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卧螺离心机传动机构改进及其控制系统设计

尚鸿昊  
【摘要】: 卧式螺旋卸料沉降式离心机(简称卧螺离心机)是实现固液分离的关键设备。卧螺离心机工作时,转鼓转速及转鼓与螺旋输料器之间的差速,决定着物料的分离效果和分离效率等,是离心机的重要控制参数。离心机的高效分离性能必须通过完善的自控系统才能得以实现。但分离过程作为典型的复杂工业过程,具有非线性、大时滞、时变、干扰大等特点,无法建立精确的数学模型,至今没有一套完整有效的分离方法。 随着离心机设备的要求越来越高,设备不断更新,可靠性、易操作性、可监视性和易维护性已是最基本的要求了。由继电器组成的控制电路具有可靠性差、不易维护、不易监视等缺点,已不能适应当前的要求。随着电子技术、软件技术和控制技术飞速发展,可编程控制器(PLC)控制已成为国内外的主流控制方式。 本文首先针对卧螺离心机在物料沉降分离时,由于螺旋叶片与转鼓的相对运动,产生了影响分离效果的搅动现象,提出了一种差速传动机构改进方法。将常用双级2K-H型差速器与超越离合器结合在一起,在沉积物沉降时实现无差速运转,可避免由于相对运动所带来的不良效果。 其次,对模糊控制器的特点进行详细的剖析,根据进入卧螺离心机物料浓度的变化以及排渣含湿量的大小,提出了基于模糊控制理论的自动控制系统设计方法。使得离心机分离过程能够随着物料的变化实时改变运行的工况,以求达到最佳的分离效果。 最后,通过深入分析卧螺离心机的工作原理及其关键技术,选用变频器调速方式驱动卧螺离心机的转鼓和螺旋输料器,实现了对转鼓和螺旋输料器的无级调速。根据设备的特点与要求,完成了变频器与可编程控制器的选型,设计了变频调速系统及PLC硬件接线配置,并结合软件编程实现了电控系统及模糊控制器的功能。


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