WK-35变频电铲增压除尘系统PLC自动控制应用

皮海平

（江西铜业集团公司 德兴铜矿，江西 德兴 334224）

1 引言

WK-35电铲逐步成为德兴铜矿的主力电铲，由于电铲的露天作业的特性，因而其工作环境粉尘较大，特别是在旱季，粉尘质量浓度可高达30g/m3，粉尘粒径＜30μm的占70%，堆积密度＜0.7g/m3。由于原除尘通风装置粉尘净化效率低，灰尘长期积累造成电路局部短路、漏电、发热元件散热各种故障，造成故障停机比较频繁，严重影响电铲的效能。因此对电铲增压过滤除尘系统进行改造很有必要。

2 WK-35电铲除尘系统装置

2.1 除尘系统通风装置

WK-35变频电铲周围外界的粉尘空气由3台22kW的鼓风轴流风机通过进风口及网筛吸入，并加压，再经过除尘器滤筒过滤器过滤，把洁净后的加压空气不断送到机棚内，使得机棚内空气压力大于机棚外，并且通过机房出口排除室外;一则防止外部粉尘进入机棚确保空气洁净，达到保护电气设备;二则通过空气流通让设备运行产生的热能和污染气体带出机棚外，达到冷却机房内部的电气设备目的［1］。

2.2 除尘系统卸灰装置

进入增压室的粉尘被除尘器滤筒过滤器过滤，大量的粉尘将吸附在过滤器表面，将影响过滤器风道的畅通，定时开启反吹电磁阀，将滤筒表面上吸附的粉尘打掉，保证过滤器的清洁，反吹电磁阀打下的粉尘由螺旋输送机输送，卸灰电机通过排灰管道排出，如图1所示除尘系统示意图。

图1 除尘系统示意图

3 WK-35电铲除尘系统的电控系统

WK-35电铲除尘系统的电控系统由动力线路主电路，螺旋输送机电机、卸灰阀电机、PLC模块远程站点、反吹电磁阀和开关控制箱组成。运行指示灯显示电铲除尘系统的运行状态，PLC实现除尘系统运行的时序逻辑控制［2］；驱动各机构协调动作，实现电铲除尘系统安全可控运行。

3.1 WK-35电铲除尘系统的动力系统

除尘系统的动力系统主电路图2所示，向三台三相22KW的轴流鼓风机供电，实现电铲机棚内和电气室过滤后强劲的增压风压对电气设备进行强制通风散热。

图2 除尘系统动力主回路电路

3.2 WK-35电铲除尘系统PLC控制系统

除尘控制系统以PLC为核心的集中控制［3］，采用PROFIBUS DP现场总线通讯控制方式，在主网络上挂接除尘系统子站，在PLC硬件组态上配置除尘系统相应的DI/DO模块，如图3 PLC硬件组态网络图所示。

图3 PLC硬件组态网络图

3.3 WK-35电铲除尘系统的工作原理

3.3.1 除尘系统增压风机的启动

启动除尘系统首先必须启动三台增压轴流风机，风机的启动如图4 PLC程序段,分手动和自动，将开关打在手动每台风机可以独立启动停止，将开关打在自动连锁启动，3台风机将被同时启动，在实际运行时三台风机功率较大，同时启动电机启动电流会很大，对电铲辅助变压器电网造成很大的压降，易使变压器辅助电源负荷总空气开关因过载脱扣，故设计了每台风机的启动程序段三段如图4所示除尘系统风机启动程序，自动连锁启动时，3秒10秒18秒分时启动，有效的保护了变压器负载线路设备，保护了三台风机电机的安全启动运行［4］。

图4 除尘系统风机启动程序

3.3.2 除尘系统反吹电磁阀的启动

除尘系统增压室进风口吸入的电铲外界的粉尘加压空气，通过除尘器滤筒过滤器过滤后，大量的粉尘被不断吸附在圆筒滤芯表面，阻碍了洁净的加压空气传送到机棚内电气室，必须启动反吹电磁阀将滤芯表面的粉尘及时清理掉，除尘系统清理粉尘最有效的方式--脉冲清灰方式，启动定时脉冲清灰PLC程序［5］，定时脉冲清灰是按照系统设定的固定时间周期循环对除尘系统中所有滤筒进行脉冲清灰的运行模式。如图5程序所示,在实际运行时除尘系统可以根据电铲储存的空压机气包量，作业环境现场粉尘的溶度［6］，调整PLC周期循环的固定时间——（SD）接通延时定时线圈的定时时间如图6除尘系统周期循环时间程序段所示，反吹打灰电磁阀的工作时间及每个反吹电磁阀的间隔定时时间如图7所示，30个反吹电磁阀的输出程序，达到更好更高的除尘效率。

图5 除尘系统周期循环时间

图6 反吹时间间隔时间

图7 1-30个反吹电磁阀输出

3.3.3 除尘系统螺旋输送机及卸灰电机的启动

反吹电磁阀打落的粉尘会集在螺旋输送机的接灰槽内，定时启动螺旋输送电机的开启PLC程序将粉尘输送到卸灰电机处，启动卸灰PLC程序将粉尘通过排灰软管排到电铲外边，通过这一系列的PLC控制设计应用程序，完成了整个电铲除尘系统的工作运行。

4 结语

WK-35变频电铲的除尘系统通过PLC程序的自动控制，有效过滤矿石粉尘后，使得进入机房内部的空气变为干净卫生。有效地保护了作业人员的身体健康， 延长了电铲电气室变频柜的使用期限，机房内主辅变压器回转电机和提升电机的可用率，减少了设备的维护保养成本。