孙德平
山东省招金矿业股份有限公司夏甸金矿山东招远265418
摘要：本文主要研究了PLC在夏甸金矿设备改造中的应用，具体探讨了如何在夏甸金矿设备改造过程中应用PLC技术，并对技术的应用方法和具体的措施进行了总结，可供今后参考。
关键词：PLC；夏甸金矿；设备改造；应用
前言
近年来，PLC技术发展也越来越快速，为了能够使其更好的应用在夏甸金矿设备改造中，必须要对改造的方法和改造的具体的措施进行分析，总结其中的要点和内容，才能够提高改造效果。
1可编程序控制器的结构和工作原理
PLC（即ProgrammableLogicController）是指可编程逻辑控制器。它是一种用于数字运算的电子操作系统，其专门为在工业设备中的应用而进行设计。其通过可编程的存储装置，以进行程序存储，并进行算术操作、计数、定时、顺序控制、逻辑运算等面向终端用户的指令。再进行模拟的、数字的输出和输入，对各种生产过程和机械进行控制。可编程序控制器以及相关设备必须保持跟工业控制系统的联动性，从而保证其功能的扩充和整个工业系统的整体性。
20世纪60年代，美国率先研制出了可编程序控制器，即可编程序控制器。它是将微电子技术引入到顺序控制器的一项新的工业控制技术。随着世界微处理技术和计算机技术的快速发展，这项新技术及其功能得到了全面的完善和发展，并逐渐形成了多种产品，其所使用的编程语言也得到了极大的增加。目前，可编程控制器在工业设备上的应用越来越广泛。尽管存在许多可编程序控制器的制造商，可编程序控制器的品种也非常之多，可其工作原理或者结构组成一般情况下仍具有普遍性。
此原理一共由4个部件所组成，即：输入接口部件、中央处理单元电源部件、输出接口部件。本原理通过输入接口部件进行数据输入，经过由电源部件提供其电源的中央处理单元进行数据处理，之后由输出接口部件进行输出。可编程序控制器其实是采取彩循环扫描的方式，其整个扫描时间一般情况下是在几毫秒之内，整个过程完成了内部处理、输入处理、通信、执行程序、输出处理等工作。
2PLC控制功能设计
夏甸金矿碎矿工艺为三段一闭路流程：原矿首先从原矿仓通过重型板式给矿机送人鄂式破碎机进行粗碎，然后由l#皮带，给入标准圆锥破碎机进行中碎，再经2撑皮带给入振动筛.筛上产品经3#皮带返回短头圆锥破碎机进行细碎，细碎产品汇人2#皮带，与振动筛构成闭路；筛下合格产品由斜皮带送至粉矿仓。在控制上主要是对破碎、筛分及输送设备的起／停控制、联锁控制及保护，以及对设备运行状态和关键参数的监测记录.包括：①重板给矿机、鄂式破碎机、2台圆锥破碎机、振动筛及4台皮带设备的电机起停控制、电机过载热继电器状态)的监测及自动联锁；②2个圆锥破碎机稀油站、自动除铁装置、及3台除尘风机起停控制和丁作状态监测；③粉矿仓超声波料位计的信号监测；④控制室与现场各车间联络的声光警示信号。
PLC程序是实现整个系统功能的核心。碎矿设备控制具有以下特点：逆流程起动，即先起动4#皮带机，最后起动重板给矿机；顺流程停机，即先停重板给矿机，最后停4#皮带机，并根据皮带速度、长度加以延时间隔，以免发生堆料的现象。为保护设备及人员安全，还需要满足较为复杂的联锁关系:①当皮带机、振动筛、圆锥破碎机、额式破碎机中任一设备发生非正常停车或严重故障时，立即停止上游设备的运行，下游设备保持原工作状态不变;当重板给矿机、除尘器和除铁装置等辅助设备发生故障跳闸时，只向主控室发出故障信号，而不中断系统的运行;②重要设备如圆锥破碎机等受到监测的轴瓦温度、电机负荷电流和稀油站工作参数信号也参与联锁，在信号超限时自动停机，以防止设备受损;③根据皮带机系统的故障性质，进行紧急停机、顺序停机或发出声光报警;④在监控站画面上及操作台都设有“紧急停止”按钮，当出现重大险情和故障时，操作“紧急停止”按钮能立即停止全线设备。
系统从安全可靠、灵活高效的原则出发，设置3种控制方式:①计算机控制方式，正常生产时使用，操作员在监控站画面实现设备联动或单动;②操作台控制，是保留系统原来的操作方式，作为监控站失效时的备用;③就地控制，可以用机旁电气开关实现设备的起/停，满足设备检修、试车、紧急事故处理的需要;在PLC柜上设有转换开关和转换预置按钮，可在3种控制方式间进行任意转换。
NordbergHP圆锥破碎机是本次项目改造中的关键设备，为使其稳定在最佳工作负荷状态，达到最大处理能力，采用恒定功率控制方式，以主传动电机的功率(电流)作为被控参数，通过变频调速，动态调整给矿皮带给矿量的大小。经实验分析发现，若仅以电机功率作为被控参数构成单回路控制系统，由于给矿皮带的传输需要一定的时间，即存在纯滞后，当给矿量扰动发生后，将导致调节作用大大滞后，且易发生振荡，系统动态品质难以保证。为了克服系统的纯滞后，决定采用串级控制:在给矿皮带上安装电子皮带秤，以给矿量为副参数，主传动电机的功率为主参数构成串级控制系统。
当粒度、硬度、戮度等因素发生变化引起给矿量扰动发生时，给矿串级控制系统多了一个副回路，不等扰动影响到负荷功率，副回路立刻进行调节，从而具有较强的抗扰动能力，提高了系统的动态特性和主参数的控制质量。
3监控站人机界面设计
监控软件采用澳大利亚的CitectSCADA组态软件。Ci-tectSCADA采用开放式结构，支持多种型号的PLC和vo设备，只要在组态时设置PLC类型和通信参数，并在监控画面的控件属性中设置正确的PLC位地址或字地址，监控软件就能建立起与PLC内部地址的连接和通信。我们利用它强大的图形组态技术和丰富的用户函数，设计了以下功能:①流程监控画面，通过动态、变色、闪烁,数字，棒图及曲线的方式实时监视各电气设备、工艺参数的工况，操作人员点击画面按钮可以实现全线设备单动起/停、联动起I停、紧急停车、现场询问等控制功能;②生产数据统计，对设备的起婷时间，班运转时间、起婷次数累计等信息自动记录并显示，对于合理安排生产和设备检修具有重要意义;③自动报表，将生产统计数据按生产班次定时打印;同时，在监控画面设计了报表打印按钮，可以在任何需要的时候进行打印;④在线操作指导，采用Window，超级链接文本帮助的形式，向操作人员提供了方便、快捷的查找关于生产工艺操作、软件使用方法和设备维护等信息;(亘服警功能，在每幅画面上都有报警标志，设备故障、工艺参数异常都会触发相应的报警，每个报警都有详细的说明和原因解释，并有完善的报警确认、报警屏蔽和报警历史记录;⑥权限安全设置，通过设置工程师和操作员2级权限，明确了生产操作和管理职责，防止了误操作，有效的增强了系统的安全性、可靠性。
结束语
综上所述，在夏甸金矿设备改造过程中，我们可以应用一些更好的技术，比如PLC技术就是其中之一。本文总结了PLC在夏甸金矿设备改造中的应用，并对其中的应用的方法和具体的措施进行了分析，可供今后参考。
参考文献
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[3]张新涛.基于金矿提升运输设备机电控制的关键技术研究[J].山东工业技术,2017(20):198.