碟式离心机电气控制系统的设计(附件)【字数：7753】
摘 要随着变频调速技术的发展,变频器、程控器产品的稳定性越来越好,针对离心机启动负载大，传动装置附件损耗严重的问题，利用富士的恒转矩型 G11S 变频器和西门子的 S7-200 程控器加上西门子的 TD400C 文本显示器对现有离心机电控系统进行了升级改造，实现机器软性启动，避免对电网的冲击，实现机器自动运行和运行状况显示。本文从四个方面阐述了这个过程,并且得出了结论即通过技术改造,提高了运行可靠性和效率、提升了产品档次，降低维护成本，节约了能源。
目 录
第一章 引言 1
1.1离心分离的原理 1
1.2离心机行业的运用 2
第二章 碟式离心机的控制要求 4
2.1离心机的工作原理 4
2.2原先电控系统控制的方案及弊端 4
第三章 电控系统的动作实现以及部件选择 6
3.1离心机的工作流程 6
3.2电控系统主要部件的选择 6
3.3主要部件的品牌选择及理由 7
第四章 电控系统方案的实施及说明 9
4.1硬件方案 9
4.2软件方案及控制的说明 15
4.3PLC程序梯形图（部分） 16
4.4具体控制及操作的步骤 17
第五章 电控系统调试及故障诊断和排除 20
5.1控制箱调试的步骤 20
5.2 电控箱故障诊断及排除 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 引言
1.1离心分离的原理
离心分离这项技术即是是利用离心机转子的快速回旋产生的很强的离心力，加速了液体中颗粒的下沉速率，把不同的沉降系数的物质以及不同的浮力密度的物质分离开来，因此要分离这些物质就需要通过离心机来产生强大的离心力，从而才能够去迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。
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图 11 离心的分离原理图
离心机是利用离心力的作用，来分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机的作用主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同又互不相溶的液体 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
分开(例如从牛奶中分离出奶油)；离心机也可用于排除固体中的液体，例如我们平时生活中用洗衣机来甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可用来分离不同的密度的气体混物；利用不同的密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降的速度不同的特点，有的沉降离心还可对固体颗粒按照密度或粒度来进行分级。
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图 12 离心机的产品图片
1.2离心机行业的运用
离心机被大量地应用于生物燃料、生物科技与制药、化工、石油、食品饮料、电力、造纸、选矿、煤炭、废水处理和船舶等部门。离心机在诸多的领域中得到了应用，早在19世纪是离心机就在工业化生产中取得了应用。一开始，离心机只应用于牛奶中奶油的分离、纺织品进行脱水和制糖厂的结晶砂糖的脱水。目前，离心机已广泛应用于生物燃料、生物科技与制药、化工、石油、食品饮料、电力、造纸、选矿、煤炭、废水处理、船舶、冶金和水处理等众多的领域。离心机的传动方式经历了从手动摇杆式到电力驱动动式、机械变速、油压和气压为动力的机械变速直至到当今的变频电机变速的过程。随着科技的发展，离心机耐磨技术的不断取得重大突破，如硬质合金、陶瓷的广泛应用，也推动着离心机的应用领域不断地快速拓展。
根据离心原理，离心机被广泛地应用于实验室仪器，常用电动离心机有低速、高速离心机和低速、高速冷冻离心机，以及超速分析、制备两用冷冻离心机等诸多种型号，其中以低速(包括大容量)离心机、高速离心机和高速冷冻离心机三种离心机应用最为广泛，是生化实验室中用来分离制备生物大分子必不可少的重要工具。像2008年的“三鹿奶粉"事件中，我们碰到的有关奶粉中三聚氰胺的检测就可以用台式高速离心机来来进行检测的。
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图 13 离心机的应用领域图示
第二章 碟式离心机的控制要求
2.1离心机的工作原理
离心机是一个高速旋转的机械，有一个围绕本身轴线进行高速旋转的圆筒，被称为转鼓，它通常由电动机来驱动。再通过各种工作水来控制离心机的“密封、水封、进料”，将悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后，其被迅速带动与转鼓同速旋转，在离心力作用下进行各组分离，并分别排出，再通过工作水来控制离心机的“开启”将渣物排出。
2.2原先电控系统控制的方案及弊端
通常，离心机转鼓的转速越高，分离的效果也就越好，目前的高速离心机得转速一般在3500转/分钟到15000 转/分钟之间。为了让转鼓进行更高速得旋转，就必须尽量降低转鼓的摩擦力，因此离心机的转鼓惯性就非常之大，转鼓由电动机来进行驱动，这就造成了离心机为恒转矩负载，启动力矩就很大，启动的时间较长，在网络中查询得知社会上以往生产的离心机中，电控系统的启动多为星三角方式，启动的电流超过了电机的额定电流很多，为了不让热继电器动作，不得不在启动阶段将热保护屏蔽掉，同时大功率离心机在对电网的影响上尤为明显。在机械上，由于启动时的力矩很大，转鼓对传动装置尤其是轴承的损伤非常厉害，因此离心机正常工作的时间大为缩短。在控制方面，由于设计初期认为控制的简单性，只是用数量一定的时间继电器来实现对离心机的控制，无法满足日后对自动化控制的需求。
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图 21 原先的电控箱外部
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图 22 原先的电控箱内部
第三章 电控系统的动作实现以及部件选择
3.1离心机的工作流程
/图31 离心机的动作流程 及检测内容
3.2电控系统主要部件的选择
A项的启动部分由变频器执行离心机的软性启动。
（1）变频器的操作简单，易于进行控制，实现了电动机的软起动，从而使电动机的起动电流小、对电网冲击小，设备得以平缓地起动，减少了设备的起动故障。起动设备、传动设备基本实现了免维护。
目 录
第一章 引言 1
1.1离心分离的原理 1
1.2离心机行业的运用 2
第二章 碟式离心机的控制要求 4
2.1离心机的工作原理 4
2.2原先电控系统控制的方案及弊端 4
第三章 电控系统的动作实现以及部件选择 6
3.1离心机的工作流程 6
3.2电控系统主要部件的选择 6
3.3主要部件的品牌选择及理由 7
第四章 电控系统方案的实施及说明 9
4.1硬件方案 9
4.2软件方案及控制的说明 15
4.3PLC程序梯形图（部分） 16
4.4具体控制及操作的步骤 17
第五章 电控系统调试及故障诊断和排除 20
5.1控制箱调试的步骤 20
5.2 电控箱故障诊断及排除 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 引言
1.1离心分离的原理
离心分离这项技术即是是利用离心机转子的快速回旋产生的很强的离心力，加速了液体中颗粒的下沉速率，把不同的沉降系数的物质以及不同的浮力密度的物质分离开来，因此要分离这些物质就需要通过离心机来产生强大的离心力，从而才能够去迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。
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图 11 离心的分离原理图
离心机是利用离心力的作用，来分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机的作用主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同又互不相溶的液体 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
分开(例如从牛奶中分离出奶油)；离心机也可用于排除固体中的液体，例如我们平时生活中用洗衣机来甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可用来分离不同的密度的气体混物；利用不同的密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降的速度不同的特点，有的沉降离心还可对固体颗粒按照密度或粒度来进行分级。
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图 12 离心机的产品图片
1.2离心机行业的运用
离心机被大量地应用于生物燃料、生物科技与制药、化工、石油、食品饮料、电力、造纸、选矿、煤炭、废水处理和船舶等部门。离心机在诸多的领域中得到了应用，早在19世纪是离心机就在工业化生产中取得了应用。一开始，离心机只应用于牛奶中奶油的分离、纺织品进行脱水和制糖厂的结晶砂糖的脱水。目前，离心机已广泛应用于生物燃料、生物科技与制药、化工、石油、食品饮料、电力、造纸、选矿、煤炭、废水处理、船舶、冶金和水处理等众多的领域。离心机的传动方式经历了从手动摇杆式到电力驱动动式、机械变速、油压和气压为动力的机械变速直至到当今的变频电机变速的过程。随着科技的发展，离心机耐磨技术的不断取得重大突破，如硬质合金、陶瓷的广泛应用，也推动着离心机的应用领域不断地快速拓展。
根据离心原理，离心机被广泛地应用于实验室仪器，常用电动离心机有低速、高速离心机和低速、高速冷冻离心机，以及超速分析、制备两用冷冻离心机等诸多种型号，其中以低速(包括大容量)离心机、高速离心机和高速冷冻离心机三种离心机应用最为广泛，是生化实验室中用来分离制备生物大分子必不可少的重要工具。像2008年的“三鹿奶粉"事件中，我们碰到的有关奶粉中三聚氰胺的检测就可以用台式高速离心机来来进行检测的。
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图 13 离心机的应用领域图示
第二章 碟式离心机的控制要求
2.1离心机的工作原理
离心机是一个高速旋转的机械，有一个围绕本身轴线进行高速旋转的圆筒，被称为转鼓，它通常由电动机来驱动。再通过各种工作水来控制离心机的“密封、水封、进料”，将悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后，其被迅速带动与转鼓同速旋转，在离心力作用下进行各组分离，并分别排出，再通过工作水来控制离心机的“开启”将渣物排出。
2.2原先电控系统控制的方案及弊端
通常，离心机转鼓的转速越高，分离的效果也就越好，目前的高速离心机得转速一般在3500转/分钟到15000 转/分钟之间。为了让转鼓进行更高速得旋转，就必须尽量降低转鼓的摩擦力，因此离心机的转鼓惯性就非常之大，转鼓由电动机来进行驱动，这就造成了离心机为恒转矩负载，启动力矩就很大，启动的时间较长，在网络中查询得知社会上以往生产的离心机中，电控系统的启动多为星三角方式，启动的电流超过了电机的额定电流很多，为了不让热继电器动作，不得不在启动阶段将热保护屏蔽掉，同时大功率离心机在对电网的影响上尤为明显。在机械上，由于启动时的力矩很大，转鼓对传动装置尤其是轴承的损伤非常厉害，因此离心机正常工作的时间大为缩短。在控制方面，由于设计初期认为控制的简单性，只是用数量一定的时间继电器来实现对离心机的控制，无法满足日后对自动化控制的需求。
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图 21 原先的电控箱外部
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图 22 原先的电控箱内部
第三章 电控系统的动作实现以及部件选择
3.1离心机的工作流程
/图31 离心机的动作流程 及检测内容
3.2电控系统主要部件的选择
A项的启动部分由变频器执行离心机的软性启动。
（1）变频器的操作简单，易于进行控制，实现了电动机的软起动，从而使电动机的起动电流小、对电网冲击小，设备得以平缓地起动，减少了设备的起动故障。起动设备、传动设备基本实现了免维护。
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