圓錐破碎機自動控制系統(tǒng)設(shè)計改造

陳立新 劉國祥

（①西部黃金哈密金礦股份有限公司哈密839000②浙江武精機器制造有限公司武義321200）

圓錐破碎機自動控制系統(tǒng)設(shè)計改造

陳立新①劉國祥②

（①西部黃金哈密金礦股份有限公司哈密839000②浙江武精機器制造有限公司武義321200）

西部黃金哈密金礦股份有限公司選冶廠采用山特維克公司生產(chǎn)的CH420短頭型單缸液壓圓錐破碎機進行細(xì)碎作業(yè)，由于購買設(shè)備時沒有安裝ASRi自動控制系統(tǒng)，調(diào)整破碎機的排礦口完全依賴操作人員的經(jīng)驗調(diào)整，破碎機無法發(fā)揮最大效率。由于現(xiàn)在新加裝ASRi自動控制系統(tǒng)費用較高，為了節(jié)約成本，我們開發(fā)了一套基于PLC和觸摸屏的自動控制系統(tǒng)，經(jīng)過幾個月的實際使用測試，本系統(tǒng)達到了預(yù)期改造效果，提高了破碎機的破碎效率和自動化水平。

圓錐破碎機自動控制改造

圓錐破碎機因位于礦石破碎生產(chǎn)線的最后階段而處于重要地位，也是選礦廠的關(guān)鍵設(shè)備【1】。西部黃金哈密金礦股份有限公司選冶廠采用的是山特維克公司生產(chǎn)的CH420短頭型單缸液壓圓錐破碎機進行細(xì)碎作業(yè)。本設(shè)備于2009年10月開始投產(chǎn)，由于購買設(shè)備時沒有安裝ASRi自動控制系統(tǒng)，只能采用手動控制的調(diào)整方式控制破碎機的排礦口大小，且調(diào)整后排礦口的數(shù)值沒有顯示裝置告知操作人員，需要操作工人調(diào)整排礦口后到破碎機現(xiàn)場查看生產(chǎn)出的石料大小，根據(jù)操作工人的經(jīng)驗判斷調(diào)整的尺寸是否合適，如不合適還要到控制室繼續(xù)調(diào)整，調(diào)整完后再到破碎機現(xiàn)場查看，如此反復(fù)操作，直到調(diào)整到合適的排礦口為止。這種調(diào)整方式主要依靠工人經(jīng)驗操作完成，破碎機的破碎效率很低。同時，如果人工誤操作使排礦口調(diào)整過小，還會造成主電機或破碎機內(nèi)部銅套、軸承、齒輪等零部件的損壞，影響生產(chǎn)。

為了提高破碎機的破碎效率，避免因人工誤操作而造成的損失，我們對本設(shè)備進行了自動化改造。

1 自動控制改造目標(biāo)

本系統(tǒng)改造的主要目標(biāo)是可在觸摸屏上實時觀察、調(diào)節(jié)活塞位移的高度，通過PLC的程序控制使圓錐破碎機的排礦口保持在恒定狀態(tài)，圓錐破碎機生產(chǎn)出的石料大小符合工藝要求，減少回料數(shù)量，提高破碎效率。

2 自動控制改造方案設(shè)計

經(jīng)過多次討論，我們采用PLC為控制核心，觸摸屏作為顯示裝置，磁致伸縮位移傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器分別用來檢測圓錐破碎機的排礦口尺寸、潤滑油溫度和潤滑油壓力。系統(tǒng)工作時，PLC實時對上述參數(shù)進行采集，然后按照編寫的程序控制液壓系統(tǒng)的齒輪泵和電磁閥的工作狀態(tài)來調(diào)整排礦口的大小，最終達到破碎機工作時排礦口保持在恒定狀態(tài)的控制目標(biāo)，系統(tǒng)硬件框見圖1。

圖1 系統(tǒng)硬件框圖

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)控制要求，我們在圓錐破碎機底部加裝了磁致伸縮位移傳感器用于檢測排礦口尺寸；在油箱上加裝了PT100型溫度傳感器用來檢測潤滑油溫度；在潤滑油出口處加裝了SPC0018G壓力傳感器用于檢測潤滑油壓力。

由于本系統(tǒng)輸入、輸出點數(shù)較少，我們選用NA200 PLC作為核心控制器，CPU選201-1402，具有8個數(shù)字量輸入和6個數(shù)字量輸出；擴展模擬量輸入模塊采用201-0401，具有4個模擬量輸入端口，可以處理0～10V、4～20 mA、0～20 mA、0～10 mA等多種信號類型。設(shè)計的PLC硬件結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 PLC硬件結(jié)構(gòu)示意圖

4 PLC程序設(shè)計

根據(jù)本次改造要求，編寫了PLC程序，經(jīng)過實際測試、多次修改后達到了預(yù)期效果。主程序流程見圖3。

圖3 主程序流程圖

5 觸摸屏界面設(shè)計

為了便于工作操作，編寫了由工作界面（主界面）、歷史記錄、參數(shù)設(shè)置、報警查詢和出廠設(shè)置等畫面組成的觸摸屏監(jiān)控界面。

觸摸屏主界面上可以實時顯示排礦口實時曲線（位移趨勢）、排礦口尺寸及設(shè)定值（當(dāng)前位移、設(shè)定位移）、回油溫度值、液壓壓力值等參數(shù)。主界面見圖4。

圖4 觸摸屏主界面

6 結(jié)論

改造完成后，經(jīng)過幾個月的實際使用，除發(fā)生了1次因人為原因未將線路保護好而造成的位移傳感器損壞外，其余方面都達到了預(yù)期的改造效果。改造后的CH420破碎機和安裝ASRi自動控制系統(tǒng)的破碎機相比，功能相仿，但改造費用與購置安裝ASRi自動控制系統(tǒng)的費用相比，成本節(jié)約了80%，既為選冶廠節(jié)約了改造成本，又為哈密金礦其他進口設(shè)備的技術(shù)改造探索了一條道路。

［1］朗世平.國內(nèi)圓錐破碎機的現(xiàn)狀與發(fā)展創(chuàng)新.礦山機械2011(6).

［2］劉國祥,等.液壓圓錐破碎機自動控制系統(tǒng).實用新型專利.

［3］郎寶賢，朗世平.破碎機.北京：冶金工業(yè)出版社，2008.后，一起推到最終位置。

收稿：2014-03-17