单缸液压圆锥破碎机自动控制系统设计

摘要：随着我国的工业技术的迅猛发展，加大了开采矿石力度，破碎技术尤为重要。目前对单缸液压圆锥破碎机的控制大多采用人工控制，人力投资大且效率不高。针对此问题，本文利用PLC技术和WinCC，设计了一种单缸液压圆锥破碎机自动控制系统及在线监测系统。PLC根据采集传感器的数据输出控制量，控制器根据控制量控制变频器，进而控制给矿电动机的转速，最终使得圆锥破碎机的工作负荷达到稳定。

关键词：PLC；Wincc；自动控制；在线监测

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

一、引言

破碎技术在我国出现较晚，国内最早的圆锥破碎机出现于1954年。随着我国的工业技术的迅猛发展，加大了开采矿石的力度，破碎技术的发展也越来越重要。由于破碎技术在我国起步较晚，故在其控制研究上也相对落后。目前对圆锥破碎机的控制大多采用人工控制，矿石和排矿口的处理全依赖于工人操作，电气保护措施不完善，人力投资大且效率不高。圆锥破碎机系统存在种种弊端，故对破碎机进行自动控制系统的研究意义非常重大。

二、自动控制系统

本文采用PLC技术实现单缸液压圆锥破碎机的自动控制。圆锥破碎机自动控制系统框图如图1所示，PLC根据采集传感器的数据输出控制量，控制器根据控制量控制变频器，进而控制给矿电动机的转速，最终使得圆锥破碎机的工作负荷达到稳定。PLC采集的数据通过串口将数据传给上位机，通过上位机在线监测圆锥破碎机自动控制系统的工作情况。

三、硬件系统设计

圆锥破碎机自动控制系统采用XPW型功率变送器检测主电动机的功率；BWD-8温度传感器检测系统的润滑油的温度；FWD-L型位移传感器检测排矿口的尺寸；1151压力传感器檢测液压系统的压力。

给矿电动机的转速的控制，采用的是MM440型变频器进行控制，它是西门子公司生产的一种功能强大的变频器。圆锥破碎机自动控制对系统的动态响应要求较高，需要快速控制破碎机的转速，故对变频器的要求也很高。而MICROMASTER440是专门针对与通常相比需要更加广泛的功能和更高动态响应的应用而设计的，满足本系统的设计要求。

圆锥破碎机自动控制系统采用液压伺服系统来实现自动定位控制功能。主轴位置由电液伺服系统进行控制，结构图如图2所示。

四、软件系统设计

圆锥破碎机自动控制系统的软件设计主要是对PLC程序的编写。对系统进行初始化，顺序启动系统的各个设备，然后进行数据采集与参数转换，根据各个传感器的数据，判断系统是否正常工作。主程序的流程图如3所示。图3中的系统控制环节，采用的是模糊控制。利用此控制方法，可以提高系统的抗干扰能力，提高系统的鲁棒性。

五、上位机设计

上位机与PLC之间的通信，可对圆锥破碎机系统的各个环节进行在线监控。本上位机的设计是在视窗控制中心（SIMATIC WinCC）平台上完成的，此系统的开放性和灵活性很强，易于人机界面的设计。

本上位机系统主要功能包括：系统主要参数显示、系统各参数设置、报警系统、历史数据记录、功能选择、排矿口尺寸校准等。上位机的主界面结构如图4所示。图4中的功能选择按钮可对圆锥破碎机的功能进行设置，通过选择图4中的运行状态界面，可观测圆锥破碎机系统各个部件的运行状态。如果发生故障，报警器会自动报警。

六、总结

本文采用PLC技术实现单缸液压圆锥破碎机的自动控制。PLC根据采集传感器的数据输出控制量，控制器根据控制量控制变频器，进而控制给矿电动机的转速，最终使得圆锥破碎机的工作负荷达到稳定。PLC采集的数据通过串口将数据传给上位机，通过上位机在线监测圆锥破碎机自动控制系统的工作情况。本系统的设计，对圆锥破碎机的自动控制系统的研究具有参考意义。

来源：矿机之家

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