阿法拉伐卧螺机控制系统.pptx

1阿法拉伐卧螺机控制系统阿法拉伐卧螺机控制系统2控制原理控制原理卧螺机的工作部分是一个内装螺旋输送器的转鼓，这个转鼓可看作是个一端为圆锥形的沉降槽。当高速旋转时，转鼓内产生大于重力加速度千倍以上的离心力，悬浮液便在这个离心力场中实现液固分离。密度小的液体形成同心内层，经过可调节的堰板连续地从转鼓大端排出。密度较大的颗粒则迅速沉降至转鼓内壁上，被螺旋输送器从锥形端连续推出至转鼓外。差动齿轮箱是产生和调节差速的关键部件。差速与一定单位时间的固体排出量成正比。离心机的旋转装置由主马达（MM）通过“V”形皮带传动。机器内的固体输送是由内部的螺旋输送器来完成的，它通过DD齿轮箱与安装在机器支架上的外部驱动系统（典型AC马达）相连。该系统为背驱动，马达称为背驱动（BD）马达。控制系统主要是优化配置和检测离心机的运行DRIVESYSTEM能量能量BACKDRIVESYSTEM3卧螺机常用的运行控制模式卧螺机常用的运行控制模式在阿法拉伐常见的控制器上可实现两种控制模式差速控制和扭矩控制。差速控制模式是以恒差速（rpm）为设定值（直线），扭矩的轨迹曲线则以差速设定值为中心而上下波动。其特点是反应灵敏，显示直观。扭矩控制模式是以恒扭矩（kNm）为设定值，差速的轨迹则是一条环绕着扭矩设定值波动的曲线。其特点是安全上定位比较精确，不易触发扭矩报警。操作上通常在进料开始阶段采用差速控制，待进料状况和其他参数稳定之后再切换到扭矩控制。但要使运行扭矩基本保持稳定，处理量和含固率的基本恒定是极其重要的先决条件。4卧螺机控制-顺序控制:启动/停止,时间控制器等等.-背驱控制:差速和扭矩控制5卧螺机控制Solids phaseSolids phaseFeedFeedDry beachDry beachFeedFeedPondPondLiquid phaseLiquid phase-顺序控制:启动/停止,时间控制器等等.-背驱控制:差速和扭矩控制6卧螺机控制-顺序控制:启动/停止,时间控制器等等.-背驱控制:差速和扭矩控制D n-Process optimization7控制器综观背驱控制器(DSC,ABCVS)差速和扭矩控制卧螺机控制(DCC,DecanterCoreController)背驱控制+启动/停止顺序主马达，背驱马达和进料泵互锁超速保护急停&机盖保护开关震动和温度监视8控制器综观背驱控制器DSCDifferentialSpeedControl差速控制器ABCAutomaticBackdriveController自动背驱控制器VSVariableSpeed(ECB&Dncontrolonly)变速器DecanterControl卧螺机控制器DCC,DecanterCoreController卧螺机核心控制器9 1.Pinionshaft行星齿轮箱小轴行星齿轮箱小轴2.Torquetube扭矩环扭矩环3.Flexiblecoupling弹性联轴器弹性联轴器4.Poledmember磁钢磁钢5.Stator外壳（定子）外壳（定子）6.Fieldcoil励磁线圈励磁线圈7.Magneticflux磁通量（磁力线）磁通量（磁力线）8.Tacho-generator转速发电机转速发电机9.Micro-processorcontrolunit(ABC)微处理机控制器微处理机控制器ABC10.Planetarygearbox行星齿轮箱行星齿轮箱76910152483背驱动的自动控制背驱动的自动控制ABC/DSC/DCCEddyCurrentBrake-System涡流刹车系统涡流刹车系统DSCDifferentialSpeedController差速控制器11w操作简便操作简便w极少的调节参数极少的调节参数w类似于模糊控制的方式类似于模糊控制的方式DSC控制器High-performance Design12JAdvantagesSimpletooperateEasytounderstandCanbeusedforboth:CECBCVFD,4Q&DirectDriveCHydraulicBackDriveDSC-ControllerDSC-Controller-Controllers13DSC控制器DecanterCoreControllerNewDecanterSafety&ControlSystem15DecanterCoreController-Display离心机核心控制器显示屏16DecanterCoreControllerMaindrive主驱Backdrive背驱Emergencystop急停Feedpump进料泵Slidegate滑动闸门Polymer投药系统Lubrication润滑Speedcontrol速度控制17DCC模块Modules18DCCBasicModule19DCCDisplay20DCCDisplay21上电外部复位停止启动程序空载启动进料生产启动停急程序空载，冲洗检查安全回路从所有的步骤急停时主要逻辑程序右图显示的是DCC的主逻辑顺序。图中双线的方框表示离心机处于稳定的状态，它们只能当有外部事件发生时改变（用户动作或有报警情况发生）。其它状态都是临时状态，它们由定时器控制，并与外部信号和事件相联合检查安全回路检查安全回路在DCC上电后或有急停报警发生后，DCC将自动对安全回路做一次检查（安全继电器与门盖和急停开关相连）。如果在一定时间内DCC没有收到正确的反馈信号，DCC将会发出超时报警。外部复位外部复位DCC等待外部复位信号。安全回路和外部复位继电器失电，使得没有连锁动作（上电模式）。停止状态停止状态DCC已准备好，等待启动信号。在这一步中，所有报警都处于有效状态，它不取决于机器的工作状态。被驱动变频器的连锁信号将处于有效状态，以使得变频器的电源接通。如果主马达也使用变频器，则主马达的连锁信号也将处于有效状态。可以手动启动反驱动马达和冲洗阀。如果使用油润滑系统，它们也可以手动操作22启动顺序启动顺序在收到启动信号后，DCC将进入启动程序，发出启动信号给主马达和反驱动马达。如果使用了连续油润滑系统，则DCC将首先启动油泵，等待流量开关动作后，再启动其它动作。启动启动当DCC收到反驱动马达运行的信号后，DCC将继续进行启动程序，主马达加速，反驱动将尝试工作在设定差速上（最小差速设定点）。启动阶段定义的参数专门设定在0号参数组中（见第6节参数设定）。在启动阶段和所有下一步的动作中，如果操作者按下主马达停止键，DCC将进入停止程序。当转鼓速度加速到超过最小转鼓速度（参数0.4），并且启动延时时间过去时，启动阶段就结束了。低速空转（殆速阶段）低速空转（殆速阶段）如果DCC过了启动阶段，并且进料泵控制设定在自动状态，那么DCC将直接自动从殆速阶段切换到启动进料阶段。否则，DCC将保持殆速运转直到操作工启动进料泵或关机。启动进料启动进料在启动进料这一步，DCC将对进料泵和聚合物泵发出启动信号（或者能够），然后等待进料泵的运行信号。如果进料时间定时器（参数0.2）设定在最大值，则DCC将停留在启动进料阶段（没有时间限制），直到收到进料泵运行信号或停止信号。否则，如果在进料时间过了以后，DCC还没有收到进料泵运行信号，它就会发出报警信号。生产生产DCC将处在生产阶段，直到它收到停车信号。空载，冲洗空载，冲洗全速冲洗。如果进料泵控制设定在自动状态，并且进料泵已经停止，那么DCC将打开冲洗阀并保持主马达运行一段时间，这个时间由冲洗时间1（参数2.0）来设定。当冲洗时间1过去，DCC将继续停车程序。停车程序停车程序如果DCC收到主马达停止信号，或全速冲洗阶段过去，DCC将启动停车程序，它将停掉主马达，但保持反驱动马达运行。如果使用了油润滑系统，它也继续运行。在停车阶段，冲洗阀是打开的，直到冲洗时间2（参数2.1）过去，或者转鼓速度已经减速到低于冲洗速度（参数2.2）。当最小停车时间（参数0.3）已经过去，并且转鼓速度已经减速到低于停车速度（参数0.4），停车程序就将结束。23触摸屏操作触摸屏操作触摸屏操作触摸屏操作在这一节中，将解释标准的AlfaLaval（AL）图形触摸屏显示器的图形信息和键的功能。在下文描述中，“Key=”表示当触摸屏上的图形按键按下后动作的功能。如果键标签前后有“-”符号，表示当该键按下后DCC将进入的状态或功能。如果键标签后有“-”符号，表示当该键按下后DCC将退出这个状态或功能。24Symbols符号Color颜色Blink闪烁Description描述White白No否Ready准备好White白 Yes是 Stopping正在停车Green绿No否 Running运行中Green绿Yes是Starting正在启动Red红Yes是Blockedbyactivealarm现行警报联锁Red红No否 Blockedbyalarmwhichisnolongeractive被确认警报联锁StatusIndicators状态显示25PageOverview显示页总览显示页总览260号显示页：号显示页：上电后的开始页。在上电或急停后，必须按外部复位开关，以使得重新能够操作并给输出继电器上电。271号显示页号显示页控制离心机工作的马达、泵和阀的键和指示符号的主页。281号显示页号显示页改变设定值。按显示的值，就会出现一个输入新值的键盘。291号显示页号显示页301.1号显示页号显示页Dn历史时间、扭矩和转鼓速度311.2号显示页号显示页自动模式下的过程值和设定值。321.3号显示页号显示页手动模式下的过程值和设定值。332号显示页号显示页显示离心机的振动和轴承温度的实际值和历史时间。这些都是可选的功能，它要求有安装在机器上的传感器，以及在控制柜中有附加DCC模块。（用于温度的PT-100传感器和用于振动的AlfaLaval振动检测器。）343号显示页号显示页报警的历史时间353.1号显示页号显示页364号显示页号显示页基本组态参数设定。在正常操作过程中不用。要想修改基本组态参数，DCC必须处于上电模式，这时所有的输出继电器都是失电的。也就是说在上电或急停后，复位开关不能动作。另外，还要正确地输入参数修改密码。375号显示页号显示页各个参数设定38报警指示报警指示39模式菜单模式菜单40差速控制差速控制差速控制器的主要功能是优化离心机的配置，以及监测离心机的运行。在运行过程中，差速控制器通过显示和调节作用于螺旋的扭矩，来自动调整转鼓和螺旋之间的差速（在这本手册中符号n或Dn都代表差速）。作用于螺旋的扭矩是离心机内固体数量多少的表现。一般而言，当差速变小时，泥饼的干度和螺旋的扭矩都会增大。另一方面，较大的n可以提高离心机排出固体的能力。然而，与此同时又会导致螺旋扭矩的降低。利用扭矩控制模式，可以在进料浓度改变或是进料流量改变从而导致固体负荷改变的情况下进行调节，使离心机达到进料数量的最优化配置。这可以根据扭矩而改变螺旋的差速（n）而达到。如果差速过低（扭矩过高），分离效果从某种程度上就会降低，并且扭矩也会达到齿轮箱所能达到的最大值。因此，找到n与螺旋扭矩的最佳设置，包括找到泥饼干度和分离质量的最佳组合，可以使扭矩负载保持在一个最佳水平。为了使离心机得到最佳的分离效果，其他处理参数，例如：转鼓转速，液位水平，和进料流量也需要加以考虑41控制模式手动模式手动模式选择触摸显示屏上手动模式，DCC将转换成手动模式，它将一直保持这种模式，直到切换成为自动模式。手动模式主要用于测试和校验DCC的操作，日常操作不使用此模式。在手动模式下，用数字显示的设定点直接反映了从DCC输出的信号（0-100%），而不经过任何调整。设定点的起始值将与手动模式下的输出信号相等。自动模式自动模式在自动模式下，控制器的操作行为由差速（n）和扭矩的设定点来决定。根据测得的扭矩，DCC将自动在n模式和T模式（扭矩控制）之间做出选择。n n模式（差速模式）：模式（差速模式）：固定差速。在这种模式下，设定点（最小Dn）将是DCC所允许的最小差速。T T模式（扭矩模式）模式（扭矩模式）固定扭矩在这种模式下，设定点（最大T）将是DCC所允许的最大扭矩。所设定的值应与安装的齿轮箱一致。见表1。在正常情况下，将选择最大扭矩控制模式。当运行在最小差速设定点的时候，如果螺旋的扭矩低于扭矩设定点，控制模式将最终停留在n模式如果扭矩增加到扭矩设定点水平之上（或以很快的速度加大），控制模式将切换到扭矩控制模式，差速将增加，以保持扭矩在扭矩设定点（最大T）水平上。当前所选的模式和n以及扭矩的设定点和测量值都将显示在操作显示屏上（见第3节）。设定点值保存在DCC的闪存内，即使仪表断电也不会丢失。当上电时，DCC将以保存的有效设定点启动在自动模式。42MainSpeedStartSequence左图是如何控制模式的一个例子，在进料打开的时候，n和扭矩有可能会变化。1、当没有进料时，也就没有扭矩，如图第一部分所示，DCC将保持事先预设定的最小差速（最小Dn）。此时DCC处于n模式。2、当进料打开时，扭矩开始增加，当扭矩达到预先设定的最大值（最大T），DCC就切换到T模式，差速也随之提高以使扭矩保持在设定值。当进料率有所改变时，扭矩和差速并不会瞬间的改变，而是要等几分钟，当进料情况趋于稳定后才作出相应的调整。如图所示，如果扭矩以一个很快的速度加大，那么DCC甚至可以在扭矩达到最大T之前就转换控制模式。43扭矩过载保护扭矩过载保护为了避免扭矩过载的问题，固定扭矩常量的设定点（最大T）应根据安装的齿轮箱来设定，见表1。为了避免开始进料时出现困难，固定差速常量（最小Dn）的设定点不应设置得太低，或者进料速度应该从0值逐渐增加到某一预定的速率。齿轮箱的更进一步的过载保护由两个扭矩报警提供，这两个报警有限制值，见表1。第一个报警用来停止进料泵的工作。如果扭矩持续，并且扭矩达到最高安全限度时，第二个报警将停止离心机主马达的工作扭矩报警表：扭矩报警表：DD齿轮箱推荐的最大扭矩设定点螺旋扭矩报警限值规格（kNm）变比Tmax（kNm）停止进料（PSH）停离心机（PSHH）3.552.23.03.63.98.0100.87.08.2916127.21416.51830148.726313444DifferentialSpeedControl45DifferentialSpeedControl46SpecialStartFunction专门的启动功能专门的启动功能在启动设计有较大锥度的锥体和挡盘的螺旋的离心机生产时，在刚刚启动进料泵后，它可以将差速降低到很低的值。这样设计的目的是可以在转鼓内部积聚浆料，从而尽快地在挡盘周围形成浆料密封。一旦浆料密封形成，差速就可以增加到正常的生产水平。在专门的设定点菜单页（见第3节）中，DCC有另外一个差速设定点，它可以和滑动闸门控制（参数组3）相结合使用来实现上述的启动功能。左图表示的是这种功能如何工作的。Dnmin1是正常的差速设定点，在启动进料泵之前，DCC将工作在这个设定点上。当进料泵启动后，DCC将切换到另外一个设定点Dnmin0，它的设定值低于Dnmin1。当扭矩开始增加，达到参数“SG扭矩打开”设定值时，DCC将切换到由公式Dnx=Dnmin1+(Dnmin1-Dnmin0)计算而得的较高的差速。同时，DCC还会改变扭矩控制模式，最小差速将切换回正常设定点Dnmin1。47报警报警7.下页所列的下页所列的42个报警是当前定义在个报警是当前定义在DCC中的报警。中的报警。报警的序号指明每一个报警，同时也代表该报警的优先级别。序号越高的报警，优先级别就越高，优先显示。报警的序号指明每一个报警，同时也代表该报警的优先级别。序号越高的报警，优先级别就越高，优先显示。如果较高级别的报警条件已经消除，那么必须要给出复位信号（复位高级报警），才能显示当前激活的较低级别的报警信息。如果较高级别的报警条件已经消除，那么必须要给出复位信号（复位高级报警），才能显示当前激活的较低级别的报警信息。当有报警产生时，特有的报警窗口将打开，报警灯将闪烁。当有报警产生时，特有的报警窗口将打开，报警灯将闪烁。按报警显示页上的确认键（标有：按报警显示页上的确认键（标有：“ACK”）来确认报警，并退回至正常显示。来确认报警，并退回至正常显示。马达或装置停止或堵塞报警将以红颜色显示在离心机操作主页上（标准显示马达或装置停止或堵塞报警将以红颜色显示在离心机操作主页上（标准显示1号页）。号页）。当报警条件消失，报警灯和装置指示将停止闪烁。当报警条件消失，报警灯和装置指示将停止闪烁。要想后面发生故障时报警重新有效，在上一个报警条件消失后，必须按复位键确认。要想后面发生故障时报警重新有效，在上一个报警条件消失后，必须按复位键确认。报警动作报警动作-无动作无动作报警序号低于报警序号低于4：“高扭矩高扭矩”。这些优先级别最低的报警或警告只显示在报警显示页上，不会有任何动作。这些优先级别最低的报警或警告只显示在报警显示页上，不会有任何动作。-停进料泵停进料泵报警序号高于或等于报警序号高于或等于4：“高扭矩高扭矩”。-停机停机报警序号高于或等于报警序号高于或等于11：“油位太高油位太高”。在这个停车程序中，在这个停车程序中，DCC将进行正常的停车，此时反驱动马达和油润滑泵（如果使用的话）将继续运行。将进行正常的停车，此时反驱动马达和油润滑泵（如果使用的话）将继续运行。-停反驱动停反驱动报警序号高于或等于报警序号高于或等于34：“BD温度高温度高”。反驱动马达立即停止，否则将停机。反驱动马达立即停止，否则将停机。-急停急停报警序号高于或等于报警序号高于或等于36：“急停急停”。所有继电器都将失电，使得没有连锁可以再动作。所有继电器都将失电，使得没有连锁可以再动作。48DCC报警序号和文本报警序号和文本-无动作（警告）：0：“无报警”，1：“高振动”，2：“温度高”，3：“扭矩高”，-停进料泵：4：“扭矩高”，5：“进料时间过”，6：“进料泵运行”，7：“进料泵不运行”，8：“滑动闸门时间过”，9：“滑动闸门没有关”，10：“滑动闸门没有开”，-停机：11：“油位太高”，12：“油位低”，13：“无扭矩信号”，14：“扭矩过载”，15：“低Dn”，16：“转鼓方向错”，17：“转鼓速度错”，18：“齿杆速度错”，19：“振动高”，20：“温度高”，21：“无润滑”，22：“快速看门狗”，23：“通信故障”，24：“通信故障AIO”，25：“通信故障VLM”，26：“通信故障PTC”，27：“启动时间过”，28：“MM运行”，29：“MM不运行”，30：“BD运行”，31：“BD不运行”，32：“MM温度高”，33：“MM外部故障”，-停反驱动34：“BD温度高”，35：“BD外部故障”，-急停36：“急停”，37：“门盖打开”，38：“超速”，39：“看门狗超时”，40：“急停开关超时”，41：“门盖开关超时”，42：“安全开关超时”。