一种离心机的新型自动控制系统及控制方法与流程

本发明涉及电气控制领域，尤其涉及一种离心机的新型自动控制系统及控制方法。

背景技术：

离心机大量应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门，为了克服因物料特性参数发生变化使离心机发生堵塞现象，同时使分离效果达到最佳，用户对离心机的自动控制系统要求越来越高，以往简单的线路控制已无法达到预期效果。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种离心机的新型自动控制系统，包括主机变频器、辅机变频器、主电机、辅电机、离心机，主机变频器驱动主电机带动离心机转鼓旋转，辅机变频器驱动辅电机带动离心机螺旋旋转；还包括PLC控制器和运行状态监测模块，所述运行状态监测模块用于采集变频器、电机和离心机的运行参数；所述PLC控制器储存用户预设的设定值，将设定值与运行参数作为输入，按预设反应模式输出控制信号调整离心机运行状态，或输出状态信号显示设备运行状态。

优选的，所述运行状态监测模块包括振动传感器，所述振动传感器设置于离心机基座上，采集离心机的振动参数。

优选的，所述运行状态监测模块包括温度传感器，所述温度传感器用于采集离心机大端轴承和小端轴承的温度参数。

优选的，所述运行状态监测模块包括积料检测模块，通过辅机变频器实时反馈离心机螺旋的扭矩值，利用所述扭矩值反应离心机积料情况。

自动控制系统还包括HMI触摸屏和蜂鸣器，所述HMI触摸屏用于在线监控离心机的各种运行参数及运行状态，查询各类运行故障信息，实现一键操作，所述蜂鸣器用于报警提示。还包括清洗阀，所述清洗阀一端通过三通连接至离心机进料口，另一端连接外部清洗水回路。

一种离心机的新型自动控制方法，将预设反应模式固化至PLC控制器中，PLC控制器储存用户预设的设定值，并实时采集离心机设备的运行参数，将设定值与运行参数作为反应模式的输入，输出控制信号调整离心机运行状态，或输出状态信号显示设备运行状态。

进一步，差速参数或扭矩参数作为反应模式的输入，其输出的控制信号对差速或扭矩进行调节，形成闭环控制。

进一步，差速参数控制过程为：离心机运行过程中，根据设置的转鼓转速设定值调节主电机转速，使转股转速实时值趋于转鼓转速设定值；辅电机转速根据转鼓转速设定值与差速设定值自动调节，使差速实时值趋于差速设定值；在差速参数控制过程中，若离心机辅机扭矩值大于辅机扭矩报警设置值时，系统会自动降低进料量，待离心机辅机扭矩值恢复正常后，系统自动调节进料量。

进一步，扭矩参数控制过程为：离心机运行过程中，根据设置的转鼓转速设定值调节主电机转速，使转股转速实时值趋于转鼓转速设定值；辅电机转速根据采集到的扭矩参数进行自动调节，扭矩参数大于或小于扭矩设定参数时，输出控制信号，调节离心机螺旋转速；使采集到的离心机辅机扭矩值趋于扭矩设定参数；在扭矩参数控制过程中，离心机的实际差速将限定于差速设定上限与差速设定下限间；同时，若离心机辅机扭矩值大于辅机扭矩报警设置值时，系统会自动降低进料量，待离心机辅机扭矩值恢复正常后，系统自动调节进料量。

本发明的有益效果在于：本发明提出的离心机自动控制系统结构简单、成本低廉、操作简单、自动化程度高，对离心机进行自动控制，实现一键启停，随时在线监控离心机的各种运行参数及运行状态，方便查询各类运行故障信息，根据物料特性自动调节进料量，避免了离心机因物料特性变化使离心机发生堵塞的现象，提高了离心机的分离效果，减少离心机故障，降低离心机的损耗。

附图说明

图1是一种离心机的新型自动控制系统结构示意图；

图2是自动模式过程示意图；

图3是清洗模式过程示意图；

图4是报警信息概要图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种离心机的新型自动控制系统，包括主机变频器、辅机变频器、主电机、辅电机、离心机，主机变频器驱动主电机带动离心机转鼓旋转，辅机变频器驱动辅电机带动离心机螺旋旋转；还包括PLC控制器和运行状态监测模块，所述运行状态监测模块用于采集变频器、电机和离心机的运行参数；所述PLC控制器储存用户预设的设定值，将设定值与运行参数作为输入，按预设反应模式输出控制信号调整离心机运行状态，或输出状态信号显示设备运行状态。

主机变频器实时反馈主电机的输出电流、电压、频率、扭矩等在线参数及运行状态；辅机变频器实时反馈螺旋扭矩，扭矩值间接反应固相积料情况，同时反馈辅机变频器的输出电流、电压、频率、扭矩等在线参数及运行状态。

优选的，所述运行状态监测模块包括振动传感器，所述振动传感器设置于离心机基座上，采集离心机的振动参数。

优选的，所述运行状态监测模块包括温度传感器，所述温度传感器用于采集离心机大端轴承和小端轴承的温度参数。

优选的，所述运行状态监测模块包括积料检测模块，通过辅机变频器实时反馈离心机螺旋的扭矩值，利用所述扭矩值反应离心机积料情况。

自动控制系统还包括HMI触摸屏和蜂鸣器，所述HMI触摸屏用于在线监控离心机的各种运行参数及运行状态，查询各类运行故障信息，实现一键操作，所述蜂鸣器用于报警提示。还包括清洗阀，所述清洗阀一端通过三通连接至离心机进料口，另一端连接外部清洗水回路。

一种离心机的新型自动控制方法，将预设反应模式固化至PLC控制器中，PLC控制器储存用户预设的设定值，并实时采集离心机设备的运行参数，将设定值与运行参数作为反应模式的输入，输出控制信号调整离心机运行状态，或输出状态信号显示设备运行状态。

如图2所示，选择自动模式启动后，用户根据需求选择差速控制方式或扭矩控制方式，差速参数或扭矩参数作为反应模式的输入，其输出的控制信号对差速或扭矩进行调节，形成闭环控制。

设备启动过程差速参数控制：自动启动后，开启油泵进行润滑，待设备润滑正常后，延时后启动辅机，同时根据设置转鼓转速设定值启动主机；辅机根据主机以恒差速提速，使转鼓转速等于转鼓转速设定值，差速等于差速设定值。

离心机启动正常后，确认是否启动进料泵，根据进料泵转速值设定开启进料泵，再启动加药泵。离心机正常运行时，若采集到的扭矩参数大于或等于扭矩报警参数时，输出控制信号，降低离心机进料泵转速；在扭矩参数小于扭矩报警参数后，使离心机进料泵转速恢复至原转速。

差速控制过程为：离心机运行过程中，根据设置的转鼓转速设定值调节主电机转速，使转股转速实时值趋于转鼓转速设定值；辅电机转速根据转鼓转速设定值与差速设定值自动调节，使差速实时值趋于差速设定值；在差速参数控制过程中，若离心机辅机扭矩值大于辅机扭矩报警设置值时，系统会自动降低进料量，待离心机辅机扭矩值恢复正常后，系统自动调节进料量。

扭矩参数控制过程为：离心机运行过程中，根据设置的转鼓转速设定值调节主电机转速，使转股转速实时值趋于转鼓转速设定值；辅电机转速根据采集到的扭矩参数进行自动调节，扭矩参数大于或小于扭矩设定参数时，输出控制信号，调节离心机螺旋转速；使采集到的离心机辅机扭矩值趋于扭矩设定参数；在扭矩参数控制过程中，离心机的实际差速将限定于差速设定上限与差速设定下限间；同时，若离心机辅机扭矩值大于辅机扭矩报警设置值时，系统会自动降低进料量，待离心机辅机扭矩值恢复正常后，系统自动调节进料量。

具体地，扭矩参数可以由辅机变频器实时反馈离心机螺旋的扭矩值，利用所述扭矩值反应离心机积料情况。当扭矩值大于扭矩报警设定值时，说明离心机存在积料情况，降低进料速度，缓解离心机运行压力。

若在运行时，絮凝罐内液位检测仪检测到液位低于下限时，PLC停止进料泵、加药泵，关闭进料阀，待絮凝罐液位恢复正常后，重新进料。

如图3所示，本申请的一个清洗过程为：选择清洗模式，开启油泵进行润滑，待设备润滑正常后，延时后启动离心机，待离心机启动稳定后，设置开阀时间、关阀时间及循环时间，由PLC控制清洗阀开关，对设备进行清洗。清洗完成后，关闭离心机及油泵。

本发明采集离心机设备部分运行参数的概要如图4所示，包括大/小端轴温、大/小端振动、主机扭矩、负辅机扭矩和差速等将所得参数与设定值进行比较，符合设定条件发出停机信号或报警信号，通过HMI触摸屏显示,在线监控离心机的各种运行参数及运行状态，查询各类运行故障信息，实现一键操作，或利用蜂鸣器报警。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。