圓錐破碎機自動控制系統設計改造

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設計改造

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的CH420短頭型單缸液壓圓錐破碎機進行細碎作業，由于購買設備時沒有安裝ASRi自動控制系統，調整破碎機的排礦口完全依賴操作人員的經驗調整，破碎機無法發揮最大效率。由于現在新加裝ASRi自動控制系統費用較高，為了節約成本，我們開發了一套基于PLC和觸摸屏的自動控制系統，經過幾個月的實際使用測試，本系統達到了預期改造效果，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線的最后階段而處于重要地位，也是選礦廠的關鍵設備【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的CH420短頭型單缸液壓圓錐破碎機進行細碎作業。本設備于2009年10月開始投產，由于購買設備時沒有安裝ASRi自動控制系統，只能采用手動控制的調整方式控制破碎機的排礦口大小，且調整后排礦口的數值沒有顯示裝置告知操作人員，需要操作工人調整排礦口后到破碎機現場查看生產出的石料大小，根據操作工人的經驗判斷調整的尺寸是否合適，如不合適還要到控制室繼續調整，調整完后再到破碎機現場查看，如此反復操作，直到調整到合適的排礦口為止。這種調整方式主要依靠工人經驗操作完成，破碎機的破碎效率很低。同時，如果人工誤操作使排礦口調整過小，還會造成主電機或破碎機內部銅套、軸承、齒輪等零部件的損壞，影響生產。

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，我們對本設備進行了自動化改造。

1 自動控制改造目標

本系統改造的主要目標是可在觸摸屏上實時觀察、調節活塞位移的高度，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，圓錐破碎機生產出的石料大小符合工藝要求，減少回料數量，提高破碎效率。

2 自動控制改造方案設計

經過多次討論，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。系統工作時，PLC實時對上述參數進行采集，然后按照編寫的程序控制液壓系統的齒輪泵和電磁閥的工作狀態來調整排礦口的大小，最終達到破碎機工作時排礦口保持在恒定狀態的控制目標，系統硬件框見圖1。

圖1 系統硬件框圖

3 系統硬件設計

根據系統控制要求，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。

由于本系統輸入、輸出點數較少，我們選用NA200 PLC作為核心控制器，CPU選201-1402，具有8個數字量輸入和6個數字量輸出；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。設計的PLC硬件結構見圖2。

圖2 PLC硬件結構示意圖

4 PLC程序設計

根據本次改造要求，編寫了PLC程序，經過實際測試、多次修改后達到了預期效果。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、參數設置、報警查詢和出廠設置等畫面組成的觸摸屏監控界面。

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

圖4 觸摸屏主界面

6 結論

改造完成后，經過幾個月的實際使用，除發生了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期的改造效果。改造后的CH420破碎機和安裝ASRi自動控制系統的破碎機相比，功能相仿，但改造費用與購置安裝ASRi自動控制系統的費用相比，成本節約了80%，既為選冶廠節約了改造成本，又為哈密金礦其他進口設備的技術改造探索了一條道路。

［1］朗世平.國內圓錐破碎機的現狀與發展創新.礦山機械2011(6).

［2］劉國祥,等.液壓圓錐破碎機自動控制系統.實用新型專利.

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

收稿：2014-03-17