單缸液壓圓錐破碎機自動控制系統設計

游成濤

摘要：隨著我國的工業技術的迅猛發展，加大了開采礦石力度，破碎技術尤為重要。目前對單缸液壓圓錐破碎機的控制大多采用人工控制，人力投資大且效率不高。針對此問題，本文利用PLC技術和WinCC，設計了一種單缸液壓圓錐破碎機自動控制系統及在線監測系統。PLC根據采集傳感器的數據輸出控制量，控制器根據控制量控制變頻器，進而控制給礦電動機的轉速，最終使得圓錐破碎機的工作負荷達到穩定。

關鍵詞：PLC；Wincc；自動控制；在線監測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.100

0引言

破碎技術在我國出現較晚，國內最早的圓錐破碎機出現于1954年。隨著我國的工業技術的迅猛發展，加大了開采礦石的力度，破碎技術的發展也越來越重要。由于破碎技術在我國起步較晚，故在其控制研究上也相對落后。目前對圓錐破碎機的控制大多采用人工控制，礦石和排礦口的處理全依賴于工人操作，電氣保護措施不完善，人力投資大且效率不高。圓錐破碎機系統存在種種弊端，故對破碎機進行自動控制系統的研究意義非常重大。

1自動控制系統

本文采用PLC技術實現單缸液壓圓錐破碎機的自動控制。圓錐破碎機自動控制系統框圖如圖1所示，PLC根據采集傳感器的數據輸出控制量，控制器根據控制量控制變頻器，進而控制給礦電動機的轉速，最終使得圓錐破碎機的工作負荷達到穩定。PLC采集的數據通過串口將數據傳給上位機，通過上位機在線監測圓錐破碎機自動控制系統的工作情況。

2硬件系統設計

圓錐破碎機自動控制系統采用XPW型功率變送器檢測主電動機的功率；BWD-8溫度傳感器檢測系統的潤滑油的溫度；FWD-L型位移傳感器檢測排礦口的尺寸；1151壓力傳感器檢測液壓系統的壓力。

給礦電動機的轉速的控制，采用的是MM440型變頻器進行控制，它是西門子公司生產的一種功能強大的變頻器。圓錐破碎機自動控制對系統的動態響應要求較高，需要快速控制破碎機的轉速，故對變頻器的要求也很高。而MICROMASTER440是專門針對與通常相比需要更加廣泛的功能和更高動態響應的應用而設計的，滿足本系統的設計要求。

圓錐破碎機自動控制系統采用液壓伺服系統來實現自動定位控制功能。主軸位置由電液伺服系統進行控制，結構圖如圖2所示。

3軟件系統設計

圓錐破碎機自動控制系統的軟件設計主要是對PLC程序的編寫。對系統進行初始化，順序啟動系統的各個設備，然后進行數據采集與參數轉換，根據各個傳感器的數據，判斷系統是否正常工作。主程序的流程圖如3所示。圖3中的系統控制環節，采用的是模糊控制。利用此控制方法，可以提高系統的抗干擾能力，提高系統的魯棒性。

4上位機設計

上位機與PLC之間的通信，可對圓錐破碎機系統的各個環節進行在線監控。本上位機的設計是在視窗控制中心（SIMATIC WinCC）平臺上完成的，此系統的開放性和靈活性很強，易于人機界面的設計。

本上位機系統主要功能包括：系統主要參數顯示、系統各參數設置、報警系統、歷史數據記錄、功能選擇、排礦口尺寸校準等。上位機的主界面結構如圖4所示。圖4中的功能選擇按鈕可對圓錐破碎機的功能進行設置，通過選擇圖4中的運行狀態界面，可觀測圓錐破碎機系統各個部件的運行狀態。如果發生故障，報警器會自動報警。

5總結

本文采用PLC技術實現單缸液壓圓錐破碎機的自動控制。PLC根據采集傳感器的數據輸出控制量，控制器根據控制量控制變頻器，進而控制給礦電動機的轉速，最終使得圓錐破碎機的工作負荷達到穩定。PLC采集的數據通過串口將數據傳給上位機，通過上位機在線監測圓錐破碎機自動控制系統的工作情況。本系統的設計，對圓錐破碎機的自動控制系統的研究具有參考意義。