利用PLC实现矿石破碎系统的自动控制

韦仕延

摘 要：随着我国信息电子技术的不断发展，我国自动化水平不断提高。PLC是一种专门设计工业生产设计的数字运算装置，自二十世纪以来得到快速发展，并应用到许多领域取得了了不错效果。利用PLC能够实现矿石破碎系统的自动控制，不但解放了人力，还提高了工作精度，具有重要的现实意义。本文基于此展开研究，望能够起到参考作用。

关键词：PLC;矿石破碎系统;自动控制

一、矿石破碎简述

要知道，采得的地下矿石一般体积较大，无法立即投入生产应用，因此必须采用一些机械设备进行矿石破碎。值得注意的是矿石破碎的流程工艺有多种，一般最常用的有两段开路流程、两段一闭路流程、三段开路流程、三段一闭路流程几种。两段开路破碎流程破碎效率高，但其破碎的产物杂质较多，此种破碎方式在小型工厂与工业试验田中较为常见;两段一闭路对矿石要求较高，矿石粒度较小可采取此种破碎手段，并且破碎时一般要用到一些体型较大的破碎设备，如反击式破碎机;三段一闭路破碎流程应用较为广泛，只要含泥不多的矿石都可采用;三段开路破碎流程与三段一闭路相比，破碎所得产品较粗，但破碎效率很高。这几种破碎流程各有利弊，采矿部门必须根据实际情况采取合适的破碎工艺，要灵活对破碎流程进行优化，不能生搬硬套。

二、PLC系统简述

PLC是Programmable Logic Controller的缩写，PLC控制器的控制原理是模仿继电器控制，它是通过存储执行逻辑运算、顺序控制、定时等进行的指令，并通过数字完成输入与输出操作来完成对各类机械的控制。近10年来，随着PLC控制器价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC控制器进行控制，PLC控制器在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC控制器在我国仍将保持高速增长势头。21世纪，PLC控制器会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。

三、PLC实现矿石破碎系统的自动控制

（一）控制系统应具备的功能

（l）满足开、停机的顺序连锁，#3皮带机到#2皮带机到#3皮带机到斗板喂机（2）实现上位机开、停机操作。（3）满足各设备的运行联锁，包括：打滑、撕裂、热保护、频敏电阻器、抱闸限位、拉绳、跑偏、主接触器、变频器运行状态、变频器故障。打滑联锁指电机运行后若控制系统检测出皮带打滑则属故障;撕裂联锁指电机运行前、后若控制系统检测出皮带撕裂则属故障;热保护联锁指电机运行前、后若控制系统检测出热元件辅助常闭触点处于开路状态则属故障;频敏电阻器联锁指开机指令发出后，经过155延时，若控制系统未接收到其已短接信号或开机前其仍处于短接状态则属故障;抱闸限位联锁指停机状态下皮带抱闸机构必须动作，开机前必须释放，若状态不对则属故障;拉绳联锁指电机运行前、后若控制系统检测出拉绳开关动作则停机;跑偏联锁指电机运行前、后若控制系统检测出皮带跑偏则属故障;主接触器联锁指若开机指令发出后25，控制系统未接收到其闭合信号，则属故障;变频器故障联锁指电机运行前、后若控制系统检测出变频器故障信号则属故障;变频器运行状态联锁指若开机指令发出后25，控制系统未接收到其闭合信号，则属故障。

（二）控制点数的确定

板喂机：包括开/停机和速度给定及对运行状态、变频器故障与速度、电流监视。破碎机：监视运行状态。#1皮带机：包括开/停机和对运行状态、拉绳开关、跑偏的监视。#2皮带机：包括开/停机、解除抱闸和对运行状态、拉绳开关、跑偏、热元件、打滑、撕裂、抱闸限位的监视。#3包括开/停机解除抱闸和对运行状态、拉绳开关、跑偏、热元件、打滑、撕裂、抱闸限位，由于该电机采用串频敏变阻器启动，因此还要包括对频敏变阻器状态的监视。共计点数：DI：21DO：6Al：2AO：6

（三）控制系统选型

选型原则：改造时间短、性价比高、易于维护。通过多方对比选择了业界口碑较好的PCL（SIEMENS7S一313C）与工控机（WINCC）的组合。该系统以SIEMENS公司57一313CPCL为核心，在此基础上配有工控机作为上位机。二者通过MIP总线进行数据交换，通讯速率可达187.5kBs/。用WNICC作为操作平台，在友好的中文界面上完成人机对话。操作员可以通过上位机起/停各电机、调节板喂机的速度、监控各电机的运行工况。具有事件和故障记录、记录过程参数的历史趋势。确保各设备之间的工艺联锁及相关传感器的联锁逻辑。

（四）系统的优点

该系统线路简单，易于维护，备品采购容易，充分发挥SIEMENS产品的优良品质，具有极强的可靠性与稳定性，性价比极高。同时该系统是一个完全开放的系统，具有强大的扩展能力（DUDO可扩展至1024点，AlA/O可扩展至526点），能够最大限度地保障用户的投资。

（五）触摸屏在PLC破碎机系统种的应用

采用触摸屏操作可以让操作人员按照界面指示操作，使操作变得简单生动，并且可以减少操作上的失误，提高工作效率和产品质量，保障设备安全。该减压起动操作分为三个界面：减压起动控制器首页界面，指示操作人员选择操作方式;“手动方式”操作界面，电动机减压起动后，操作人员观察到转速上升到合适的速度时，按下“运行”按钮，电动机转入全压运行状态;“自动方式”操作界面，按下“起动”按钮，电动机减压起动，经过设定的时间，电动机自动转入全压运行状态。控制器首页界面的创建首页界面创建的关键是“切换方式（手动/自动）”按钮的创建。eView（易威）触摸屏组态编写是应用EV5000组态软件来编写的。在EV5000组态窗口应用“功能键”创建切换方式按钮。在组态窗口首先输入文字“减压起动控制器”，然后选择“功能元件”→“功能键”图标，将其拖入组态窗口中，弹出“功能元件属性”对话框。设置如下。（1）功能键设置。选择“功能鍵”选项并选中“切换窗口”，将切换窗口设定为4：Frame4。（2）标签设置。选择“标签”选项并选中“使用标签”，在内容栏中输入：手动方式，设置字号为16，颜色为黑色。（3）图形设置。选择“图形”并选中“使用矢量图”，导入EV5000图库中合适的向量图按钮。如EV5000软件安装在电脑C盘ProgramFiles文件夹，导入过程为C：＼ProgramFiles＼eV5000UNICODE—CHS＼图库＼矢量图＼按钮＼buttonl—18.Vg（淡绿色按钮图标）。“确认”后“手动方式”切换按钮即创建完成。调整按钮及其文字标签至合适位置。

四、结语

总之，利用PLC实现矿石破碎系统的自动控制具有重要意义，它不仅节省了资金投入，还大大简化了操作，切实提高了破碎效率。上文所介绍的系统具有操作简便、灵活、稳定等优势，但还存在一定的改进空间。相关从业人员也应不断实践创新，努力为我国采矿行业的发展贡献出自己的一份力量。

参考文献：

[1]张宏权.提高破碎机碎矿效能的分析与应用[J].设备管理与维修，2019（12）：109-111.

[2]肖学敏.利用PLC实现矿石破碎系统的自动控制[J].福建建材，2005（02）：54-55.