一种用于液压驱动卧螺离心机的集控装置及控制方法与流程

1.本发明涉及卧螺离心机技术领域，更具体地说，涉及一种用于液压驱动卧螺离心机的集控装置及控制方法。


背景技术：

2.卧螺离心机是一种卧式螺旋卸料、连续操作的沉降设备，其工作原理为转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端，经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。目前卧螺离心机大致可分为单电机驱动、双电机驱动与单电机单液压驱动三种类型。
3.目前，单电机单液压驱动的卧螺离心机为采用一台主电机通过皮带轮直接驱动转鼓，用液压站驱动液压差速器，使其带动螺旋推料器旋转实现差转速。该类驱动方式控制方便、灵敏度较高；但是该驱动方式并没有其控制系统对整体进行自动控制，没有统一的标准化模块及制造，从而造成用户无法快速对液压驱动卧螺离心机进行自动操作和调控，产品的交货以及现场的调试时间长，用户对设备性能不熟悉自行配套控制系统产生对设备运行的隐患。
4.前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于液压驱动卧螺离心机的集控装置及控制方法，该集控装置可快速对液压驱动卧螺离心机进行自动操作和调控，可以极大地压缩产品的交货时间，在功能上也规避了运行的隐患，极大地缩短现场的调试时间。
6.本发明提供一种用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，包括控制器、操作设备、液压信号采集装置、离心机信号采集装置、液压控制调速单元、离心机控制调速单元、主机变频器及液压站变频器；所述操作设备、所述液压信号采集装置、所述离心机信号采集装置、所述液压控制调速单元以及所述离心机控制调速单元均和所述控制器电性连接；所述离心机控制调速单元和所述主机变频器连接，所述主机变频器和液压驱动卧螺离心机的主电机连接；所述液压控制调速单元和所述液压站变频器连接，所述液压站变频器和液压泵站电机连接；所述离心机信号采集装置用于采集所述液压驱动卧螺离心机的信号，所述液压信号采集装置用于采集所述液压泵站电机信号。
7.进一步地，所述用于液压驱动卧螺离心机的集控装置还包括网络接口单元，所述网络接口单元和所述控制器电性连接，所述网络接口单元还和中央控制室连接。
8.进一步地，所述操作设备包括触摸操作屏，所述触摸操作屏上设有参数显示界面、控制功能界面和参数设定界面。
9.进一步地，所述参数显示界面包括大端轴承温度、小端轴承温度、转速、差速、大端
轴承振动、小端轴承振动、主机电流、主机频率、液压电机电流、液压电机频率、液压油温、液压扭矩。
10.进一步地，所述控制功能界面包括调控模式按钮、手动模式按钮、自动模式按钮、停止模式按钮、液压站启停按钮、主机启停按钮、液压频率设定按钮、主机频率设定按钮、进料允许指示按钮。
11.进一步地，所述参数设定界面包括扭矩超n1按钮、扭矩超n2按钮、目标扭矩n0按钮、目标差速按钮、基本差速按钮、最大差速按钮、斜率标定按钮、液压油温阀值按钮、大端轴温阀值按钮、小端轴温阀值按钮、大端振动阀值按钮、小端振动阀值按钮。
12.进一步地，所述液压驱动卧螺离心机上安装有液压马达，所述液压马达通过密封旋转接头和所述液压泵站电机连接。
13.本发明还提供一种控制方法，应用于上述的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其包括：
14.开启控制柜供电，操作设备上是否有报警显示；若有报警显示，则处理故障，复位故障位；若无报警显示，则进入手动控制模式、自动运行模式和自动停机模式三种模式选择；
15.选择进入手动控制模式：
16.则用于调试、故障处理以及各设备单独手动启停；
17.选择进入自动停机模式：
18.则在电机操作设备上点击停止模式按钮，进入自动停机控制模式；进料允许信号撤销，停止进料，系统进入停止模式；离心机保持运行5分钟，离心机继续排泥；离心机主机停止运行；离心机主机停止；液压站停止运行；液压站停止；
19.选择进入自动运行模式：
20.则在电机操作设备上点击自动模式按钮，进入自动开机控制模式；
21.判断是否有油温高报警和油位低报警，若有，则进入报警及指示，继续判断；若无，则启动液压站，液压站运行；
22.判断压力检测是否高于p2，若高于p2，则进入报警及指示，继续判断；若不高于p2，则维持液压站运行60秒；
23.开启离心机主机，判断是否有油位低报警，若有，则进入报警及指示，液压站停止运行，离心机主机停止运行，液压站停止，离心机主机停止；
24.若无，则判断是否有油温高报警、离心机大端温度检测、离心机小端端温度检测、压力检测高于p2，若是，则进入报警及指示，离心机主机停止运行，离心机主机停止，液压站停止运行，液压站停止；
25.若否，则进入离心机主机是否到速判断，若没有到速，则重新判断；
26.若到速，则进入油温高报警、油位低报警、压力检测高于p1、离心机大端振动检测、离心机小端振动检测的判断；若判断是，则进入报警及指示，离心机主机停止运行，离心机主机停止，液压站停止运行，液压站停止；
27.若判断否，则输出进料允许信号，系统进入正常分离模式。
28.进一步地，所述控制柜包括离心机动力柜和plc控制柜。
29.本发明提供的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，该集控装置通过输入和输出
接口与用户配套的液压变频驱动装置和卧螺离心机的变频驱动装置的快速信号电缆连接，现场按需完成集控装置进行参数标定及运行参数设定，即可快速对液压驱动卧螺离心机进行自动操作和调控；集控装置的标准化模块及制造，可以极大地压缩产品的交货时间，在功能上也规避了用户对设备性能不熟悉自行配套控制系统产生对设备运行的隐患，集控装置的配置也会极大地缩短现场的调试时间，利于产品标准化，批量化制造和生产，缩短交货周期，尽快使设备投入运行。
附图说明
30.图1为本发明实施例提供的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置的结构示意图。
31.图2为图1中集控装置的参数显示界面和控制功能界面的结构示意图。
32.图3为图1中集控装置的参数设定界面的结构示意图。
33.图4为图1中集控装置的控制方法流程图。
34.附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
35.1、控制器
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2、操作设备
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21、触摸操作屏
36.22、参数显示界面
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221、大端轴承温
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222、小端轴承温度
37.223、转速
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224、差速
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225、大端轴承振动
38.226、小端轴承振动
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227、主机电流
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228、主机频率
39.229、液压电机电流
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2291、液压电机频率
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2292、液压油温
40.2293、液压扭矩
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23、控制功能界面
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231、调控模式按钮
41.232、手动模式按钮
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233、自动模式按钮
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234、停止模式按钮
42.235、液压站启停按钮
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236、主机启停按钮
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237、液压频率设定按钮
43.238、主机频率设定按钮
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239、进料允许指示按钮
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24、参数设定界面
44.241、扭矩超n1按钮
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242、扭矩超n2按钮
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243、目标扭矩n0按钮
45.244、目标差速按钮
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245、基本差速按钮
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246、最大差速按钮
46.247、斜率标定按钮
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248、液压油温阀值按钮
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249、大端轴温阀值按钮
47.2491、小端轴温阀值按钮 2492、大端振动阀值按钮
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2493、小端振动阀值按钮
48.3、液压信号采集装置
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4、离心机信号采集装置
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5、液压控制调速单元
49.6、离心机控制调速单元
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7、主机变频器
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8、液压站变频器
50.9、网络接口单元
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100、液压驱动卧螺离心机 110、主电机
51.120、液压马达
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130、密封旋转接头
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200、中央控制室
52.300、液压泵站电机
具体实施方式
53.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
54.本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
55.实施例1
56.图1为本发明实施例提供的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置的结构示意图。
请参照图1，本发明实施例提供的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，包括控制器1、操作设备2、液压信号采集装置3、离心机信号采集装置4、液压控制调速单元5、离心机控制调速单元6、主机变频器7及液压站变频器8；操作设备2、液压信号采集装置3、离心机信号采集装置4、液压控制调速单元5以及离心机控制调速单元6均和控制器1电性连接；离心机控制调速单元6和主机变频器7连接，主机变频器7和液压驱动卧螺离心机100的主电机110连接；液压控制调速单元5和液压站变频器8连接，液压站变频器8和液压泵站电机300连接；离心机信号采集装置4用于采集液压驱动卧螺离心机100的信号，液压信号采集装置3用于采集液压泵站电机300信号；液压驱动卧螺离心机100上安装有液压马达120，液压马达120通过密封旋转接头130和液压泵站电机300连接。
57.具体地，控制器1负责运行逻辑的实施，运行调控，各功能模块的信号接入，输出，系统的联锁功能；液压单元信号采集装置主要功能：液压信号采集装置3负责液压泵站电机300信号的采集和转换，接入液压站油温变送器(温度高报警)，油位传感器(液位低报警)，油过滤器传感器(压差报警)，压力变送器(压力检测)；离心机信号采集装置4负责液压驱动卧螺离心机100信号的采集和转换，接入大端振动变送器(振动报警)，小端振动变送器(振动报警)，大端温度传感器(温度高报警)，小端温度传感器(温度高报警)，转速传感器，差速传感器；液压控制调速单元5负责接入液压站变频器8的运行、故障反馈；速度、频率模拟量反馈；发出控制命令及速度调整命令；离心机控制调速单元6负责接入主机变频器7的运行、故障反馈；速度、频率模拟量反馈；发出控制命令及速度调整命令。
58.需要说明的是，本发明集控装置通过输入和输出接口与用户配套的主机变频器7及液压站变频器8的快速信号电缆连接，现场按需完成集控装置进行参数标定及运行参数设定，即可快速对液压驱动卧螺离心机100进行自动操作和调控；集控装置的标准化模块及制造，可以极大地压缩产品的交货时间，在功能上也规避的用户对设备性能不熟悉自行配套控制系统产生对设备运行的隐患，集控装置的配置也会极大地缩短现场的调试时间，利于产品标准化，批量化制造和生产，缩短交货周期，尽快使设备投入运行。
59.请再次参照图1，本发明实施例提供的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置还包括网络接口单元9，网络接口单元9和控制器1电性连接，网络接口单元9还和中央控制室200连接。需要说明的是，通过与中央控制室200的通讯，通过通讯接受中央控制室200的指令及输出离心机周边设备的联锁指令，系统可靠运行。
60.图2为图1中集控装置的参数显示界面和控制功能界面的结构示意图，图3为图1中集控装置的参数设定界面的结构示意图。请参照图2、图3，本发明实施例提供的操作设备2包括触摸操作屏21，触摸操作屏21上设有参数显示界面22、控制功能界面23和参数设定界面24。
61.如图2所示，参数显示界面22包括大端轴承温度221、小端轴承温度222、转速223、差速224、大端轴承振动225、小端轴承振动226、主机电流227、主机频率228、液压电机电流229、液压电机频率2291、液压油温2292、液压扭矩2293。控制功能界面23包括调控模式按钮231、手动模式按钮232、自动模式按钮233、停止模式按钮234、液压站启停按钮235、主机启停按钮236、液压频率设定按钮237、主机频率设定按钮238、进料允许指示按钮239。
62.如图3所示，参数设定界面24包括扭矩超n1按钮241、扭矩超n2按钮242、目标扭矩n0按钮243、目标差速按钮244、基本差速按钮245、最大差速按钮246、斜率标定按钮247、液
压油温阀值按钮248、大端轴温阀值按钮249、小端轴温阀值按钮2491、大端振动阀值按钮2492、小端振动阀值按钮2493。
63.图4为图1中集控装置的控制方法流程图。请参照图4，本发明实施例还提供一种控制方法，应用于上述的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其包括：
64.开启控制柜供电(控制柜包括离心机动力柜和plc控制柜)，操作设备上是否有报警显示；若有报警显示，则处理故障，复位故障位；若无报警显示，则进入手动控制模式、自动运行模式和自动停机模式三种模式选择；
65.选择进入手动控制模式：
66.则用于调试、故障处理以及各设备单独手动启停；
67.选择进入自动停机模式：
68.则在电机操作设备上点击停止模式按钮，进入自动停机控制模式；进料允许信号撤销，停止进料，系统进入停止模式；离心机保持运行5分钟，离心机继续排泥；离心机主机停止运行；离心机主机停止；液压站停止运行；液压站停止；
69.选择进入自动运行模式：
70.则在电机操作设备上点击自动模式按钮，进入自动开机控制模式；
71.判断是否有油温高报警和油位低报警，若有，则进入报警及指示，继续判断；若无，则启动液压站，液压站运行；
72.判断压力检测是否高于p2，若高于p2，则进入报警及指示，继续判断；若不高于p2，则维持液压站运行60秒；
73.开启离心机主机，判断是否有油位低报警，若有，则进入报警及指示，液压站停止运行，离心机主机停止运行，液压站停止，离心机主机停止；
74.若无，则判断是否有油温高报警、离心机大端温度检测、离心机小端端温度检测、压力检测高于p2，若是，则进入报警及指示，离心机主机停止运行，离心机主机停止，液压站停止运行，液压站停止；
75.若否，则进入离心机主机是否到速判断，若没有到速，则重新判断；
76.若到速，则进入油温高报警、油位低报警、压力检测高于p1、离心机大端振动检测、离心机小端振动检测的判断；若判断是，则进入报警及指示，离心机主机停止运行，离心机主机停止，液压站停止运行，液压站停止；
77.若判断否，则输出进料允许信号，系统进入正常分离模式。
78.需要说明的是，根据自动控制逻辑，依次启动相应设备。离心脱水系统进入正常运行状态后，在正常运行过程中，系统会根据实际液压扭矩的变化，对差速进行调整，以保证机器的正常运行及出料的干度。液压站扭矩有p0、p1、p2三个阈值，扭矩大于p0时要求加大差速，即提升液压站的运行频率(最高50hz)，同时降低进料泵的频率，减少进料量。由于差速增大，物料在脱水机中逗留的时间缩短，扭矩自动下降，当扭矩低于p0且再低一个回差值，液压站的运行速度恢复到原来频率。如果扭矩大于p1，加大差速的同时关闭进料泵及加药泵，采取此措施后如果扭矩降低到p0以下且再低一个回差值，恢复正常差速和进料。当扭矩大于p2时自动停机(不清洗)。
79.基于上文的描述可知，本发明优点在于：
80.1、本发明提供的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，通过输入和输出接口与用
户配套的主机变频器7及液压站变频器8的快速信号电缆连接，现场按需完成集控装置进行参数标定及运行参数设定，即可快速对液压驱动卧螺离心机100进行自动操作和调控；集控装置的标准化模块及制造，可以极大地压缩产品的交货时间，在功能上也规避的用户对设备性能不熟悉自行配套控制系统产生对设备运行的隐患，集控装置的配置也会极大地缩短现场的调试时间，利于产品标准化，批量化制造和生产，缩短交货周期，尽快使设备投入运行。
81.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其特征在于，包括控制器(1)、操作设备(2)、液压信号采集装置(3)、离心机信号采集装置(4)、液压控制调速单元(5)、离心机控制调速单元(6)、主机变频器(7)及液压站变频器(8)；所述操作设备(2)、所述液压信号采集装置(3)、所述离心机信号采集装置(4)、所述液压控制调速单元(5)以及所述离心机控制调速单元(6)均和所述控制器(1)电性连接；所述离心机控制调速单元(6)和所述主机变频器(7)连接，所述主机变频器(7)和液压驱动卧螺离心机(100)的主电机(110)连接；所述液压控制调速单元(5)和所述液压站变频器(8)连接，所述液压站变频器(8)和液压泵站电机(300)连接；所述离心机信号采集装置(4)用于采集所述液压驱动卧螺离心机(100)的信号，所述液压信号采集装置(3)用于采集所述液压泵站电机(300)信号。2.根据权利要求1所述的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其特征在于，所述用于液压驱动卧螺离心机的集控装置还包括网络接口单元(9)，所述网络接口单元(9)和所述控制器(1)电性连接，所述网络接口单元(9)还和中央控制室(200)连接。3.根据权利要求1所述的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其特征在于，所述操作设备(2)包括触摸操作屏(21)，所述触摸操作屏(21)上设有参数显示界面(22)、控制功能界面(23)和参数设定界面(24)。4.根据权利要求3所述的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其特征在于，所述参数显示界面(22)包括大端轴承温度(221)、小端轴承温度(222)、转速(223)、差速(224)、大端轴承振动(225)、小端轴承振动(226)、主机电流(227)、主机频率(228)、液压电机电流(229)、液压电机频率(2291)、液压油温(2292)、液压扭矩(2293)。5.根据权利要求3所述的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其特征在于，所述控制功能界面(23)包括调控模式按钮(231)、手动模式按钮(232)、自动模式按钮(233)、停止模式按钮(234)、液压站启停按钮(235)、主机启停按钮(236)、液压频率设定按钮(237)、主机频率设定按钮(238)、进料允许指示按钮(239)。6.根据权利要求3所述的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其特征在于，所述参数设定界面(24)包括扭矩超n1按钮(241)、扭矩超n2按钮(242)、目标扭矩n0按钮(243)、目标差速按钮(244)、基本差速按钮(245)、最大差速按钮(246)、斜率标定按钮(247)、液压油温阀值按钮(248)、大端轴温阀值按钮(249)、小端轴温阀值按钮(2491)、大端振动阀值按钮(2492)、小端振动阀值按钮(2493)。7.根据权利要求1所述的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其特征在于，所述液压驱动卧螺离心机(100)上安装有液压马达(120)，所述液压马达(120)通过密封旋转接头(130)和所述液压泵站电机(300)连接。8.一种控制方法，应用于权利要求1所述的用于液压驱动卧螺离心机的集控装置，其特征在于，其包括：开启控制柜供电，操作设备上是否有报警显示；若有报警显示，则处理故障，复位故障位；若无报警显示，则进入手动控制模式、自动运行模式和自动停机模式三种模式选择；选择进入手动控制模式：则用于调试、故障处理以及各设备单独手动启停；选择进入自动停机模式：
则在电机操作设备上点击停止模式按钮，进入自动停机控制模式；进料允许信号撤销，停止进料，系统进入停止模式；离心机保持运行5分钟，离心机继续排泥；离心机主机停止运行；离心机主机停止；液压站停止运行；液压站停止；选择进入自动运行模式：则在电机操作设备上点击自动模式按钮，进入自动开机控制模式；判断是否有油温高报警和油位低报警，若有，则进入报警及指示，继续判断；若无，则启动液压站，液压站运行；判断压力检测是否高于p2，若高于p2，则进入报警及指示，继续判断；若不高于p2，则维持液压站运行60秒；开启离心机主机，判断是否有油位低报警，若有，则进入报警及指示，液压站停止运行，离心机主机停止运行，液压站停止，离心机主机停止；若无，则判断是否有油温高报警、离心机大端温度检测、离心机小端端温度检测、压力检测高于p2，若是，则进入报警及指示，离心机主机停止运行，离心机主机停止，液压站停止运行，液压站停止；若否，则进入离心机主机是否到速判断，若没有到速，则重新判断；若到速，则进入油温高报警、油位低报警、压力检测高于p1、离心机大端振动检测、离心机小端振动检测的判断；若判断是，则进入报警及指示，离心机主机停止运行，离心机主机停止，液压站停止运行，液压站停止；若判断否，则输出进料允许信号，系统进入正常分离模式。9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制柜包括离心机动力柜和plc控制柜。

技术总结
本发明涉及一种用于液压驱动卧螺离心机的集控装置及控制方法，涉及卧螺离心机技术领域，包括控制器、操作设备、液压信号采集装置、离心机信号采集装置、液压控制调速单元、离心机控制调速单元、主机变频器及液压站变频器；操作设备、液压信号采集装置、离心机信号采集装置、液压控制调速单元以及离心机控制调速单元均和控制器电性连接；离心机控制调速单元和主机变频器连接，主机变频器和液压驱动卧螺离心机的主电机连接；液压控制调速单元和液压站变频器连接，液压站变频器和液压泵站电机连接。其优点在于，可快速对液压驱动卧螺离心机进行自动操作和调控，极大地压缩产品的交货时间，在功能上也规避了运行的隐患，极大地缩短现场的调试时间。现场的调试时间。现场的调试时间。


技术研发人员：陆炯 黄湧 曲世强
受保护的技术使用者：上海市离心机械研究所有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/8