破碎机控制器的研制及应用

　　破碎机控制器的研制及应用汪昭乾汪兴亮尹斌陈之功王福震马按山矿山研究院兴铜矿泗洲选矿厂数十台国内外圆锥破碎机实际应用明，该自动控制器系统不仅保护了圆锥破碎机而且在保证产品粒度合格率的基础上相应提尚了处理能力，节电效果显著，在矿山具有广阔的应用前景。

　　破碎机为矿山主要生产设备之，它涵盖冶金有色建材化工等多种行业。因破碎机具有破碎比大产量高耗能少产品粒度均匀等特点，获得广泛应叫，近年来。国内外众多厂商从产品结构上对该类设济不断地进厅改进完善。取得了比较好的效果，并相继推出众多高效可靠节能的新产品。相比较而言，因受自动化发展水平的影响，国内在破碎机控制方面的研宄相对落后。近十几年，国外在些产品上，装备了相应的检测仪和自动控制装置，在设备保护稳定操作提高产量等方面起到了定的作用。而我国近几年来才开始在些新型破碎机上汗展自动化研究。并配置了1些检测控制仪七十年代老设备居多，并直在生产中发挥着重要控制在矿山具有广阔的前景。这是由于目前国产破碎机的控制与操作，几乎全部由人工进行。在生产使用中存在如下诸多不理想状况由于原料流动性的变化，难于达到均衡给料；给料量；难丁1及时发现处理机械润滑不良短，过载事故隐患因保护功能不完善，发生事故时经常严重损坏设备；操作人员难厂随时监视破碎机给料筘料位，因此为防止事故，只能减少给矿，降低台时处理能力。

　　由于上述状况的存在，现到矿山生产管理中破碎机的台时处理能力远低于设备的设汁指标；产品粒度不易保证，加重后续作业负担；设备故障率高，备品备件消耗严重；为防止事故，只能少给矿，使得单位能耗增针对以上实际情况，研究实践证明利用自动化控制技术可有效改变上述不理想状况。近几年以⑵尤法实，根据给料粒役及硬没的变化调整来。我们探索从自动控制方血对破碎机研允。并率先在国产圆锥破碎机上实现负荷控制和破碎机故障诊断与保护。在提高产量提高产品粒度合格率降低能耗保护设备等方面取得可春的成绩。在此基础，我们推出了具有自主知识产权的破碎机控制器，套应在破碎机上，受到了用户的好，1破碎机控制器的组成及结构特点控制器基于控制系统小型化现场化和网络化与1功能结合在起。为过！控制和联锁保护的应⑴提供了功能强大而活的整体解决方案，硬件部分。本控制器上使用可编程控制器作为坫本主控设备选⑴德国西门子公4.产的57系列产品，该产品配置，话。0本机几数字量输输出，根据纶耍可再接数字试扩展模，另外选配模拟量输入输出模块用于参数检测与控制。内部集成了只3485通讯编程口，具有强大而灵活的通讯功能该设备性能价格比十分，想。

　　控制器人机界面，选用性价比很高的西门子丁0200作为操作员界面。面板正65防护，背光0液晶显。覆膜键，提供8个可编程功能键。

　　具备80条信息显内置国际汉字库实时时钟。

　　过程参数的显小和修改输入和输出的设定提供密码保护等功能。1200与57系列用485总线连接控制器面板1设计硬予操作功能，能实现硬软手自动切换。面板上安装故障及异常闪光声响报警灯，并对主要过程参数进行显。破碎控制器内部结构原理框1.

　　人工控制只5485设备通讯网软件部分。控制器中使用的编程软件37系列，设计的，主要开发，用尸程序，以及实寸监控程序的执疔状态。软件可运汀在1人，上，基于界89598操作系统。该软件具备在线通讯和离线脱机开发用户程序功能，使用梯形或语句方式来编写用户程序。

　　丁1200软件也直接仲用31少97随1.1谓32.

　　2单机组破碎机控制器的组成根据对单机组破碎机控制需求的分析，基本型控制器硬件由信号输入调节计算输出驱动及人机界面4部分组成，并留有与系统通讯的能力。各部分与相应软件配合，共同完成控制任务。2，破碎机控制器在单机组圆锥破碎机上的应用框。

　　其功能可满足般单机组破碎机基本控制及其扩展需要。外传感器接入控制器的采集信。除主机功率供回油温度回油流量等需分析计算而使用模拟量外，其余属安全保护的信号，使用开关量。对于特别要求的机纟1.，作为扩展功能的输入信号，给料量主机扭矩排矿口及振幅值等采用模拟信号，其它为开关量。基本型控制器的输出，除供执行器调节给料量需采用模拟量外，其余均采用开关量。

　　基本型控制器必需的输入信号包括主机负荷供油温度回油温度油流量等模拟信号和供油压力滤后压力油箱油位系统启停连锁等开关量信号。

　　根据用户要求及机组测试结果，基本型控制器将给料箱料位机械振动给料量排矿口大小机扭矩冷却水温冷却水压水封水流量等输入们号作为可选扩旭。

　　基本型控制器的调节计算功能主要根据主机负进行综合分析。实现给料的调节与控胍并口进行多参量限幅，其它更的调节计算可根据用户需求在系统进行。基本型控制器的输出驱动除能作为破碎机给料调节执机构如变频器给定外，亦输出油润滑系统控制。系统联锁以及现场报警倍号。基本型控制器的人机界面能显当前主机负荷油温转速等主要参数，并留有给料量等其他显的扩展。从控制器上的人机界面输入设定值，完成给料启停等功能。

　　3破碎机控制器的主要功能及相关技术1根据系统分配给该控制器的拧制。标，可能是大通过景或者是怕定通过池拧制器应分别A有以设备允许大负荷为目标闲数或以给料量为手自动转换器开关嫌件矿仓料位给料，箱，位体振动水到水流量轴扭矩机功率机联锁轴瓦回油油压油温度油，度回油流量泵压力5箱油位油泵启水，泵启停油加热器1联锁给矿联锁目标函数，并有设备允许大负荷限定，两种控制功能。前者只需检测主机有功功率，调整给矿量以保持卞机功率在限定的范围内；当控制标为迎过量时，则在破碎机给料端安装计量装置，以计量值为控制参数，并以功率及相关技术值为限定条件。

　　润滑系统的检测与保护。破碎机属重型机桃其润滑的好坏不仅影响设备的寿命，而且关系到设备运行的安全。大型破碎机的润滑均由稀油站进行压力润滑，影响润滑效果的主要因素是供油温度和油量。如稀油站装有相应仪，只要将相应信号进亍适当的调整补充后再接入破碎机拉制器。供汕温度是由冷却水流量冷却水温度冷却器阻力环境温度和加热器等决定的；而影响供汕量的主要16油泵压力滤清器阻力油箱油位和管道阻力。所以，检测供汕与油温度并同时险测通过轴瓦的汕流量，可以较好的了解润滑效果，并掌握破碎机的设备状态，保障设备安全运行。

　　山于轴1和机腔供油与回油的温差。是除主机功率外制约破碎机屯产能力的，屯要因素。所以破碎机控制器对其温度进行测忠作为给料量汕位及油流试等征稀油站工作状态的1息，只心保持在规定范围内，超限进行报警，告之人工处理。

　　某些对稀油站水冷加热系统提出拧制要求的用户，可采取在基本型上加以扩展的办法。

　　给料钔料位的，制，破碎机的给料箱料位在某些现场是影响破碎机正常运转的另重要参数。在入碎矿石含水含泥量高，出现流动性较差时，破碎机因下料不畅而发生溢箱事故。由于检测难度大，过去直没有好的检测办法。通过试验现己成功解决。并得到应用破碎机排矿口尺寸的检测与调整。由于破碎机的排矿口尺寸是影响产品粒度与处理能力的关键因素之，所以控制排矿口尺寸具有重要意义。

　　但对弹簧式圆锥破碎机来说，由于结构原因，目前只能人工调整排矿口尺寸，无法实现自控。对底部单缸液压支撑型圆锥破碎机，通过配置特制位移传感装置检测排矿口尺寸，可以及时调整。

　　5破碎机的机械故障预普，人型破碎机的造价昂贵，且是矿山生产的关键设备，其故障造成的损失是大的。所以在拧制器中集成设备诊断功能。怂今后进步的研究方向。目前在基本型控制器中，仅实现简易故障预警。如润滑系统的进回油温差及通过轴瓦的油量可作为轴瓦工作状态的判据；检测机体振动主机功率主轴扭矩等判别机体故障控制器与破碎系统的联接。当控制器纳入破碎纟动控制系统可以通过系统总线与系统交换信息。但在尚未实现破碎系统自控，只进行单机控制的情况下，控制器需要根据破碎系统的运行状态，如破碎机是否己稳定运行，联锁设备是否己启动等决定控制器的动作，故控制器具有上述信号的输入，同时亦有自身运行状态的输出，供系统联锁愚采集，控制器的人机界面。当控制器纳入破碎自控系统时，操作人员可在系统控制站进行操作，但现场仍需留有手操机构及指仪，以便检修试车及系统故障时备用。控制器的现场人机界面能启停并控制给矿量，并可读取主机功率电流油温等重要参数。考虑到破碎自控的安全，人机界面的手动与自动间分别设立了相应的操作权限。

　　4梅山铁矿选矿厂单机组圆锥破碎机上的应用上海梅山集1小1京矿业有限公选矿厂细碎车间拥有短头圆锥破碎机4台，是细碎车间的主要设备。长期以来，对破碎机的处理量采用人工调整方式，没有很好地发挥破碎机的处理能力。此外，圆锥破碎机因保护系统不够完也不可靠，破碎机故障和事故经常发生，不但设备维修开支很大，而且严重影响正常生产。鉴于以上实际，1997年受该厂委托，我们在号锥破碎机成功实施了套锥破碎控制器系统。经生产运行明，自动控制器系统不仅保护阀锥破砰设备，而1在保证产品粒度合格率的基础上相应提高处理量10以上，节电效果明显。由此产生的经济和社会效益显暮深受用户的欢迎。该系统很快在其他3台机组上得到推广应5泗洲选矿厂多机组圆锥破碎机上的应用江西德兴铜矿泗洲选矿厂碎工段配备短头圆锥破碎机7台细碎机拧制采用人工调整方式，处理能力是困扰该工段乃至全厂难。到了雨季原矿含水量增大，破碎机集矿箱下料不畅，因料位无检测控制常造成集矿箱堵塞溢矿，需停止供矿处理。另外，进入细碎机的矿石性质发生变化如矿石难碎给料不均过铁等，有时会造成破碎机过载烧毁电机打坏齿轮断主轴等直接经济损失事故。鉴于该厂细碎机现状，从1998年起，我们陆续将破碎机控制器推广应用到该段的全部圆锥细碎机上，实现各控制器之间的网络联接，建立了套细碎机生产过程监控站。3显破碎控制器在多机组圆锥破碎机上的应用生产运行效果明破碎控制器的设计符合破碎机自身实际，系统简洁安装调试方便。

　　系统运行稳定可靠控制效果显著。细碎机实现自动控制后，主机运行负荷功率从原人工操作的170注机电流28人左右，可稳定提高至1 2001主机电流33人以上。细碎机的处理量提高15以上，产品粒度合格率提高20以上，生产成本明显降低，经济效益非常显著。

　　建立起的细碎过程监控站，功能齐全，操作简便，界面友好。可实现系统状态监控参数设定和报警显记录，并能提供完整的数据统计，为细碎生产调度和管理提供了有力的手段。

　　该监控系统具如下特点现场分布式10站点减少了布线距离和电缆数量，降低了安装成本现场采用6485总线连接。方便地构成分布式控制系统，系统扩展容易，且抗干扰能力强，适合恶劣环境现场控制设备智能化数字化，提高了测量与控制精度，增加手统的可靠性，控制软件编程方便，下载独立运行。

　　6结论破碎控制器的研制成功，是近几年来我们面矿山，探索从自动控制技术方面对传统破砰机挖潜改造节能降耗取得的项很，意义的成朵。随着自动化技术的发展，特别是新生代汽能传感器校制器执行器等日臻成熟，自动控制会越来越可靠地应用在矿山，这给用户带来的效益将是巨大的。今后，我们还将根据不同用户的要求，对破碎机控制器进步升级完善，研发系列产品，推向市场。