1、隔膜泵电气使用说明书一，安全事项 注意：隔膜泵相关电气的使用、维护和操作必须由专业的电气技术人员进行； 注意： 隔膜泵相关电气的使用、 维护和操作的电气技术人员进行使用、维护和操作前必须熟悉本手册的内容； 注意：隔膜泵电气系统中存在着对于人体不安全的电压； 注意：拖动系统中使用的变频器的某些部件中存在高压，在变频器的使用和操作时必须严格按照变频器的使用说明书进行； 1.1 第一次送电 确保线路检查无误，无接地和短路现象； 确保供电电压准确，电网波动在正常范围； 确保按照分级送电原则进行。 1.2 急停和检修 1.2.1 急停按钮 系统控制柜和现场（设备旁）操作控制箱上设有“急停”按钮，它能够切
2、断所有激励的输出、使电气设备停止运行。因此，遇到紧急情况需要断电时，应该使用“急停”按钮，这样可以使得电气设备和所有运行的部件停止运行。在恢复供电时，需要手动将“急停”按钮复位即可。 注意：恢复供电前，必须将引起断电的故障排除。有些故障在排除后必须靠手动复位才能重新开动设备。 二、系统构成 隔膜泵电气系统由拖动单元、控制单元、监控和操作单元、仪表和传感器单元以及数据采集和分析单元构成。各单元的构成形式详见 2-1 系统构成框图，它们之间的接线连接方式见 8.1 附图 1-系统供电图，连接电缆明细详见附图 2-电缆敷设表。 2.1 拖动单元 拖动单元为主泵的运行提供动力。它包括主电机（马达）和变
3、频器。 2.1.1 主电机为兰州电机产品 其型号为：YPTQ355-4， 参数为：额定电压 380V， 额定功率 400KW， 额定电流 739A， 主电机的安装、使用和维护详见主电机的使用说明书及电气原理图。 2.1.2 变频器为 vacon 产品 型号为：NXC08205A2 变频器的安装、使用和维护应该严格按照变频器的使用说明书进行，具体详见变频器使用说明书。 2.2 控制单元 2.2.1 控制单元在物理结构上由控制柜 A1 和现场控制柜 D1 组成。 2.2.1.1 控制柜 A1 控制柜 A1 为整个系统 （除变频器的主电源） 提供配电和控制逻辑。它包括： 系统主 PLC 低压配电元件
4、 系统主 PLC 为 SIEMENS S7-300 系列，它通过端子硬接线方式和变频器构成通讯网络，和系统DCS 之间也是通过硬线连接方式进行通讯。 2.2.1.1 控制柜 D1 现场控制柜 D1 具有联络泵本体的仪表和传感器、补排油电磁阀激励、接收并向主 PLC 传递现场信息和操作的作用。 2.2.2 控制单元在功能上由主泵电机控制、隔膜位置控制以及辅助设备控制组成。 2.2.2.1 主泵电机控制通过逻辑条件下的启动/停止控制和主电机的调速控制来实现物料介质的输送。2.2.2.2 隔膜位置控制是根据隔膜导杆的运行轨迹来判断隔膜的压缩（运行）状态，通过嵌入隔膜导杆（无磁介质）的磁环发出的磁感应
5、信号作用于自制的磁式传感器，该传感器将信号传递给系统PLC，完成对隔膜位置的检测。检测后的隔膜位置控制由隔膜室上的补/排油气阀的开启/ 闭合进行，即：通过隔膜室油量的控制来实现隔膜位置控制。 2.2.2.3 辅助设备控制是指对于润滑泵、推进液泵、主电机风冷电机的控制。其中润滑泵是用于对“十字头”及齿轮和轴承进行润滑冷却同时也对“介杆”喷洒液压油进行冷却冲洗；推进液泵是用于提供给隔膜室补油的推进液泵；主电机的风冷电机是用于对主电机进行冷却. 注意：润滑泵和推进液泵的电气控制只是控制到了电机，因此在开动主电机前和正常运行的巡检时要检查润滑泵和推进液泵的状态，并保证在它们正常工作的前提下才能够开动主
6、泵电机。 2.3 监控和操作单元 监控和操作单元在硬件上是由泵站一级的上位机和现场操作控制柜 A1 组成。 2.3.1 泵站一级的上位机为 DCS 系统，它具有如下功能： 操作 显示泵的工作状态 信息查阅 指导开/停机 2.3.2 现场操作控制柜 A1 能够实现如下功能： 急停 现场操作权限选择 启动/停止润滑泵 启动/停止推进液泵 启动/停止主泵电机 润滑泵运行/故障指示 推进液泵运行/故障指示 主泵电机运行/故障指示 工作压力高故障指示 空气压力低故障指示 各隔膜室的初始补油选择 各隔膜室补排油指示 2.4 仪表和传感器 隔膜泵系统的仪表和传感器包括： 进出料端的压力传感器（P1.1,P2
7、.1 ） 进出料端的压力表(P1.2,P2.2) 隔膜位置检测用的磁式传感器 推进液压力表(PT1) 空气压力表(PA1) 表 2-1 仪表设定值 仪表名称 信号类型 设定上限 设定下限 备注 P1.1 4-20mA P2.1 4-20mA P1.2 接点信号 现场显示 P2.2 接点信号 8.1MPa 8.4MPa 现场显示 PT1 接点信号 1.2MPa 0.5MPa 现场显示 PA1 接点信号 0.4MPa 0.35MPa 现场显示 三、工作原理 首先在进行系统工作原理描述之前，我们需要说明的是，隔膜泵作为大冶铁矿生产流程中的一个环节设备，正常工作时的启动和停止以及调速都是由大冶铁矿系统
8、进行控制。泵的操作和监控只作为单机调试、状态监控以及巡视时的信息查阅。因此，在作为流程设备启动之前，必须确保隔膜泵具备启动的外部条件。 3.1 主泵电机工作原理 3.1.1 主泵电机的启动条件 以下是主泵电机的启动条件,这些条件必须同时具备,缺一不可 a)润滑泵运行正常； b)推进液泵运行正常； c)主泵电机的强制风冷电机运行正常； d)推进液空气压力 0.45MPa； e)出料端压力 8MPa； f)安全限位闭合； g)无故障停机信号； h)外部提供的允许启动条件； 在上述条件完全具备时，也不要立即启动主泵电机，应该使冲洗泵、润滑泵运行 5-10 分钟，使得润滑液能够到达润滑和冲洗部位，再开
9、动主泵电机。 注意：上述条件完全依靠电气检测并不能直接做到，因此开动主泵电机前的现场巡查是必须的。 3.1.2 主泵电机的停止条件 以下是主泵电机的停止条件,这些条件不需要同时具备,有一个即可停机。 a)润滑泵运行故障； b)推进液泵运行故障； c)主泵电机的强制风冷电机运行故障； d)推进液空气压力低于下限值； e)出料端压力高于上限值； f)综合故障停机信号； g)外部提供的停止信号； 3.1.3 主泵电机的调速方式 主泵电机的调速方式可以由现场控制箱 A1 上的加减速按钮、变频器面板速度给定来进行。并且调速方式不能同时生效。 注意：不管采取那种调速方式，主泵电机运行的初期，必须将变频器的
10、频率控制在 10HZ 以内，以确保对各个隔膜室进行充分的补/排油及排气工作。在确认各个隔膜室无补 /排油进行后方可对主泵电机提速。 注意：正常停机时，在停机前需要将变频器的频率降至 10HZ 以内再停机。这样有利于对泵的保护。 3.1.4 开/停机顺序 （1）开机顺序 启动润滑泵 启动推进液泵 主泵电机的强制风冷电机运行 主泵电机运行指示灯闪亮 启动主泵电机 无补/排动作 阶段升速 无补/排动作 继续升速 注意：启动润滑泵后，应该使得润滑液充分到达相应的冲洗和润滑点后才允许开动主泵电机 （2）停机顺序 减速至 10HZ 以内 停止主泵电机 停止推进液泵 停止润滑泵 注意：主泵电机的强制风冷电机
11、运行和停止以及减速机冷却电机运行和停止是自动进行的，因此启动主泵电机前需要检查它们的状态是否正常。 3.2 辅助设备工作原理 3.2.1 润滑泵 润滑泵的启动/停止逻辑是简单的单回路控制逻辑，它的启动 /停止根据操作权限由上位机或现场来进行，当检查主回路线路通畅，确认运转方向后，按下启动/停止按钮进行控制。只有当电机过热或者存在短路现象时，系统会自动停止润滑泵电机，并向系统发出报警信息，要求停止主泵电机。 注意：当操作权限由现场移交给上位机后现场的启动/停止按钮会对控制失去作用。 3.2.2 推进液泵 推进液泵是手动启动后的自动运行的设备。 启动条件：确认运转方向正确，检查主回路线路通畅，按下
12、启动按钮置位，推进液压力小于设定下限值。 停止条件：推进液压力达到设定上限值。 注意：推进液泵启动后推进液压力长时间未达到设定上限值，应该对推进液系统油路和泵的状态进行检查。 3.3 补排油工作原理 3.3.1 隔膜破损判断 隔膜破损的时候在外观上基本上会出现补油的动作频繁。流量下降，电机电流波动较大。当出现上述情况应及时停机，检查隔膜室内是否有料浆混入。简单的检查方法是：通过打开放气阀或排油阀 查看油质变化。 注意：由于机械密封或其它问题引起的隔膜室油量的大量泄露同样会出现类似隔膜破损的表征。 3.3.2 更换隔膜时注意事项 当发现隔膜破损时，应及时检查导杆的支撑套是否有划伤或磨损，导杆与支
13、撑套的间隙是否过大，导杆与支撑套的间隙应该不要大于 2mm 为合适。这时还要及时检查补/排油的磁信号传感器的信号准确性。分析隔膜破损的原因，更换损件。3.3.3 初始补油 当更换完隔膜时，操作箱的“本地/远程”旋钮选择 “本地” 。相应的隔膜室把“初始补油”选钮置位，即相应的隔膜室处于初始补油状态。这时启动主机并开始盘车补油。在盘车补油的整个过程中排气阀要一直处于打开状态，待空气排净或升速前关闭。 注意：初始补油的过程中，无法调速。如不出现补油信号，或转 2 个周期后盘车补油结束。初始补油旋钮复位。 3.3.4 检测原理 3.3.4.1 磁信号传感器是对磁场强度检测的传感器。 基于磁场能够穿透
14、无磁介质中的特性，被应用在隔膜泵的补排油检测上。 3.3.4.2 接线方式 传感器的棕色线为： 24vdc+ ， 蓝色：0vdc ， 黑色：信号线 工 作电压 24v dc ，输出信号为开关量。 四、安装调试和运行 4.1 主要电气设备的安装 4.1.1 主电机的安装 主电机的安装和接线要求严格按照电机的使用说明书及电气原理图进行。 4.1.2 变频器的安装 变频器的安装和接线要求严格按照变频器的使用说明书进行，满足关于空间、散热、电磁辐射和接线等相关技术要求。 4.1.3 A1 可编程控制柜的安装 原则上对于 A1 控制柜的安装只要求安装空间宽敞、检修方便就可以了。 4.1.4 D1 箱的安
15、装 D1 箱直接安装在了泵体上，它与现场控制元件和仪表的连接在出产前已经完成。 4.2 接线的注意事项 布线和接线应该注意： 动力电缆和控制电缆以及通讯电缆为了避免干扰的合理布置； 这里的合理布置是指：线缆的选择应该为屏蔽线和屏蔽双绞线、平行布置时的合适垂直距离以及满足相关电磁辐射的技术要求。 4.3 调试 4.3.1 调试前的准备 调试前进行下述行为是必要的： 电气设备的外观检查 接线的校准要参照电气原理图中的端子图进行 确定各仪表的设定值准确，详见机械说明书 4.3.2 调试的内容和步骤 4.3.2.1 送电 确保供电电压准确； 电网波动在正常范围； 确保按照分级送电原则进行。 4.3.2
16、.2 现场调试 a.将操作权限选到现场控制，即：“本地/远程”选钮置“本地”位； b.查看空气压力表，看系统风源是否正确； c.启动润滑泵，检查转向是否正确，如果不正确断电改线，如果正确保持运行； d.启动推进液泵，检查推进液压力表是否升压至上限电机停止，如果不升压则断电改线，调整电机旋转方向，确保推进液泵电机运行后推进液压力迅速上升并至上限停止。这时手动将推进液压力卸掉，看推进液压力达到下限时，电机是否自动启动，如果启动应该立即锁紧卸压阀，如果不启动则应检查线路和程序； e.上述工作结束后可以进行初始补油，初始补油的概念是：当某一隔膜室更换隔膜后或者隔膜室盖因为某种原因拆卸而重新安装后（即某
17、一隔膜室内无油或严重缺油）需要对相应隔膜室进行的补油行为称为初始补油。这时将需要初始补油的隔膜室的“盘车补油”旋钮置位，然后将“主电机启动/停止”旋钮置于“启动”位置，初始补油工作开始自动进行。初始补油一般会在曲轴运转 2个周期后结束，完成对相应隔膜室的补油。这时，将初始补油的隔膜室的“盘车补油”旋钮复位，即可对主泵电机进行提速。 f.隔膜室的空气排空在提速以后断续进行，具体的做法是：在变频器速度升到 15HZ 左右并且运行10 分钟以上， 打开结束初始补油的隔膜室排气阀门，直到推进液油的排出，关闭排气阀门完成空气排空。在继续升速 5-10HZ 后重复上述行为，直至空气排空。在打开排气阀门时会
18、伴随补油动作产生。 4.3.3 调试时的注意事项 严格按照调试顺序进行在出现紧急状况需要断电时，按下“急停”按钮 4.4 运行 正式运行的操作权限应该由现场交出，由上位机进行。因此，在进行完现场调试后，应该在停机的状况下将“本地/远程”按钮旋至“远程” ，并复位所有现场操作旋钮，由上位机进行操控。这时现场操作除“急停”按钮外，其它操作失效。 运行后应该在上位机上观察： 压力/电流曲线，如果振幅值较大，且入口压力 P1 正常，则说明某个隔膜室工作效率较低，可能的原因是进/出料阀工作不正常，这时要到现场对进 /出料进行检查； 五、巡检，检修和维护 5.1 为了能够让设备连续无故障的运行，其巡检的工
19、作是完全有必要的。巡检见表 5-1 名称 位置 巡检工作 各隔膜室磁信号工作正常 可按附图 14 检查，出现偏差及时纠正，保持清洁各接线端子接线 是否松动 变频器柜 保持清洁 电控柜内 保持清洁，各个电气元件有无松动 泵体电机 电机运转正常，接线盒清洁，无短路 泵体仪表 反应灵敏，信号准确，保持清洁 润滑泵 检查润滑液管道的压力表； 推进液泵 检查推进液管道的压力表； 系统风源 检查空气压力表； 变频器 检查报警和故障信息 ； 工作压力表 检查数值是否与计算机显示相符； 信号灯和警笛 无故障 可见线路的状态 无隐患故障 以上信息应该做表格，并留存检查记录的信息。 5.2 传感器的检查 1、在隔
20、膜破损后要及时检查导杆的支撑套和磁信号发生器，如有损坏要立即更换。它们对于隔膜泵连续长时间的稳定运转起着主要作用。2、要每 3 个月对磁信号传感器，接近开关，推进液压力开关，空气压力开关，工作压力开关，压力变送器（进料） ，压力变送器（出料） ，两位三通电磁气阀进行检查。尤其是磁信号传感器盒内部，要保持清洁不要有，水，油污等。如有会导致传感器的灵敏度，隔膜运动的范围，及使用的寿命，甚至短路，造成停车！ 3、 泵体要定期清洁，线号要清晰可见，以便维修。每次开停车及出现的故障要求做记录，便于常出现的问题分析、解决。 六、常见故障的分析和处理 6.1 辅助泵报警 润滑泵、推进液泵如出现运行灯闪烁同时
21、蜂鸣器鸣响时，检查各个相应的空开，接触器和过热。报警笛会断续鸣响。按下停笛后报警笛停止，故障存在无法复位。 6.2 工作压力，空气压力报警 工作压力当达到 8.1MPa 时报警不停车。 当达到 8.4MPa 时报警停车，声光报警，故障消除可复位重启。 当空气压力低于下限时，声光报警，停车。至压力高于 0.45MPa 时，复位重启即可。 空气压力低可能是系统气源消失而引起的，要求检查气源情况。注意：空气压力低会引起系统隔膜室的油量紊乱，因此当出现空气压力低时应该及时停机处理。 6.3 补排油异常 出现连续 15 次补油且不停车，检查排气管状态，检查是否存在漏油点，判断相应隔膜室的隔膜，如果认定隔膜破损应该立即停车更换。出现连续 15 次补油且停车，检查相应隔膜室隔膜。如有破损停车更换。如出现排油灯闪烁，隔膜室内油量可能会多，可打开放气阀来控制油量。 6.4 变频器报警和故障 变频器为泵的运行提供动力， 因此， 当遇到变频器报警和故障时，必须严格按照变频器使用说明书相关的报警和故障处理方法进行处理。必要时联络 vacon 技术支持。 注意：变频器的参数设定只能查阅，任何未经过设计和生产商认定的修改都有可能引起系统故障。中国有色（沈阳）泵业有限公司 2011 年 12 月
