在治金行业选矿工艺中，大量使用矿石破碎机和磨碎机（如球磨机、棒磨机），对矿石进行破碎和磨细。这些设备电机电压高(一般为6kV)，功率大(往往达数百kW)，由高压开关柜内的油断路器控制分闸和合闸。运行中要求对关键设备一轴瓦进行有效的温度保护，以防过热。否则一旦烧毁，经济损失大，且维修不便，需要较长的修复时间（往往需3天以上）。当前，破碎机和磨碎机仍多为继电电路控制，存在如下问题：①控制、联锁采用由硬件实现的继电控制，电器元件多，体积大，故障率高；②功能简单，难以满足更高、更准的控制要求；③灵活性差，运行后调整（如要更改工艺或联锁关系）极为不便；④保护系统不完善，常常出现设备轴瓦烧毁等故障，影响正常生产。
2、设计方案
无论是破碎机或磨碎机，控制以启停、联锁为主，信号多为逻辑开关量；保护主要是设备轴瓦温度的保护。轴瓦主要用于电机传动部分与机械部分的连接与支撑，由特殊合金（如钛合金）制成。运行时为防止摩擦过热，需要不停地给轴瓦供油润滑，这往往由一用一备的两台油泵完成。
对于磨碎机，轴瓦的温度保护相对简单些，可在机座上打孔装入嵌入式测温元件(如Ptl00)经测量变送单元送到控制器进行处理。但对于破碎机则困难得多，因为轴瓦安装位置的不同，无法象磨碎机那样进行直接测量。但发现，当轴瓦温升增加时，主要表现在润滑系统的油温升高，决定实时检测破碎机内的进油和回油温差及其变化率，当相关参数超过上限值时，系统给出报警指示，必要时予以停机。
为从源头上防止轴瓦温升，保证轴瓦供油系统正常，在保护上采取如下措施：①检测供油压力，当油压不足时，备用泵立即投入工作。待油压恢复正常1分钟后，备用泵自动切除；②为防止滤网堵塞，检测回油压力，当供油压力与回油压力之间的压差达到一定值时报警；③在管路上安装小流量检测开关，当流量小于某一阀值时，给出报警指示，若连续报警超过1分钟，则自动停机；④测量油箱油位，以防油量过小，当油位低于下限值时报警。
此外，当发生机械卡死等故障引起轴瓦温度升高时，由进回油温差及其变化率给出报警或切机信号。
鉴于控制上以逻辑量为主，决定采用可编程序控制器(PLC)来取代现有继电控制方式。与传统继电控制相比，PLC具有可靠性强、结构紧凑、应用灵活等特点，非常适用于这种现场粉尘大、振动强等对控制器抗振动、抗粉尘及抗电磁干扰能力要求很高的场合。特别是近年来，PLC在模拟量处理以及通讯联网功能上也得到大大增强，完全可以满足上述控制和保护的要求。
3、硬件实现
在矿石破碎或磨矿工艺中，往往有多台设备同时工作，但彼此之间一般相互独立。考虑到系统的可靠性，决定采用分散控制方案，即每台设备由一台控制器分别控制。这样，当一台设备处于检修或维护状态时，不影响其它设备的正常生产。
某厂细碎车间现有4台短头圆锥破碎机，担负着整个选矿厂‘的矿石精细破碎任务，设备彼此之间的开停相经独立，在此系统中，采用可编程序控制器。其中，采用4台紧凑型PL(CPMIA--CPU40)分别对4台破碎机进行控制。主要负责设备的启停、联锁等逻辑控制。由于CPMIA处理摸拟量的功能有限，决定采用OMRONa机(C200HC-CPU43)用于4台破碎机模拟量（温度、压力和流量等）的检测和处理，如图1所示。
C200HC与4台CPMIA之间运用RS485协议进行通信。每台CPMIA将破碎机的启动、停止等状态信号送到CoOOHG，而C2(XJHC在对相关模拟量处理完毕后，将报警或停机信号发送到相应的CPMlA执行处理。
lVr - ALOOI和CIFlI分别用于C200HC与CPMIA的R5232/RS485协议转换。C200HG作为主节点，每台CPMIA作为485网络上的一个从节点。最多可扩展到32个从节点，完全满足一般工业现场对站点数量的要求。
4、系统功能与特点
与原控制系统相比，该系统具有如下功能及特点：
①准确的启停控制：可准确控制破碎机自动顺序启动，即先启油泵，油压足后再启破碎机，延时后启动给料机，停车控制顺序相反。特别是在启停破碎机时，确保每次分合闸只限2s，大大降低了高压开关柜内由于分合闸故障而导致的分合闸线圈长时间工作而烧毁的现象。
②可靠的联锁功能：实现破碎机、油泵、给料机及出料皮带之间紧密的联锁关系。比如，若出料皮带突然停车，则给料机立即停止给料等。
③完善的保护功能：比如，欠油压自动补压；补压后仍欠压自动停机；供油压力、轴瓦温度或供油流量超过极限值时报警或停机等。
④友善的容错功能：操作工在操作面板开关或按钮时，若操作不当，不会因此导致设备或人身事故。比如，油泵尚未启动时，按破碎机启动钮，破碎机不可能启动等。
此外，还可以对破碎机进行给料变频调速以稳定其负荷。需要指出的是，本系统可以进行计算机联网，可连接到整个选矿厂集散控制系统(DCS)中。现场的各种状态信息可实时传输到操作站计算机画面上，便于集中观察处理。同时，操作人员也可在操作站上发出控制信号，集中控制现场多台设备的运行等。
5、结束语
目前，该设计已在某厂细碎、中碎和磨浮车间中得到成功应用，使用方便直观，控制准确可靠，保护及时有效，可有效减少现场维护工作量，减少故障率，提高设备的运行效率，可全面替代老式继电控制及保护方式，具有很好的应用推广价值。
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