項目背景
某礦離心泵在使用時需要人為手動灌泵、啟動，技術(shù)人員針對突發(fā)故障或操作失誤容易造成水泵底閥損壞的問題采用逆止閥的原理，研究制作了自動排氣泄壓閥，徹底解決了水泵底閥容易損壞的難題，在此基礎(chǔ)上，通過繼電器邏輯控制電路，模擬人工操作程序?qū)崿F(xiàn)了自動控制；通過近一年的應(yīng)用研究、反復(fù)試驗和改進，又對其進行了智能化升級改造，目前升級為基于PLC自動化控制，增加溫度、振動等傳感器，通過環(huán)網(wǎng)將現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行上傳，并通過攝像頭、電腦組態(tài)軟件實現(xiàn)水泵、開關(guān)、環(huán)境狀況的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程操作、自動避峰運行、故障診斷查詢、報表記錄等功能，能夠第一時間掌握水泵運轉(zhuǎn)情況，達到無人值守、實時監(jiān)控、定期巡查、減人提效的目的，且成本低廉，操作簡單方便。
研究內(nèi)容
1.基本原理
在離心泵上設(shè)置泄壓排氣閥監(jiān)測泵體內(nèi)是否灌滿水，同時，在泵體上設(shè)置電接點壓力表保護監(jiān)測水泵排水壓力；灌泵時泄壓排氣閥能夠自動將泵體內(nèi)的空氣排出，減少殘留空氣對泵排水的影響，提高設(shè)備效率；停泵時能自動泄壓，減小對水泵以及底閥的沖擊，保護系統(tǒng)；電接點壓力表能夠監(jiān)測水泵運行故障，自行停泵，避免燒壞水泵，振動傳感器可以檢測電機運行時的震動情況，溫度傳感器檢測軸溫；主泵出現(xiàn)故障時，備用泵能自動啟停，避免水泵停電或故障時淹沒水倉。
當(dāng)水泵發(fā)生吸空或堵管故障、壓力降低或超過至設(shè)定上下限值、控制開關(guān)的工作電流降至空載電流以下或超過工作電流以上時，故障情況被PLC采集判斷、超過設(shè)定故障延時時間，水泵自動停止運行，發(fā)出故障報警信號，自主判斷切換至備用泵運行；同時通過泄壓排氣閥上的傳感器以及電接點壓力表、高水位傳感器、低水位傳感器的檢測信號對離心泵進行自動灌泵和起停泵操作，通過RS485通訊實時獲取水泵開關(guān)運行情況，可以實現(xiàn)離心泵的自動控制排水，而且可對所有在線水泵設(shè)備隨時監(jiān)控，自動檢測工作狀態(tài)、定時輪流切換投運，也可可遠(yuǎn)程控制各水泵設(shè)備的工作狀態(tài)，并隨時記錄，便于查詢，可部分替代人員的檢查工作，起到減人提效的目的。
2.關(guān)鍵技術(shù)
自動排氣泄壓閥（附圖1）由該單位創(chuàng)新設(shè)計，智能化升級是基于PLC自動控制，自主編程、自主設(shè)計安裝，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，便于維修改造，同時通過該項目的推廣應(yīng)用，提高了檢修人員的技能水平。
附圖1 自動排氣泄壓閥剖視圖
附圖2自動控制水泵安裝配置圖
3.工藝流程
自動排水時多臺水泵輪流工作，PLC實時監(jiān)控工作過程，當(dāng)探測到高水位信號后，泵電磁閥自動打開灌泵，當(dāng)自動排氣閥門打開檢測到有水流出后，說明泵體已灌滿水，關(guān)閉灌泵電磁閥并控制水泵開關(guān)合閘，運行過程中PLC實時監(jiān)控水泵電機運行電流、軸溫、水泵震動情況，當(dāng)出現(xiàn)異常情況后，及時停機避免損壞水泵并自動切換至下一臺等待下一次運行，正常情況下，當(dāng)探測到低水位后，水泵正常停機并自動切換至下一臺等待下一次運行，水泵的實時情況通過環(huán)網(wǎng)上傳至電腦監(jiān)控記錄數(shù)據(jù)。
附圖3 智能化升級改造后原理圖
監(jiān)控圖像
（1）人工排水流程圖
（2）自動排水流程圖
應(yīng)用效果
該項目基于離心泵排水系統(tǒng)開發(fā)，能自動泄壓，消除了水錘效應(yīng)對底閥的沖擊，增加水位探測傳感器監(jiān)測泵體滿水狀況，實現(xiàn)自動控制。當(dāng)發(fā)生故障時能夠及時停泵以及報警，并能自動切換水泵，避免水淹水倉，工作穩(wěn)定，運行維護成本低，實現(xiàn)了無人值守，減人提效，提高設(shè)備效率。每天只需1人專職水泵司機巡查，比原先減少用工人員9人,該系統(tǒng)自動避峰運行年節(jié)約電費10余萬元。
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