利用PLC實現(xiàn)礦石破碎系統(tǒng)的自動控制

韋仕延

摘 要：隨著我國信息電子技術(shù)的不斷發(fā)展，我國自動化水平不斷提高。PLC是一種專門設(shè)計工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計的數(shù)字運算裝置，自二十世紀以來得到快速發(fā)展，并應(yīng)用到許多領(lǐng)域取得了了不錯效果。利用PLC能夠?qū)崿F(xiàn)礦石破碎系統(tǒng)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(xiàn)實意義。本文基于此展開研究，望能夠起到參考作用。

關(guān)鍵詞：PLC;礦石破碎系統(tǒng);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(chǎn)應(yīng)用，因此必須采用一些機械設(shè)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(chǎn)物雜質(zhì)較多，此種破碎方式在小型工廠與工業(yè)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(shè)備，如反擊式破碎機;三段一閉路破碎流程應(yīng)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(chǎn)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(jù)實際情況采取合適的破碎工藝，要靈活對破碎流程進行優(yōu)化，不能生搬硬套。

二、PLC系統(tǒng)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(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時等進行的指令，并通過數(shù)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(shè)備開始采用PLC控制器進行控制，PLC控制器在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動化水平的不斷提高，今后一段時期內(nèi)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(fā)展。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)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(xiàn);從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展;從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求。

三、PLC實現(xiàn)礦石破碎系統(tǒng)的自動控制

（一）控制系統(tǒng)應(yīng)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(xiàn)上位機開、停機操作。（3）滿足各設(shè)備的運行聯(lián)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(tài)、變頻器故障。打滑聯(lián)鎖指電機運行后若控制系統(tǒng)檢測出皮帶打滑則屬故障;撕裂聯(lián)鎖指電機運行前、后若控制系統(tǒng)檢測出皮帶撕裂則屬故障;熱保護聯(lián)鎖指電機運行前、后若控制系統(tǒng)檢測出熱元件輔助常閉觸點處于開路狀態(tài)則屬故障;頻敏電阻器聯(lián)鎖指開機指令發(fā)出后，經(jīng)過155延時，若控制系統(tǒng)未接收到其已短接信號或開機前其仍處于短接狀態(tài)則屬故障;抱閘限位聯(lián)鎖指停機狀態(tài)下皮帶抱閘機構(gòu)必須動作，開機前必須釋放，若狀態(tài)不對則屬故障;拉繩聯(lián)鎖指電機運行前、后若控制系統(tǒng)檢測出拉繩開關(guān)動作則停機;跑偏聯(lián)鎖指電機運行前、后若控制系統(tǒng)檢測出皮帶跑偏則屬故障;主接觸器聯(lián)鎖指若開機指令發(fā)出后25，控制系統(tǒng)未接收到其閉合信號，則屬故障;變頻器故障聯(lián)鎖指電機運行前、后若控制系統(tǒng)檢測出變頻器故障信號則屬故障;變頻器運行狀態(tài)聯(lián)鎖指若開機指令發(fā)出后25，控制系統(tǒng)未接收到其閉合信號，則屬故障。

（二）控制點數(shù)的確定

板喂機：包括開/停機和速度給定及對運行狀態(tài)、變頻器故障與速度、電流監(jiān)視。破碎機：監(jiān)視運行狀態(tài)。#1皮帶機：包括開/停機和對運行狀態(tài)、拉繩開關(guān)、跑偏的監(jiān)視。#2皮帶機：包括開/停機、解除抱閘和對運行狀態(tài)、拉繩開關(guān)、跑偏、熱元件、打滑、撕裂、抱閘限位的監(jiān)視。#3包括開/停機解除抱閘和對運行狀態(tài)、拉繩開關(guān)、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(tài)的監(jiān)視。共計點數(shù)：DI：21DO：6Al：2AO：6

（三）控制系統(tǒng)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(yè)界口碑較好的PCL（SIEMENS7S一313C）與工控機（WINCC）的組合。該系統(tǒng)以SIEMENS公司57一313CPCL為核心，在此基礎(chǔ)上配有工控機作為上位機。二者通過MIP總線進行數(shù)據(jù)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(diào)節(jié)板喂機的速度、監(jiān)控各電機的運行工況。具有事件和故障記錄、記錄過程參數(shù)的歷史趨勢。確保各設(shè)備之間的工藝聯(lián)鎖及相關(guān)傳感器的聯(lián)鎖邏輯。

（四）系統(tǒng)的優(yōu)點

該系統(tǒng)線路簡單，易于維護，備品采購容易，充分發(fā)揮SIEMENS產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)，具有極強的可靠性與穩(wěn)定性，性價比極高。同時該系統(tǒng)是一個完全開放的系統(tǒng)，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(tǒng)種的應(yīng)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(chǎn)品質(zhì)量，保障設(shè)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(zhuǎn)速上升到合適的速度時，按下“運行”按鈕，電動機轉(zhuǎn)入全壓運行狀態(tài);“自動方式”操作界面，按下“起動”按鈕，電動機減壓起動，經(jīng)過設(shè)定的時間，電動機自動轉(zhuǎn)入全壓運行狀態(tài)?？刂破魇醉摻缑娴膭?chuàng)建首頁界面創(chuàng)建的關(guān)鍵是“切換方式（手動/自動）”按鈕的創(chuàng)建。eView（易威）觸摸屏組態(tài)編寫是應(yīng)用EV5000組態(tài)軟件來編寫的。在EV5000組態(tài)窗口應(yīng)用“功能鍵”創(chuàng)建切換方式按鈕。在組態(tài)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(tài)窗口中，彈出“功能元件屬性”對話框。設(shè)置如下。（1）功能鍵設(shè)置。選擇“功能鍵”選項并選中“切換窗口”，將切換窗口設(shè)定為4：Frame4。（2）標簽設(shè)置。選擇“標簽”選項并選中“使用標簽”，在內(nèi)容欄中輸入：手動方式，設(shè)置字號為16，顏色為黑色。（3）圖形設(shè)置。選擇“圖形”并選中“使用矢量圖”，導(dǎo)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(dǎo)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）?！按_認”后“手動方式”切換按鈕即創(chuàng)建完成。調(diào)整按鈕及其文字標簽至合適位置。

四、結(jié)語

總之，利用PLC實現(xiàn)礦石破碎系統(tǒng)的自動控制具有重要意義，它不僅節(jié)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(tǒng)具有操作簡便、靈活、穩(wěn)定等優(yōu)勢，但還存在一定的改進空間。相關(guān)從業(yè)人員也應(yīng)不斷實踐創(chuàng)新，努力為我國采礦行業(yè)的發(fā)展貢獻出自己的一份力量。

參考文獻：

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