破碎生产过程监控技术研究.doc

破碎生产过程监控技术研究 采用PLC控制和计算机监控技术，选矿厂的破碎生产过程实现了设备自动启停和细碎机负荷的自动控制。通过破碎过程自动控制的实施，缩短了设备开停车时间，提高了破碎系统的处理能力，降低了破碎消耗，减轻了工人的劳动强度。 选矿厂破碎系统运行的安全可靠与否直接影响全厂的供矿稳定性及经济效益。为提高系统的可靠性和安全性，减少破碎设备事故的发生，对破碎系统全流程实施集中监控，实现对破碎系统的实时综合保护和集中监控，是十分必要的。 首钢水厂选矿厂的破碎系统设备原采用继电器一接触器系统控制，由于控制回路复杂、控制环节繁多，联锁继电器可靠性差，故障较多，而且当电气回路发生故障时，由于控制环节多、故障不明显，故障查找困难，处理时间较长，经常给生产带来严重的影响，甚至造成选矿厂全面停产。 破碎生产流程设备的自动化控制水平，将直接影响整个破碎系统经济效益的提高，同时对破碎系统生产能力的提高、入磨粒度合格率进一步提高至关重要。提高破碎生产过程的自动化水平，对贯彻“多碎少磨”的方针、挖掘选矿厂的综合处理能力、实现节能降耗等方面具有深远的影响。 1 破碎工艺流程及其控制系统的选择 1．1破碎工艺流程简介 首钢水厂选矿厂是国内大型选矿厂，1971年建成投产，经过多年的挖潜改造和扩建，已形成19个磨选系列，设计年原矿处理量1800万t。近几年因采厂剥岩还欠供矿不足及限电等原因，实际年处理铁矿石l 000万t，铁精矿产量330万t左右。 首钢水厂选矿厂破碎系统分为老系统和新系统，两套矿石破碎系统，共用一个粗碎作业。破碎工艺流程为传统的三段一闭路流程。即粗碎段、中碎段、细碎段三段，细碎段为带预先检查筛分作业的自定中心振动筛与细碎机构成闭路破碎工艺。 破碎新、老两个系统，共有粗破碎机2台、中破碎机6台，细破碎机18台，运输皮带28条，给矿皮带46条，振动筛36台等主体设备146台，这些设备中有某1台设备出现控制回路故障，都可能导致重大设备损坏或影响生产。 1．2工艺对自动化系统的要求 为了保证生产运行的可靠性、设备的安全I生，避免重大损失的出现，破碎系统设备采用集中联锁控制。为了设备检修、处理故障方便，每台设备均设手动控制方式。集中联锁控制与手动控制方式间的切换通过切换现场控制箱的转换开关来实现。为确保破碎系统设备的稳定可靠运行，PLC控制系统的程序设计必须满足以下要求 1破碎系统所有设备在集中控制状态下必须遵循特定的开停顺序及合理的时间间隔。 2破碎系统设备在集中控制状态下分为全线联锁和局部联锁两种方式通过上位机和PLC下位程序共同实现。 3运行中某台设备出现轻微故障时及时报警，提示操作人员及时处理，出现严重故障时立即报警并停车。故障停车时要按特定的联锁方式停止与其相关的设备。 4各运输皮带设跑偏、打滑保护，破碎机均设油温、油压保护，发生故障时报警或停车。 5系统共设主监控站与分监控站各1个，正常工作时在两个控制站都能对整个破碎系统所有设备进行操作，当两个控制站间通讯发生故障时，由主控站控制老系统设备，分控站控制新系统设备，使整个系统能够正常工作。 6上位机实时显示各设备的运行状况，并对运行过程如电机电流、故障报警等做出实时记录。 1．3控制系统的选择 本控制系统采用PLC作为控制核心。配置工业控制计算机作为监控操作界面。 PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、和通信技术发展起来的一种通用的工业控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维护方便等一系列的优点。目前PLC系统已经发展得很完善，具有各种处理能力，除了传统的顺序控制外，数学运算能力也已达到相当高的水平，一些新的控制策略可以很方便的实现。同继电器逻辑控制系统和通用计算机控制系统比较，PLC具有以下特点 1高可靠性。因PLC不需要大量的活动部件和电子元器件，接线简单、维护方便、维修时间短，而且采用冗余设计、热备系统、掉电保护、故障诊断、信息保护及恢复等技术，使可靠性得到显著提高，另外上位机与远程PLC、PLC与远程站间多采用光纤通讯，大大降低了外界因素对系统输入输出信号的干扰，也增加了PLC控制系统的可靠性。PLC的高可靠性使它与其它控制系统相比具有绝对优势。 2易操作性。PLC的易操作性主要表现在①操作方便。现在大多数的工业用PLC控制系统多采用上位机与PLC进行通讯，通过人机交互的方式进行控制，因此操作方便。另外有些PLC还支持在整个控制系统运行中修改PLC下位逻辑控制程序，使得PLC程序的修改可在不停产的前提下进行；②编程方便。PLC有多种编程语言可供选用，它们都具有功能清晰、易于理解等优点；③维护方便。PLC具有自诊断功能，维修人员可根据有关信号灯指示及故障代码，迅速找到故障点并排除故障。另外 PLC的结构设计也充分考虑了维修的方便性，采用标准化元件使维修用的备品备件简化，也使维修变得非常方便。 3灵活性。PLC的灵活性主要表现在①编程灵活。PLC一般提供多种可选用的编程语言，只要掌握其中一种语言就可进行编程；②扩展灵活。 PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用规模的不断扩展，进行容量、功能、控制范围的扩展。不仅可通过增加输入输出单元的增加点数，还可通过扩展单元来扩大容量和功能，也可以通过多台PLC的通信来扩大容量和功能，甚至可通过与其他上位机的通信来扩展它的功能，并与外部设备进行数据交换；③操作灵活。采用PLC控制系统，大大减少了设计、安装施工的工作量，监视和控制非常容易。