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(jī)器制造有限公司武義321200)
圓錐破碎機(jī)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(jī)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(jī)進(jìn)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(jī)的排礦口完全依賴操作人員的經(jīng)驗調(diào)整,破碎機(jī)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(dá)到了預(yù)期改造效果,提高了破碎機(jī)的破碎效率和自動化水平。
圓錐破碎機(jī)自動控制改造
圓錐破碎機(jī)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(jī)進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)或破碎機(jī)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(jī)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(jìn)行了自動化改造。
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(jī)的排礦口保持在恒定狀態(tài),圓錐破碎機(jī)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。
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(jī)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(jìn)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(dá)到破碎機(jī)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
根據(jù)系統(tǒng)控制要求,我們在圓錐破碎機(jī)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(kuò)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
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(dá)到了預(yù)期效果。主程序流程見圖3。
圖3 主程序流程圖
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
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(hù)好而造成的位移傳感器損壞外,其余方面都達(dá)到了預(yù)期的改造效果。改造后的CH420破碎機(jī)和安裝ASRi自動控制系統(tǒng)的破碎機(jī)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(jìn)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(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展創(chuàng)新.礦山機(jī)械2011(6).
[2]劉國祥,等.液壓圓錐破碎機(jī)自動控制系統(tǒng).實用新型專利.
[3]郎寶賢,朗世平.破碎機(jī).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