選廠圓錐料位保護及功率控制改造

曾凡德

(江西信德安全檢測檢驗有限公司，江西南昌 330030)

選廠圓錐料位保護及功率控制改造

曾凡德

(江西信德安全檢測檢驗有限公司，江西南昌 330030)

本文簡要介紹了我廠園錐系統(tǒng)部分保護技術的現(xiàn)狀，以及在選礦運行中存在的問題;提出了在我廠如何進行改造以達到穩(wěn)定生產運行的目標;并淺析了園錐系統(tǒng)改造后的效果;解決圓錐臺效及運轉率偏低的問題，滿足生產的需要。

西蒙斯園錐;料位保護;功率控制;改造;運轉率;變送器

1 引言

德興銅礦大山選礦廠是一個大型現(xiàn)代化選礦廠。在碎礦有6臺進口的西蒙斯7英尺特超重型圓錐，4臺國產的7英尺特超重型圓錐，這些圓錐自投入使用以來，由于給礦部分的問題，使圓錐的運轉率偏低，圓錐不能擠滿運行，臺效上不去，嚴重制約了碎礦系統(tǒng)生產能力的發(fā)揮，不能達到設計要求。通過認真總結、分析研究和借鑒其它礦山的使用經驗，只有對其進行逐步的技術改進，才能解決圓錐臺效，運轉率偏低的問題［1］，滿足生產的需要。

2 原設計存在的問題

圓錐給礦部分整體設計上存在不合理，設備種類多，故障率高，維修不方便。存在的主要問題有:

(1)給礦的驅動部分采用液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)的液壓控制箱結構復雜，電路設計上環(huán)環(huán)相扣，且用電位器調整電路板工作參數，由于現(xiàn)場環(huán)境問題，故障率很高。這些電路板的維修花費的時間很多，維修好后，參數的調整更為復雜費時，且需要在設備運行時調整。

(2)給礦部分設計的料位保護系統(tǒng)，由于現(xiàn)場環(huán)境和圓錐本身的結構，原設計的超聲波料位計無法正常工作，使料位保護系統(tǒng)無法投入運行。

(3)原思路是以圓錐功率來控制給礦，由于礦石性質的變化導致圓錐功率波動很大，無法實現(xiàn)功率控制［2］。

以上原因造成了圓錐給礦部分經常是手動開車，使圓錐開空車或滿礦兩種極端現(xiàn)象不時發(fā)生，且不能實現(xiàn)圓錐擠滿礦運行，并嚴重制約圓錐破碎效率的發(fā)揮，對設備造成嚴重的損害。

3 改造方案設計和設施

考慮改造的費用、時間、人員和技術等方面的問題，同時確保改造的成功，我們決定分步實施。

3.1 拆除液壓控制箱，改用變頻器調節(jié)液壓油泵的電機轉速來控制圓錐給礦的速度

由于控制系統(tǒng)沒有建好，當時僅用手動控制。但由于變頻器的優(yōu)良性能，不僅大大減少了日常維護量，且控制效果較好，使第一步改造獲得了巨大的成功。

3.2 增加圓錐電機的電流變送器和嘗試功率控制

隨著大山廠處理能力的不斷提高，圓錐要解決的問題不是如何使其正常運行，而是如何在確保設備正常工作的前提下，充分發(fā)揮其生產能力。

改用變頻器后，生產班的操作人員為了提高臺效，不斷地修正給礦的速度［3］，使?jié)M礦、圓錐電機電流偏高等問題不時出現(xiàn)。使我們原計劃改造的控制系統(tǒng)不得不修改，提前實施。

為了確保設備的正常工作，先增加了圓錐電機電流的變送器，將電流互感器出來的信號轉換為4～20mA的標準信號送入TI565中，設定電流的上限值，當電流達到設定值時，立即停給礦，確保電機正常。

同時，利用TI565特殊功能模塊設計根據電流值控制給礦速度的圓錐功率控制系統(tǒng)，如下圖所示。

經過一段時間的調試取得了一些效果，但仍存在一些無法克服的問題:

(1)TI565的機器比較陳舊，其PID運算的算式不能選擇，每次運行時要對其算式的初始值人工干預，如果某次運行時沒有人工干預，其控制回路輸出最大值。

(2)增加PID運算后，TI565的掃描時間增加太多，使TI565的死機現(xiàn)象日益嚴重。

由于這些問題的存在，使自動控制沒有成功。

3.3 增加料位保護開關

改用變頻器后，圓錐開空車的問題大有好轉，但為了確保圓錐擠滿礦，而自動控制系統(tǒng)又建立不起來的情況下，圓錐滿礦的問題日益嚴重。

經多方了解和反復研究，我們決定選用VEGA公司的VEGAVIB 52EX振動開關檢測圓錐腔的料位［4］，由于這種振動開關設計制造方面的優(yōu)點，使之具有防水防潮防塵且靈敏度高的特點，能克服安裝環(huán)境方面的不利因素。

我們首先在1#細碎上試用，經過對安裝位置和方法的幾次改進后，取得很好的效果，逐步在其它圓錐上推廣使用，料位檢測開關的成功應用，為圓錐功率控制創(chuàng)造了條件。

3.4 建立完善的控制系統(tǒng)

隨著磨浮中控室改選的結束，原磨浮遺留下來施耐德PLC廢棄，為碎礦圓錐功率控制提供了硬件，中控改造結束后，也確保了人力資源，于是我們開始碎礦圓錐功率控制的實施。首先將施耐德的PLC移到碎礦中控室安裝，第二步，開始線路的安裝和應用軟件的編譯。線路的安裝主要是將電流變送器［5］的信號引入PLC中和將PLC的輸出信號接到變頻器里。由于以前的工作，這項工作費時并不太多，且沒有增加材料的費用，軟件的編譯費時比較多，施耐德PLC的應用軟件是用外置的FIX32，其與PLC的通訊比較復雜，我們在建立了正常的通訊后，對選擇PID的算法進行了大量的實驗工作，確保了一種比較理想的運算，建立好控制策略后，繪制了控制流程圖，這樣就完成了整個控制系統(tǒng)［6］，在1#細碎試運行后，取得了非常滿意的效果，此后在各臺圓錐上推廣使用。

3.5 改造后的控制系統(tǒng)

將功率控制為主，料位保護為輔，改為料位控制為主，功率保護為輔，控制原理如下圖:

4 對比園錐改造前后的經濟效益與社會效益

4.1 改造前狀況

給礦系統(tǒng)控制部分的維修費用:原設計圓錐給礦系統(tǒng)的液壓控制箱每臺6萬元，料位控制系統(tǒng)每套7.2萬元，每年這兩項設備的維修費用約12萬元左右。

4.2 投入的費用

(1)變頻器的費用:每臺變頻器的費用為1.6萬元，合計19.2萬元。

(2)電流變送器的費用:每臺變送器的費用為0.12萬元，合計1.44萬元。

(3)振動開關的費用:每臺0.9萬元，合計10.8萬元。

(4)改造所用材料的費用合計:1.3萬元。

以上合計:32.74萬元。

4.3 改造后產生的經濟效益

(1)節(jié)約襯板費用:改造前一套圓錐襯板可用1400h，改造后可用1500h。全年按340d生產時間計算，全年每臺圓錐可節(jié)約0.4套襯板，每套襯板價值6萬元，12臺圓錐全年可節(jié)約費用:

6萬元×0.4×12=28.8萬元。

(2)提高臺效后產后的效益。

改造后提高處理量2%，增加產值:

2%×1800(萬t)×0.85×0.4%×0.8×1.5 (萬元/t)/1.17=1255萬元

其中:1800萬t為大山廠全年處理量，0.85為回收率，0.4%為原礦品位，0.8為礦山產值比重，1.5萬元/t為電銅單價，1.17為系數。

處理量3%×1800萬t。

礦石所需成本=2%×1800本萬噸×18.88= 679.7。

產生直接經濟效益=1255萬元－679.7萬元= 575.3萬元。

4.4 合計

從以上的統(tǒng)計可知:整個改造費用為32.74萬元。

改造后，相關設備一年的維修費用為2萬元。

改造這套系統(tǒng)一年所產生的效益=575.3+ 28.8+12－2－32.74=581.36萬元。

社會效益:改造后，設備運行穩(wěn)定可靠，故障率低，不僅提高了臺效，減少了日常維護量，還盤活了閑置的設備，大大降低了維修費用，是投資少，見效快的一項成功改造。

5 結語

通過以上分析與研究，可以看到我廠碎礦系統(tǒng)有超長的設計研究能力:實現(xiàn)了廠部生產的需要，提高了大山廠碎礦系統(tǒng)園錐的運行安全穩(wěn)定可靠，從而確保整個大山廠的生產，提高了經濟效益。達到了改造的目的。

［1］白春維.圓錐破碎機的改造［J］.中國礦業(yè)，2000，(S1).

［2］汪一佛.國外最新破碎機簡介［J］.中國建材，1994，(6).

［3］郎寶賢.對引進國外新型圓錐破碎機的分析［J］.冶金礦山設計與建設，1998，(5).

［4］姚福善.西蒙斯圓錐破碎機鎖緊部的改進［J］.山東冶金，1994，(2)

［5］毛璽，王治軍，付衛(wèi)東，王巧云.圓錐式破碎機的設計［J］.煤礦機械，2006，(9).

［6］任金霞，郭迎慶.基于模糊自適應PID預估控制的圓錐式破碎機控制系統(tǒng)的研究［J］.礦山機械，2005，(10).

Protection for Materials Level and Transformation of Power Control on Concentrator Cone Crusher

ZENG Fan－de

(Jiangxi Xinde Safety Inspection and Test Company Ltd.，Nanchang，Jiangxi，China 330030)

This paper briefly introduces part of the protection technology of cone system at the factory and the problem existed in processing.Suggestions of how to modify to achieve the goal of stable production is given.The effect of cone system after modification is briefly analysed.The cone system＇s problems of low unit efficiency and low operating rate have been solved，which meeting the needs of production.

Simon cone;protection for materials level;power control;transformation;running rate;transmitter

TD451

B

1009－3842(2011)04－0052－03

2011－03－10

曾凡德(1958－)，男，漢族，湖南雙峰人，電氣工程師，主要從事非煤礦山的電氣設備維護及礦山供電的有關安全保護工作，E－mail:jdx588605@163.com