选矿球磨机稀油站控制系统的改造

选矿球磨机稀油站控制系统的改造

稀油站是球磨机的重要设备。稀油站继电器存在接线虚接、线圈短路、触点接触不良等故障，同时运行可靠性差、不易维护。改用PLC代替继电器控制可解决上述的问题，改善保护环节、报警、联锁环节的性能，实现功能稳定、可靠、控制简单。提高循环润滑系统的可靠性和设备运转率。

标签：球磨机；稀油站；润滑系统；可编程控制器

1 引言

采选公司是广东广业云硫矿业有限公司属下最大的二级单位，硫精矿产品是主导产品。球磨机是公司选矿线磨浮车间流水线作业的重要设备，同时确保生产任务完成及产品质量达标的重要工艺环节。因此球磨机的运转率直接影响了公司的生产及生产成本。通过稳定、可靠的稀油站控制可有效提高球磨机运行的可靠性，降低球磨机的故障率，是确保公司经济效益的重要措施。

2 球磨机稀油站控制系统的现状及存在问题

稀油站稀油润滑站是由油箱、油泵装置、过滤器、油冷却器以及电器、仪表控制装置、管道、阀门等组成。

稀油站工作时是通过对两台油泵电机进行控制，驱动齿轮泵从油箱吸出，经单向阀、双筒网式油滤器、油冷却器，直接送到设备的润滑点。球磨机正常运行时，油泵一台工作、一台备用。润滑系统1#油泵或2#油泵单泵正常供油压力为0.2MPa。当润滑系统压力下降到0.11MPa时，通过压力继电器SP1接通KA1中间继电器起动备用泵工作。若继续下降到0.05MPa时，则通过SP2接通KA2 直接跳停球机。同时由KA3发出事故警报避免引起轴瓦烧坏的重大设备事故。该站控制线路全部采用了传统的继电器控制，使用继电器种类多。自1985年投入使用至今已运行了二十多年，因继电器控制本身存在的缺陷以及控制线路的多次维修、更改，使得稀油站设备的故障率非常高，同时线路复杂繁琐，修理时间长，维修费用高，由于一些继电器已是淘汰产品，市场难已购买，不仅延误了生产，还增加了生产成本。

针对以上情况，我们对稀油站控制线路作了更新、改造以及增加了维护次数。如①采取定期更换继电器及清洗铁芯以解决继电器吸合不良引起的噪声大、线圈因发热烧坏及断电不释放造成的保护失效故障；②对继电器控制使用大量的机械触点采用定期检查、修复及更换触点；③对复杂繁琐的线路接头经常紧固；④对系统保护做定期调试；⑤定期更换系统的继电器连线等。虽然经过一系列的改造稀油站控制线路有了较大的改善，但这些都未能从根本上解决继电器控制本身的缺陷。

3 球磨机稀油站控制系统的改造方案

PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、适应性强，逻辑控制是以程序的方式实现，当改变程序，便可改变逻辑控制，连线少、体积小、方便可靠，功能完善等一系列优点。内部的开关动作均由无触点的半导体电路来完成，有效简化了继电控制复杂繁琐的接线，并且能够随时扩展及显示多种报警，能及时监视控制程序的执行状况为现场调试和维护提供便利。因此我们选择采用PLC控制代替球磨机稀油站的继电控制线路。通过改造可有效地提高球磨机控制的可靠性。

4 球磨机稀油站PLC控制系统工作原理

稀油站监控系统[2]包括主控系统、温度压力采集系统、保护系统、通信系统等。可以实现稀油泵站油温油压自动控制、液位控制、油泵电机控制、故障报警等功能。

①系统工作方式：单泵运行，1#为主泵、2#为备泵，2#为主泵、1#为备泵。

②润滑装置有两台油泵，一台工作、一台备用，系统压力正常时，油站装置向磨机主机控制系统发出允许起动信号。

③当工作油泵的电机，由于某种原因过载或短路时，备用油泵自动投入工作。

④在工作油泵工作情况下，系统油压为0.20MPa，如果油泵效率下降造成系统压力不足，当压力降到0.11MPa定值时，备用泵自动启动，如果压力恢复正常，备用油泵自动停止。

⑤供油系统压力继续下降到下限整定值0.05MPa，系统发出事故报警信号，同时发出磨机电机跳闸信号指令。

⑥油箱内的油要保持一定的油位，当油位超过最高、低时发出报警。

⑦在工作油泵工作情况下油管回油量不足或没回油量，回油开关发出磨机电机跳闸信号指令。

⑧风机电动机是用于磨机电机冷却通风，正常运转时发出磨机允许起动信号。

5 PLC选型和I/O分配

根据稀油站检测及控制的开关，设备采用16个输入点，15个输出点控制，采用继电器输出。本系统选择了日本三菱公司生产的PLC，型号为FX2N-64MR。系统的I/O分配地址如下。

①数字量输入地址分配：X0到X18共19个点。输入名称分别是：选择开关1#、选择开关2#、1#泵启动、2#泵启动、警报试验、总停、风机停机、风机

启动、压力1# 压力2#、油位上限、油位下限、过热保护和回油量开关。

②数字量输出地址分配：Y0到Y16共17点。输出名称分别是：1#泵接触器、2#泵接触器、1#運行指示、2#运行指示、风机运行指示、油压低指示、警报喇叭、风机接触器、1#泵远程指示、2#泵远程指示、油位上限指示、油位下限指示、主机启动指示、主机保护指示及灯光闪沅报警。

6 软件设计

由PLC逻辑信号处理[1]完成内部错误及故障自检测功能，能有效检测及监视PLC的运行状态，方便了工作人员快速辨明故障是PLC内部还是外部。运行的主程序流程图如图1所示。

6.1 开机程序

主泵电机开启、启动-压力正常-备用油泵自动停止-压力降到0.11MPa定值时-备用泵自动启动。

6.2油压检测程序

油站出现一般油压故障-指示灯亮报警-操作者故障排除-解除警报；油站出现断油故障-磨机的回油开关发出事故跳闸信号-发出声音报警及灯光闪光报警。

7 结论

采选公司选矿球磨机稀油站控制系统的改造经过一年多的使用证明采用三菱FX2N系列PLC可编程器控制是切实可行的。不但简化了线路，而且增加了故障监视功能，具有可靠性强、安全性好、准确性高等优点，故障的排查简单明了，缩短了维修时间，大大提高了球磨机的运转率。现己将这套技术推广到公司选矿棒磨机稀油站的应用，并取得了理想的效果。球磨机稀油站原来设计的继电器控制设计理念是比较完善和合理的，在当时是具有一定的先进性的，但经过20多年的使用，已日显其局限性和滞后性，随着工业电气技术的飞速发展，我们应根据现有的条件，采用新的控制工艺取代相对落后的控制方式，使现有设备能发挥出最大的效能，创造出最大的经济效益。

参考文献：

[1]郁汉琪.电气控制与可编程控制器应用技术[M].南京：东南大学出版社，2003.

[2]时宗林.稀油站自动控制的改造方案[J].煤矿机械，2002，23（2）：57-58.