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1、文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ 第三章 隔膜泵电气控制系统 第一节 隔膜泵电控系统的组成隔膜泵电气系统由拖动单元、控制单元、监控和操作单元以及仪表和传感器单元组成。其基本构成如图3-1所示。供电电源主电机变频器控制柜A1控制柜A2仪表和传感器单元上位机拖动单元控制单元监控操作单元辅助设备图3-1 系统组成框图1.1拖动单元拖动单元为主泵的运行提供动力。它主要包括主泵电机（马达）和变频器。主泵电机为结构简单、运行可靠的三相笼型异步电动机，通过变频器对其提供变频电源，实现速度调节，满足隔膜泵启动、运行、停止的需要。主电机为变频器专用异步电动机。变频器为西门子产交-直-交通用变频器，
2、带有PROFIBUS-DP接口板，能够和系统PLC（S7-300型）进行通讯，实现速度给定以及数据的传递。1.2控制单元一、控制单元在物理结构上由控制柜A1和现场操作控制柜A2组成。控制柜A1为整个系统（除变频器的主电源）提供配电和控制逻辑。它包括：系统主PLC、低压配电元件。系统主PLC 为SIEMENS S7-300（推荐使用）系列，它是控制系统的核心部件，它不仅对系统进行自动逻辑控制，还通过PROFIBUS-DP和MPI的通讯方式与现场操作控制柜A2、变频器以及上位机构成通讯网络，与系统DCS之间通过点对点和总线方式进行通讯，实现数据传输和逻辑控制。通讯示意图如图32所示。图32 通讯示
3、意图现场操作控制柜A2具有联络泵本体的仪表和传感器、补排油电磁阀激励、接收并向主PLC传递现场信息和操作的作用。现场操作控制柜A2能够实现如下功能：急停现场操作权限选择启动/停止冲洗泵启动/停止润滑泵启动/停止推进液泵启动/停止主泵电机冲洗泵运行/故障指示润滑泵运行/故障指示推进液泵运行/故障指示主泵电机运行/故障指示工作压力高故障指示空气压力低故障指示各隔膜室的初始自动补油选择 各隔膜室补排油指示各隔膜室补排油故障指示主电机电流/频率显示 主电机调速等操作面板示意图见附图3-3控制柜面板元件位置图。图3-3控制柜面板元件位置图二、控制单元在功能上包括对主泵电机控制，辅助设备控制以及隔膜位置控
4、制。1，主泵电机控制是根据逻辑条件通过PLC实现主泵电机的启动/停止，采用变频方式实现主泵电机的速度调节,达到物料介质正常输送的目的。2，辅助设备控制是指对于冲洗泵、润滑泵、推进液泵以及主电机的风冷电机(如果有)、减速机冷却油泵（如果有）的控制。其中：冲洗泵用于对“介杆”喷洒液压油进行冷却冲洗；润滑泵用于对“十字头”及齿轮和轴承进行润滑冷却；推进液泵用于对隔膜室提供补油用的具有一定压力的推进液；主电机的风冷电机用于对主电机进行冷却；减速机的冷却油泵用于对减速机进行冷却。3，隔膜位置控制是用于对隔膜的运行位置进行控制，使之运行在一定范围以内，从而确保在高压运行下，隔膜不会出现过度拉伸状态，延长隔
5、膜的使用寿命。1.3监控和操作单元监控和操作单元在硬件上是由上位机和现场操作控制柜A2组成。上位机由工控机、WINCC软件（推荐使用）、针对泵系统编制的应用软件组成，它具有如下功能：操作显示泵的工作状态信息查阅历史记录查询隔膜泵启动/停止操作指导由于隔膜泵启动必须具备的条件不能完全依靠电气手段完成，因此在启动和停止设备时需要专业人员到设备旁边确认物理条件是否具备，才能启动设备。这个部分就是为了这个目的而设计的，通过上位机界面上的人性化的指导，帮助完成安全启动和停止操作。 维护和检修指导由于隔膜泵设备的特殊性，它的维护和检修在组态画面上专门编制了维护和检修内容，帮助用户进行正确的维护和检修，确保
6、隔膜泵安全稳定的长期运行。1.4仪表和传感器单元隔膜泵系统的仪表和传感器包括：进出料端的压力传感器(P1.1，P2.1)进出料端的压力表（P1.2，P2.2）隔膜位置检测用的磁式传感器推进液压力表（PT1）传感器？空气压力表（PA1）传感器？主电机频率（HZ）主电机电流表（A）各仪表的实际位置可以在仪表和电气设备位置图中查到。它们随时对隔膜泵的运行状况进行数据采集、分析控制，确保隔膜泵能安全可靠地运行第二节 电控系统工作原理在进行系统工作原理描述之前，先做一点说明：隔膜泵是料浆输送生产流程中的核心设备，其正常工作时的启动和停止以及调速都是由料浆输送总控系统进行的。泵现场的操作和监控只作为单机调
7、试、状态监控以及巡视时的信息查阅。因此，在泵现场的操作箱上设有操作权限选择开关（本地远程），只有辅助设备运行正常，隔膜泵完全具备主泵电机的启动条件时，才能把操作权上交，由料浆输送总控系统进行操作和控制。 21辅助设备工作原理为了保证隔膜泵的正常运转，系统设置了冲洗泵、润滑泵、推进液泵等液压辅助设备。隔膜泵要求：辅助设备运行正常，才能启动主泵电机；隔膜泵运行时，任一台辅助设备故障都会造成主泵电机停机。辅助设备控制是指对于冲洗泵、润滑泵、推进液泵以及主电机的风冷电机(如果有)、减速机冷却油泵（如果有）等辅助设备的电气控制。 一、润滑泵润滑系统的作用是对动力端各轴承、“十字头”与导板等接触部分提供强
8、制润滑。润滑系统的核心是润滑泵，要求隔膜泵工作时，润滑泵始终处于正常工作状态。润滑泵的启动/停止逻辑是简单的单回路控制逻辑，它的启动/停止根据操作权限由上位机或现场来进行，当检查主回路线路通畅，确认运转方向后，旋转启动/停止旋钮即可进行控制。当润滑泵启动后，交流接触器向PLC发出信号，表明润滑泵已启动；当电机过热或者存在短路现象等故障时，系统会自动停止润滑泵电机，并向系统发出报警信息，要求停止主泵电机。注意：当操作权限由现场移交给上位机后，现场的启动/停止旋钮会对控制失去作用。二.冲洗泵冲洗系统的作用是对“介杆”喷洒液压油进行润滑、冷却和冲洗，以保证活塞杆在活塞杆轴密封处良好地运动。同样，要求
9、隔膜泵工作时，冲洗泵始终处于正常工作状态。冲洗泵的启动/停止逻辑是简单的单回路控制逻辑，它的启动/停止根据操作权限由上位机或现场来进行，当检查主回路线路通畅，确认运转方向后，旋转启动/停止旋钮进行控制。当润滑泵启动后，交流接触器向PLC发出信号，表明润滑泵已启动；当电机过热或者存在短路现象等故障时，系统会自动停止冲洗泵电机，并向系统发出报警信息，要求停止主泵电机。注意：当操作权限由现场移交给上位机后，现场的启动/停止旋钮会对控制失去作用。三，推进液泵推进液系统的作用是提供具有一定压力（0.45-1.2Mpa）的推进液油，随时准备在PLC的指挥下，及时准确地补充“腔体-活塞缸”内的推进液油，保证
10、推进压力恒定。为了使推进液系统具有0.45-1.2Mpa的压力，系统设置了蓄能器，当蓄能器的压力达到1.2Mpa时，推进液泵即停止运行，而当推进液系统压力降到0.45Mpa时，推进液泵自动启动，当推进液系统达到1.2Mpa压力时，推进液泵又停止运行，从而使得推进液油总是具有一定压力。因此，推进液泵是手动启动，自动运行的设备。电控系统也要复杂一些。手动启动：确认运转方向正确，检查主回路线路通畅，推进液泵启动旋钮置位即可。自动启动条件：启动旋钮置位，推进液压力小于设定下限值，推进液泵自动启动。自动停止条件：推进液压力达到设定上限值，控制回路断路，推进液泵自动停止运行。注意：推进液泵启动后推进液压力
11、长时间未达到设定上限值，应该对推进液系统油路和泵的状态进行检查。22主泵电机工作原理如前所叙，隔膜泵主泵电机为变频器专用异步电动机。变频器的采用有效解决了主泵电机即隔膜泵平稳启动，无级调速，安全停车的问题。一.主泵电机的启动异步电动机采用变频器供电可把启动电流降下来，启动电流大及启动电流大带来的机械冲击等问题都得到解决。这里主要说明主泵电机的启动条件,这些条件必须同时具备,缺一不可。a)冲洗泵运行正常；b)润滑泵运行正常；c)推进液泵运行正常；d)主泵电机的强制风冷电机运行正常；e)减速机冷却电机运行正常；f)推进液空气压力 0.45MPa； ？g)进料端压力 1.5MPa；h)出料端压力 工
12、作压力；（氮气按要求予冲）i)操作人员现场检查确认润滑液和冲洗液已经到达润滑和冲洗部位。就电气逻辑关系而言，上述条件的前3条具备时，主泵电机运行指示灯闪亮，此时按动主泵电机启动按钮，即可启动主泵电机。但是，必须指出，这时不能立即启动主泵电机，应该由操作人员作现场检查，确认润滑液和冲洗液已经到达润滑和冲洗部位，即最后一个条件满足时，才能启动主泵电机。否则，将危及隔膜泵的安全运行。之所以这样，是由于隔膜泵的起动条件并不能完全依靠电气检测直接做到，因此启动主泵电机前必须进行现场巡查，确保隔膜泵的起动条件完全具备，才能保证主泵电机启动后，隔膜泵能安全可靠地运行。 一般，启动前应先检查机械方面是否具备启
13、动条件，如：推进液空气压力 0.45MPa；进料端压力 1.5MPa；出料端压力 工作压力；（氮气按要求予冲）等。另外，主泵电机的强制风冷电机随主泵电机的启动而启动；当主泵电机停止时，风冷电机延时停止。能否启动，启动后能否正常运行，也要巡视。二. 主泵电机的停止条件 以下是主泵电机的停止条件。 a)冲洗泵运行故障；b)润滑泵运行故障；c)推进液泵运行故障； d)主泵电机的强制风冷电机运行故障；e)减速机冷却电机运行运行故障；f)推进液空气压力 工作压力 MPa；h)综合故障停机信号； i)外部提供的停止信号； 与主泵电机对启动条件的要求不同，这些条件不需要同时具备,只要有一个条件发生，即可造成
14、主泵电机的故障停机。以便即时分析故障，排除故障，避免事故扩大。三，主泵电机的正常停机正常停机是指隔膜泵运行正常情况下的人为停止主泵电机的运转。为了有利于对泵的整体保护，只要不是紧急情况下的停机，在停机前一定要将变频器的频率降至10HZ以内再按动主泵电机停止按钮实施停机。 四.主泵电机的调速 主泵电机的调速可以由现场控制箱上的加减速按钮、变频器面板上的加减速按钮、(泵站的)上位机速度给定以及系统速度给定来进行。需要说明的是这几处调速不能同时生效,具体调速由选择的现场/泵站的上位机/系统的操作权限而定。主泵电机采用点动方式实现变频调速。按动“点动升速”按钮，主泵电机升速；按动“点动减速”按钮，主泵
15、电机减速。每次点动变化的频率可根据需要确定，一般为每点动一次调速按钮，变频器的频率变化3-5Hz。顺便指出，无论升速还是减速都不宜过快。注意：主泵电机运行的初期，必须将变频器的频率控制在10HZ以内，以确保对各个隔膜室进行充分的补/排油及排气工作。在确认各个隔膜室无补/排油动作后方可对主泵电机提速。五，.操作权限的选择现场控制箱上的检修按钮具有最高的权限,当检修按钮被置位时,只能由现场进行操作。当检修按钮被复位后，操作的权限由现场交出，这时的操作权限归属泵站的上位机，也就是说只有泵站的上位机再将它的权限交出后才可能由系统进行操作。六. 主泵电机开/停机顺序小结（1）开机顺序检查空气压力是否大于0.45 Mpa；检查进料压力是否大于0.15 Mpa；检查
