选煤的缺点是生产工艺复杂,生产费用高,设备磨损快,维修量大。重介选煤一般都分级入选。分选块煤一般在重力作用下用重介质分选机进行;分选沫煤在离心力作用下用重介质漩流器进行。存储储煤仓:为调节产、运、销之间产生的不平衡,保证矿井和运输部门正常和均衡生产而设定的有一定容量的煤仓,接受生产成品煤炭,保证能顺利出厂,进入最后的装车阶段。经过对选煤厂浮选精煤的特性分析和对国内采用的脱水设备的技术和经济分析,故而采用加压过滤机对浮选精煤进行脱水,可保证浮选精煤产品的水分(小于22%),能有效降低生产成本,从而为矿区选煤厂浮选精煤脱水设备的选择提供了更为切实可行的办法。参考文献[1]周荣,严万生.煤矿固定机械手册.北京:煤炭工业出版社,1986.[2]潘英.矿山提升机械设计[M].徐州:中国矿业大学出版社,.[3]张复德.矿井提升设备[M].北京:煤炭工业出版社,1995.[4]陈维健,齐秀丽.矿井运输及提升设备.徐州:中国矿业大学出版社,1989.[5]牛树仁,陈滋平.煤矿固定机械与运输设备.北京:煤炭工业出版社,1988.[6]裴文喜,毋虎城.矿山运输与提升设备.北京:煤炭工业出版社,.[7]66
74资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。中国标准出版社第二编辑室.钢丝钢丝绳及标准汇编.北京:中国标准出版社,.[8]李启明.煤矿机电设备.徐州:中国矿业大学出版社,1994.[9]谢锡纯,李晓豁.矿山机械与设备(第二版).徐州:中国矿业大学出版社,.[10]王子午,徐泽植.常见供配电设备选型手册.北京:煤炭工业出版社,.[11]王显政,煤矿安全规程.北京:国家安全监察局,.[12]张昆,冯立群,余昌钰等.机器人柔性手腕的球面齿轮设计研究.清华大学学报,1994.34[13]郑开青.通迅系统模拟及软件:[硕士学位论文].北京:清华大学无线电系,1987[14]姜锡洲.一种温热外敷药制备方法.中国专利,,1980-07-26[15]中华人民共和国国家技术监督局.GB3100-3102.中华人民共和国国家标准—量与单位.北京:中国标准出版社,1994-11-0166
