【正文】 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 選煤廠加壓過濾機控制系統(tǒng)設(shè)計 所 在 學(xué) 院 信息科學(xué)技術(shù) 學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 自動化 申請學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工 學(xué) 年 級 2021 級 摘要 I 摘 要 大型、高效、耐用的選煤設(shè)備，已成為 現(xiàn)代化煤礦產(chǎn)資源不可缺少的一部分。無論是煉焦煤還是動力煤，都必 須進行洗選或篩分 。 加壓過濾機實質(zhì)上是一臺圓盤式真空過濾機置于一個密封的圓筒狀加壓倉內(nèi)，將過濾動力由真空改為壓縮空氣進行過濾的一種固液分離設(shè)備。在加壓過濾機內(nèi)部的落料部位下方有刮板輸送機，在加壓倉下部裝有排料裝置，需要過濾的煤水混合液由給料泵輸送到加壓倉內(nèi)部的液體槽中，待槽內(nèi)的液位達到設(shè)定值時開始啟動主軸電機進行脫水作業(yè)。加壓倉 內(nèi)部沖有 一定壓力的壓縮空氣，在濾盤上，通過分配閥與連通大氣的汽水分離器形成壓力差，于是在加壓倉內(nèi)部的壓力作用下，槽體內(nèi)的液體通過浸入煤水混合液中的過濾介質(zhì)排除，而精煤顆粒則被收集到過濾 介質(zhì)表面形成濾餅，隨著主軸電機的旋轉(zhuǎn)，在某個區(qū)域經(jīng)過干燥后到達反吹落料區(qū)，濾餅落到刮板輸 送機上，由輸送機把濾餅收集到排料裝置的緩沖艙，從而進入排料過程，由排料系統(tǒng)把精煤排出艙外。如此按照以上的過程連續(xù)運行， 整個脫水過程自動完成。 本論文 就是針對加壓過濾機的上述工作過程設(shè)計出的一套加壓過濾機自動運行的控制系統(tǒng)。通過選擇合適的控制器和控制算法進而使加壓過濾機連續(xù)自動的進行批量生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞 :選煤設(shè)備 ,加壓過濾機 ,自動控制 ,PLC Abstract II ABSTRACT A large, efficient, durable coal preparation equipment modernization has bee an indispensable part of coal mineral resources. Whether the coking coal or coal, must undertake washing or screening. Pressure filter is essentially a disc type vacuum filter in a sealed the cylindrical cabin pressure, driven by vacuum filter instead of filtering pressed air of a kind of solidliquid separation equipment. In pressure filter internal blanking position of scraper conveyors, have under pressure storage lower in discharging device, with the coal water mixture filtered by feeding pump to pressurized warehouse internal liquid trough of groove, stay level gets to begin setting spindle motor to undertake dehydration homework. Pressurized warehouse internal blunt as certain pressure in the pressed air filter plate, with connected by distributing the formation water separator, atmospheric pressure in poor, so Pressurized warehouse internal pressure within the increment function, the liquid through dipped into the coal water mixture, and plant filter medium exclude was collected particle filter medium surface formation filter cake, with spindle motor rotation, in a certain region after drying arrives after counter blowing blanking area, filter cake fall scraper conveyor belt, the filter cake by discharging device to collect the buffer tank, thus enter discharging process. The plant by discharging system from outside cabin. So that the continuous operation in accordance with the above process. The dehydration process automatically. This design is aimed at the working pressure filter process designed a set of pressure filter automatic operation of the control system. By selecting the right controller and control algorithm and the pressure filter continuously and automatically batch production. Key words: Coal preparation equipment, pressure filter, autocontrol, PLC 目錄 III 目 錄 1引言 1 2加壓過濾機的發(fā)展狀況 1 1 2 2 3加壓過濾機簡介 3 3 7 4加壓過濾機控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計 8 系統(tǒng)圖簡介 8 9 9 10 11 11 12 5加壓過濾機控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計 20 PLC 20 PLC 的產(chǎn)生、定義和分類 20 PLC 的特點、主要功能及性能指標 22 23 6結(jié)束語 29 參考文獻 30 致 謝 31 本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 1 1 引言 煤炭是重要的能源和工業(yè)原料，我國煤炭資源豐富，資源總量 5157 億噸。但是如果這些資源用法不當(dāng)，不但造成資源浪費，而且造成環(huán)境污染，如何高效環(huán)保的利用煤炭資源已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以 大型、高效、耐用的選煤設(shè)備，已成為現(xiàn)代化煤礦產(chǎn)資源不可缺 少的一部分。西方國家對煤焦精煤的灰分要求是 5%～ 8%。美國規(guī)定電站不準使用硫分超過 1%的動力煤。因此，無論是煉焦煤還是動力煤，都必須進行洗選或篩分 ,而過濾是選煤廠選煤的必要環(huán)節(jié)。 過濾脫水技術(shù)是一項工業(yè)實際應(yīng)用性非常強的技術(shù)，發(fā)展到現(xiàn)在，在世界的不同領(lǐng)域已經(jīng)開始應(yīng)用于工業(yè)性生產(chǎn)。就具體而言過濾裝置是一種用多孔性的過濾介質(zhì)來實現(xiàn)固體，液體分離的設(shè)備，過濾器在處理過程中截留混合液中的固體顆粒，從而獲得較為純凈的液體或者是過濾后的固體顆粒，因而在 各個工業(yè)場所應(yīng)用廣泛，如石油，化工，選煤，食品等方面 [5]。而本次論文 中主要 針 對 選煤廠 過濾機中的加壓過濾機進行深入的研究。 2 加壓過濾機的發(fā)展狀況 過濾設(shè)備 選 多介質(zhì)過濾器也稱機械雜質(zhì)過濾器，是水質(zhì)預(yù)處理的主要設(shè)備之一。根據(jù)水質(zhì)的情況采用相應(yīng)的設(shè)計方案，以高效去除水體中的懸浮物、膠體、泥沙、粘土、腐殖物、顆粒物等雜質(zhì)，降低水的濁度，達到水質(zhì)澄清的目的。過濾設(shè)備是多種過濾設(shè)施的通稱，指用來進行過濾的機械設(shè)備或者裝置，常見于工業(yè)生產(chǎn)中。過濾設(shè)備總體分為真空和加壓兩類，真空類常用的有轉(zhuǎn)筒、圓盤、水平帶式等，加壓類常用的有壓濾、壓榨、動態(tài)過濾和旋轉(zhuǎn)型等。 選 煤廠用的真空過濾機有 圓盤式和圓筒式兩類，圓筒式又有內(nèi)濾，外濾和折帶 3 種，圓盤式有 PG 型和 GP 型。除了這兩種較為典型的過濾機外，還有一種利用機械力給礦漿施壓，使礦漿通過濾布實現(xiàn)固液分離的作業(yè)叫做壓濾脫水，濾餅本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 2 水分 22%左右，濾液近乎清水，適用于浮選產(chǎn)品等細粘煤泥的過濾脫水，也適用于濃縮后的過濾液和離心液脫水。 加壓過濾機的發(fā)展 (1)進口加壓過濾機的研究發(fā)展狀況 為了解決難于過濾物質(zhì)的脫水問題，加壓過濾技術(shù)一直引起世界上一些國家的重視， 50 年代德國已著手加壓過濾設(shè)備的基礎(chǔ)研究工作，以后，從 60 年代又開始在圓盤真空過濾機基礎(chǔ) 上進行加壓過濾的研究，經(jīng)過多年的探索， 80 年代初，在加壓過濾的關(guān)鍵部件 — 排料機構(gòu)及其密封技術(shù)上有了突破，于 1986 年過濾面積為 96m2 的第一臺加壓過濾機在德國正式投入工業(yè)運行，荷蘭也曾與 1985 年生產(chǎn)出 2 臺過濾面積為 60m2 的加壓過濾機，用于浮選精煤脫水。這些設(shè)備充分顯示出產(chǎn)品水分低，處理能力大，能耗低和噪音 小的優(yōu)點，并得到較快的發(fā)展 [6]。 (2)國內(nèi)加壓過濾機的研究發(fā)展狀況 二十世紀 七十年代中期，煤用加壓過濾機的研究被列為我國的研究課題，由唐山院承 擔(dān)，由于政治、資金等原因，停止幾年，從 1989 年開始在借 鑒國外技術(shù)和以往經(jīng)驗教訓(xùn)基礎(chǔ)上，用三年時間完成了中間試驗， 10m2 實驗室用加壓過濾機于 1991 年 5 月通過煤炭部的技術(shù)鑒定。山東煤礦萊蕪機械廠在 1991 年與唐山院簽訂了技術(shù) 協(xié)議 ，共同研發(fā) 60m2 加壓過濾機，并且在 1994 年 10 月 順利 通過了原煤炭部 檢測與考核 鑒定。 課題研究的意義 (1)選題的目的 洗煤是煤炭深加工的一個不可缺少的工序，從礦井中直接 開采出來的煤炭中往往含有大量的雜質(zhì)，而洗煤就是將原煤中的雜質(zhì)剔除 掉，或者將優(yōu)質(zhì)煤和劣質(zhì)煤進行分門別類的一種工藝。經(jīng)過洗煤過程后所 產(chǎn) 生 的產(chǎn)品叫做精煤，這樣 可以降低煤炭的運輸成本，提高煤炭的利用率，而加壓過濾機是選煤行業(yè)的一種十分重要的設(shè)備儀器，它的主要作用是對經(jīng)過初選的煤水混合液進行固液分離以便生產(chǎn)出高質(zhì)量的精煤。所以說加壓過濾機在精煤生產(chǎn)過程中起著十分重要的作用，本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 3 作為一個比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，它包含了自動控制，自動檢測，傳感器應(yīng)用， PLC應(yīng)用等 專業(yè)知識，通過對本課題的研究，不僅可以對選煤廠的生產(chǎn)流程工藝進行優(yōu)化，還可以對選煤廠的加壓過濾機控制系統(tǒng)的發(fā)展起到促進作用。 (2)選題的意義 我國的選煤產(chǎn)業(yè)在過去的 20 年得到了很大的發(fā)展，選煤廠的設(shè)計能力和人 均選煤量均位居世界前列，但是總體來說我國的選煤產(chǎn)業(yè)距離世界先進國家來說還存在一定的差距，例如原煤入選比例較低，商品煤灰分較高，生產(chǎn)技術(shù)比較落后，生產(chǎn)工藝自動化水平低。而本課題恰恰是解決這些問題的，一個先進的加壓過濾機不僅可以提高生產(chǎn)工藝的自動化水平，還何以在很大程度上影響精煤的質(zhì)量，通過使用 PLC 對加壓過濾機的各個參數(shù)的控制，進而對以前的專業(yè)課知識加以綜合運用，另外對選煤廠的生產(chǎn)工藝流程以及中國選煤行業(yè)的現(xiàn)狀加以了解熟悉。 同時也希望通過本次畢業(yè)論文 為自己將來的工作學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。 3 加壓過濾機 簡介 加壓過濾機的系統(tǒng)組成 與工作特點 加壓過濾機 由主機部分和輔機部分組成，其組成特點與工作特點分別介紹如下： (1)主機部分 盤式加壓過濾機主機主要由圓盤過濾機、加壓倉、刮板輸送機、液壓系統(tǒng)、集中潤滑系統(tǒng)、排料裝置、反吹裝置、清洗裝置、氣水分離器及電控系統(tǒng)組成。如圖 31 所示，現(xiàn)分別介紹如下： 1）刮板輸送機 刮板輸送機 是把從濾盤上卸下的濾餅輸送到排料裝置的設(shè)備，上有托鏈道，下有壓鏈道，底面鋪微晶耐磨鑄石板，尾部設(shè)有斷鏈報警裝置。刮板鏈設(shè)有張緊裝置，鏈條伸長時，可通過該裝置張緊。電機與減速機通過法蘭直接聯(lián)接， 便于拆卸。減速機為硬齒面專用減速機，運行可靠，便于維護。 2）排料裝置 本科畢業(yè)論文 （設(shè)計） 4 排料裝置 是加壓過濾機的關(guān)鍵部件。該裝置主要由上、下倉體，上、下閘板，上、下密封圈組成。通過上、下閘板的交替運行，在保證加壓倉壓力穩(wěn)定的前提下，物料以間歇的方式排出倉外，從而實現(xiàn)排料裝置的連續(xù)運行。 3）加壓倉 加壓倉是一 類壓力容器， 是 由兩 個 鞍座支撐，兩鞍座的下平面直接在承 重作用梁上，倉體上設(shè)有安全閥 [8]。加壓倉的一端有一 可拆卸聯(lián)接，以便從該處裝入 刮板機 、過濾機 等大部件，照明及三面維修平臺 一般設(shè)在倉內(nèi)，通常的 檢修都在倉內(nèi)進行。為了便 于 工作 人員及零部件的進出，在兩端封頭上設(shè)有φ 1000mm 人孔。