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PEJ1500×2100鄂式破碎机事故监控系统的开发与应用
发布时间：2013-06-15 07:55 来源：未知
1、概述
自动控制技术和新型传感器的开发与发展，已广泛应用于国内外大型机械设备、机械加工工业和科研等各个领域。并以其稳定、可靠的独特功效，为确保各行各业机械设备的正常运转，预防和控制各类设备事故的发生发挥着巨大作用。
金川公司选矿厂二选碎矿车间PEJ1500×2100鄂式破碎机，于60年代中期用于选矿厂。担负着矿山来矿的粗碎破碎任务，是确保选矿厂顺利完成公司年生产任务的咽喉。
原PEJJ500×2100鄂式破碎机运行时的主轴瓦和连杆的供油系统（油流、油压、油温）和水冷却系统的监测与控制设计，使用的是传统的继电器控制电路。设备运行30多年，破碎机各主要部件的磨损，控制电路各元器件的老化、失灵，已失去监测与控制的功能。近年来，曾多次造成破碎机主轴与连杆轴的“研瓦”及其他事故的发生。每次抢修造成的损失达百万元以上。车间虽对原有�；ぷ爸媒泄慕５扑榛谠诵兄幸虿豢煽匾蛩兀ǘ嫌�、断水、油压不足、过载、轴瓦温度过高等）造成的“研瓦”等事故仍无法控制，不仅造成车间生产受阻，而且成为选矿厂设备管理和设备维护的难题。
为适应金川公司生产任务逐年扩大的需求，在公司、选矿厂领导的高度重视下，金川公司选矿厂二选碎矿车间PEJ1500×2100鄂式破碎机事故监控系统的开发与应用被公司定为1999年“三新”项目。
为预防和控制鄂式破碎机“研瓦”事故的发生，选矿厂在深入现场调查的基础上，反复论证，开发并研制出了一台“PEJ1500 x 2100鄂式破碎机事故监控系统装置”。
该控制系统采用监测准确、检测精度高、反应灵敏的压力、温度、流量传感器和技术先进、性能可靠的可编程控制器(PLC)及数显控制仪表等元器件，组成了智能控制监测系统。为选矿厂今后设备管理和设备维护提供了科学依据。
2、设计方案
根据现场实际，在鄂式破碎机主轴瓦和连杆瓦的供油管道，水冷却管道选择监测点和安装油温测量、油流测量、油压测量、水温测量、水流测量等传感器。
2.1监测控制点的选择
(1)上油4路监测油流；
(2)上水3路监测水流；
(3)回油4路监测油温；
(4)回水3路监测水温；
(5)供油压力监测。供15个监测点，见图1所示。
2.2 传感器的安装
(1)在主轴瓦、连杆瓦4路上油管路（轴瓦的进口）安装4个油流传感器，进行油流监测；
(2)在主轴瓦、连杆瓦3路上水供水管路（轴瓦的进口）安装3个水流传感器+进行水流监测；
(3)在主轴瓦、连杆瓦4路回油管路（轴瓦的出口）安装4个温度传感器，通过监测4路回油管各自的回油温度，可直接判断出个轴瓦的温度；
(4)在主轴瓦、连杆瓦3路回水管路（轴瓦的出口）安装3个温度传感器，进行水温监测；
(5)在上油管路上安装1个压力传感器，进行油压监测。传感器安装电路原理见图2所示。
分别将各传感器所监测的信号通过各自的测量仪表，显示出各自的温度和压力，再将所有信号一并送往PLC的I/O口进行分析，判断和处理。若送来的信号有异常PLC将报警信号由1/0口送往报警系统报警。并由PLC此门显示出故障部位。待故障解除后，使报警信号复位，此时，监控系统恢复正常运行。
2.3 报警设定
(1)当油流、水流供给不足时，流量传感器显示在“临界红灯”位置报警；
(2)当主轴瓦、连杆瓦回油温度上升到36℃时，报警；
(3)当供油压力低于0.08MPa/cm2时，报警。
2.4 监控装置面板显示
油压及油压控制下限值；温度及温度控制上限值；油流、水流信号及相应的指示灯，声、光报警装置。
3、系统硬件设计与选型
随着科学技术的发展，可编程序控制器作为工业过程控制是目前国内外工业领域的首选。由于PLCPIJC采用r微处理器等同体器件，其稳定性、可靠性大为提高。另外成熟的用户指令系统为现场操作人员修改指令，改变条件提供了方便，而用户指令系统又是由继电器图（梯形图）、流程图或语句符号来描述的。为此，它得到了广泛应用。
系统选用韩国LG公司的MASTER:_ K60S型PLC，它的优点是解决了以往PLC依靠锂电池存储运行程序和运行数据，改为目前最先进的EEROM电擦除存储器，这样无论在什么状态，即使RAM的内容万一消失了，只要重新投入PI．C电源EEROM的内容也会读到RAM中去，并能运行。避免了程序丢失和定期由专业技术人员更换锂电池所造成的检修损失。它的I/O口有56个点，其中输入36点，输出24点�；咕哂蠷5232接口，可实现与上位机的通讯，其内部采用开关电源供电。
油路、水路流量的监测选择德国TURCK公司的介质流动传感器，FCS - Gl/2A2系列AN8X -H1141型是紧凑型流量控制器，它的测量原理是采用热散原理来测量流体的流速�；箍梢匀我馍瓒魉伲奶氐闳缦拢�
(1)传感器和信号处理器做成了一体。
(2)耐压可达6MPa。
(3)防护等级IP67。
(4)流速控制点可任意设定。
(5)开关点的设定精度，不随流体温度变化而变化。
(6)调整简单。
(7)内部带短路�；ぁ�
(8)测量范围：油3—300cm/s
水：1~ 150cm/s
汽：2—3m/s
(9)外壳整体采用lCr18N19T1不锈钢。
因为它能直接插入管道中，所以适合安装与不同口径的管道上，它使用直流24V电源，输出采用NPN晶体管输出，连接使用四芯密封闭式插头，安装简单方便。
测量仪表选用香港东辉仪器仪表（集团）公司的Daryens牌XMT5000系列智能型数字显示仪表。该仪表显示屏大，清晰度高，由于采用中央微处理器、EEROM存储器和开关电源，在整个测量范围内不存在非线性误差，掉电也不丢失信息，具有自动数字温度补偿及自动稳零系统，因而保证了仪表具有测控精度高、抗干扰能力强、功能完备、操作简单等特点。
直流稳压电源选用了台湾明纬开关电源。传统的线性稳压电源，调整管总是工作于放大区，流过负载的电流是连续的。这种稳压器的缺点是承受过载和短路的能力差、效率低，一般只有35%~60%，由于调整管上损耗较大的功率，所以需要采用大功率调整管，并装有体积很大的散热器。
开关电源的调整管工作在开关状态。功率损耗小，效率可达70%~95%．稳压器体积小、重量轻。调整管功率损耗小，散热器也随之减小。此外，开关频率工作在几十kHz，滤波电感、电容可用较小数值元件，允许的环境温度也可以大大提高。正是开关电源具有的显著特点，所以选用了它。
4、系统软件设计
软件流程见图3所示。
5、系统工作原理
首先合上系统供电电源开关(AC:220V/50Hz)，此时系统面板各监测仪表进入正常工作状态，然后启动运行供油系统油泵电动机，其接触器�？ㄖ拥愕谋蘸希鳳LC -个系统运行信号，经延时后，系统投入运行指示灯点亮。同时系统进入正常监控运行状态，这时，启动鄂式破碎机运转。
油流、水流通过7个传感器控制7个外部的继电器，并由7个继电器给PLC提供符合它的7个流量监测开关量信号，由PLC去判断和控制相应的故障指示灯和声、光报警器。
油温、水温信号是由7个温度传感器通过7块智能仪表后，提供给PLC7个信号，在提供信号的同时，7块智能仪表显示7个监测点的实际温度和预置温度值，再d1 PI,C去判断和控制相对应的故障指示灯和声、光报警。油压信号是由压力传感器，通过智能仪表给PLC提供一个开关量信号，在提供信号的同时智能仪表显示其实际压力和预置压力值，再由PLC去控制和判断柑对应故障指示灯和声、光报警器。
若发生故障，待故障解除后，按下复位按钮报警既被解除。
6、结束语
金川公司选矿厂二选碎矿车间PEJ1500×2100鄂式破碎机事故监控系统于1999年9月初安装、调试、投入运行以来，已多次对破碎机运转中供油系统，水冷却系统出现的原人为不可控因素造成的故障准确报警。
(1)因供油压力不足，油压监控报警。车间及时检查，确定为油泵自身机械故障造成，及时更换了油泵。
(2)因高负荷生产，破碎机连续运转，造成破碎机皮带轮侧主轴瓦回油温度≥36℃，该路油温监测报警。车间及时�；婕觳�，采取停车油循环，水冷却降温措施，厂调及时调整开、停车时间，实施均衡生产。
(3)破碎机配重轮侧主轴瓦、连杆瓦两路上水流量监测报警，经查，一路为阀门失灵，一路为管路异物堵塞所致，车间及时进行更换处理。
事实证明，该监控系统实用可靠。对预防、控制和避免破碎机“研瓦”，确保破碎机正常运转起到了巨大作用。在此基础上，选矿厂领导高度重视，于2000年4月初在车间实施了新中碎PYB∮2200圆锥破碎机、新细碎3台PYD∮1750圆锥破碎机、老中碎PY B∮2200圆锥破碎机、老1#、2#细碎PYD∮2200圆锥破碎机的事故监控系统装置（油温、油压、油流监控），实现了车间粗、中、细8台破碎设备运行参数的全面监控，为确保车间破碎设备的正常运行奠定了技术基础。同时，为选矿厂设备管理和决策提供了科学依据。也为此类系统的进一步开发奠定了技术基础。
