利用PLC實現礦石破碎系統的自動控制

韋仕延

摘 要：隨著我國信息電子技術的不斷發展，我國自動化水平不斷提高。PLC是一種專門設計工業生產設計的數字運算裝置，自二十世紀以來得到快速發展，并應用到許多領域取得了了不錯效果。利用PLC能夠實現礦石破碎系統的自動控制，不但解放了人力，還提高了工作精度，具有重要的現實意義。本文基于此展開研究，望能夠起到參考作用。

關鍵詞：PLC;礦石破碎系統;自動控制

一、礦石破碎簡述

要知道，采得的地下礦石一般體積較大，無法立即投入生產應用，因此必須采用一些機械設備進行礦石破碎。值得注意的是礦石破碎的流程工藝有多種，一般最常用的有兩段開路流程、兩段一閉路流程、三段開路流程、三段一閉路流程幾種。兩段開路破碎流程破碎效率高，但其破碎的產物雜質較多，此種破碎方式在小型工廠與工業試驗田中較為常見;兩段一閉路對礦石要求較高，礦石粒度較小可采取此種破碎手段，并且破碎時一般要用到一些體型較大的破碎設備，如反擊式破碎機;三段一閉路破碎流程應用較為廣泛，只要含泥不多的礦石都可采用;三段開路破碎流程與三段一閉路相比，破碎所得產品較粗，但破碎效率很高。這幾種破碎流程各有利弊，采礦部門必須根據實際情況采取合適的破碎工藝，要靈活對破碎流程進行優化，不能生搬硬套。

二、PLC系統簡述

PLC是Programmable Logic Controller的縮寫，PLC控制器的控制原理是模仿繼電器控制，它是通過存儲執行邏輯運算、順序控制、定時等進行的指令，并通過數字完成輸入與輸出操作來完成對各類機械的控制。近10年來，隨著PLC控制器價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設備開始采用PLC控制器進行控制，PLC控制器在我國的應用增長十分迅速。隨著中國經濟的高速發展和基礎自動化水平的不斷提高，今后一段時期內PLC控制器在我國仍將保持高速增長勢頭。21世紀，PLC控制器會有更大的發展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現;從產品規模上看，會進一步向超小型及超大型方向發展;從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求。

三、PLC實現礦石破碎系統的自動控制

（一）控制系統應具備的功能

（l）滿足開、停機的順序連鎖，#3皮帶機到#2皮帶機到#3皮帶機到斗板喂機（2）實現上位機開、停機操作。（3）滿足各設備的運行聯鎖，包括：打滑、撕裂、熱保護、頻敏電阻器、抱閘限位、拉繩、跑偏、主接觸器、變頻器運行狀態、變頻器故障。打滑聯鎖指電機運行后若控制系統檢測出皮帶打滑則屬故障;撕裂聯鎖指電機運行前、后若控制系統檢測出皮帶撕裂則屬故障;熱保護聯鎖指電機運行前、后若控制系統檢測出熱元件輔助常閉觸點處于開路狀態則屬故障;頻敏電阻器聯鎖指開機指令發出后，經過155延時，若控制系統未接收到其已短接信號或開機前其仍處于短接狀態則屬故障;抱閘限位聯鎖指停機狀態下皮帶抱閘機構必須動作，開機前必須釋放，若狀態不對則屬故障;拉繩聯鎖指電機運行前、后若控制系統檢測出拉繩開關動作則停機;跑偏聯鎖指電機運行前、后若控制系統檢測出皮帶跑偏則屬故障;主接觸器聯鎖指若開機指令發出后25，控制系統未接收到其閉合信號，則屬故障;變頻器故障聯鎖指電機運行前、后若控制系統檢測出變頻器故障信號則屬故障;變頻器運行狀態聯鎖指若開機指令發出后25，控制系統未接收到其閉合信號，則屬故障。

（二）控制點數的確定

板喂機：包括開/停機和速度給定及對運行狀態、變頻器故障與速度、電流監視。破碎機：監視運行狀態。#1皮帶機：包括開/停機和對運行狀態、拉繩開關、跑偏的監視。#2皮帶機：包括開/停機、解除抱閘和對運行狀態、拉繩開關、跑偏、熱元件、打滑、撕裂、抱閘限位的監視。#3包括開/停機解除抱閘和對運行狀態、拉繩開關、跑偏、熱元件、打滑、撕裂、抱閘限位，由于該電機采用串頻敏變阻器啟動，因此還要包括對頻敏變阻器狀態的監視。共計點數：DI：21DO：6Al：2AO：6

（三）控制系統選型

選型原則：改造時間短、性價比高、易于維護。通過多方對比選擇了業界口碑較好的PCL（SIEMENS7S一313C）與工控機（WINCC）的組合。該系統以SIEMENS公司57一313CPCL為核心，在此基礎上配有工控機作為上位機。二者通過MIP總線進行數據交換，通訊速率可達187.5kBs/。用WNICC作為操作平臺，在友好的中文界面上完成人機對話。操作員可以通過上位機起/停各電機、調節板喂機的速度、監控各電機的運行工況。具有事件和故障記錄、記錄過程參數的歷史趨勢。確保各設備之間的工藝聯鎖及相關傳感器的聯鎖邏輯。

（四）系統的優點

該系統線路簡單，易于維護，備品采購容易，充分發揮SIEMENS產品的優良品質，具有極強的可靠性與穩定性，性價比極高。同時該系統是一個完全開放的系統，具有強大的擴展能力（DUDO可擴展至1024點，AlA/O可擴展至526點），能夠最大限度地保障用戶的投資。

（五）觸摸屏在PLC破碎機系統種的應用

采用觸摸屏操作可以讓操作人員按照界面指示操作，使操作變得簡單生動，并且可以減少操作上的失誤，提高工作效率和產品質量，保障設備安全。該減壓起動操作分為三個界面：減壓起動控制器首頁界面，指示操作人員選擇操作方式;“手動方式”操作界面，電動機減壓起動后，操作人員觀察到轉速上升到合適的速度時，按下“運行”按鈕，電動機轉入全壓運行狀態;“自動方式”操作界面，按下“起動”按鈕，電動機減壓起動，經過設定的時間，電動機自動轉入全壓運行狀態。控制器首頁界面的創建首頁界面創建的關鍵是“切換方式（手動/自動）”按鈕的創建。eView（易威）觸摸屏組態編寫是應用EV5000組態軟件來編寫的。在EV5000組態窗口應用“功能鍵”創建切換方式按鈕。在組態窗口首先輸入文字“減壓起動控制器”，然后選擇“功能元件”→“功能鍵”圖標，將其拖入組態窗口中，彈出“功能元件屬性”對話框。設置如下。（1）功能鍵設置。選擇“功能鍵”選項并選中“切換窗口”，將切換窗口設定為4：Frame4。（2）標簽設置。選擇“標簽”選項并選中“使用標簽”，在內容欄中輸入：手動方式，設置字號為16，顏色為黑色。（3）圖形設置。選擇“圖形”并選中“使用矢量圖”，導入EV5000圖庫中合適的向量圖按鈕。如EV5000軟件安裝在電腦C盤ProgramFiles文件夾，導入過程為C：＼ProgramFiles＼eV5000UNICODE—CHS＼圖庫＼矢量圖＼按鈕＼buttonl—18.Vg（淡綠色按鈕圖標）。“確認”后“手動方式”切換按鈕即創建完成。調整按鈕及其文字標簽至合適位置。

四、結語

總之，利用PLC實現礦石破碎系統的自動控制具有重要意義，它不僅節省了資金投入，還大大簡化了操作，切實提高了破碎效率。上文所介紹的系統具有操作簡便、靈活、穩定等優勢，但還存在一定的改進空間。相關從業人員也應不斷實踐創新，努力為我國采礦行業的發展貢獻出自己的一份力量。

參考文獻：

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