一种立磨磨机液压控制系统及方法与流程

本发明涉及一种立磨机液压站的控制系统及方法，可以通过测量及控制立磨机的磨辊正向压力和反向压力，实现立磨机对研磨不同物料及控制成品质量的要求，可广泛适用于立磨机各种生产过程的自动控制。

背景技术：

立式磨机是集细碎、烘干、粉磨、选粉、输送于一体的粉磨设备，随着国内水泥、建材、电力、冶金、化工、非金属矿等行业的迅猛发展，对各种固体物料的粉磨和超细碎粉磨的设备要求越来越高，立磨正是在这种背景下由原来国外纯进口，到目前国内能完全自主制造生产，同时对立磨的控制也提出了更高的要求，而立磨的液压部分控制更是立磨控制的重中之重。因此如何让立磨液压系统发挥更大的效能，更稳定可靠的运行，是目前本领域技术人员急待解决的问题。

技术实现要素：

为提高立磨机运行效率，提高运行质量，本发明开发了一种立磨机的液压控制系统及相应的控制方法。

本发明的系统是这样的：

一种立磨磨机液压控制系统，包括人机界面、控制机柜、液压站及磨辊油缸组，其中操作者通过人机界面操作控制机柜，控制机柜控制液压站并进而控制磨辊油缸组，磨辊油缸组控制磨辊的抬辊和落辊，其特征在于，人机界面具有抬辊和落辊按钮以及工作压力和背向压力设定区域，磨辊上安装有位移传感器，磨辊油缸组包括油缸及蓄能器，其中油缸分为工作空间及非工作空间，蓄能器分为两组，一组连接至工作空间，另一组连接至非工作空间，液压站包含四个控制阀及液压油供应循环管路，液压油供应循环管路包括液压泵、循环油缸以及换向阀和溢流阀，所述四个控制阀分为两个小组，一组连接至工作空间及工作空间蓄能器用于控制工作压力，一组连接至非工作空间及非工作空间蓄能器用于控制背向压力，每一组液压控制阀各自包含一个增压阀及一个泄压阀，增压阀和泄压阀通过油路连接至相应的蓄能器，增压阀的增压用油由液压泵从循环油缸抽取供应，而增压阀及泄压阀的循环油从循环管路通过换向阀及溢流阀返回至循环油缸。

优选地，在增压阀之前设置有单向阀，增压用油通过单向阀进入增压阀，在液压泵至增压泵的管路上还设置有过滤器。

另外优选地，循环油缸中设置有温控加热器以保持液压油的温度。

本发明的立磨磨机液压控制方法利用如上所述的系统对立磨磨机进行控制，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1）磨机液压系统启动；2）液压抬辊及落辊；3）工作压力调整；4）背向压力控制，其中1）磨机液压系统启动包括首先检测液压站相关设备是否就绪且没有故障，然后发出启动信号；2）液压抬辊及落辊包括操作者按下落辊按钮或抬辊按钮，位移传感器检测磨辊位置，当接收到已落辊或已抬辊信号时复位落辊或抬辊指令；3）工作压力调整包括比较工作压力与设定压力，当两者差值超出一定范围时发出调整压力指令；4）背向压力控制包括设定液压缸非工作空间的压力并使非工作空间充满液压油，保持非工作空间压力在一定范围。

优选地，在步骤1）中，当接收到停止命令或连锁及保护条件信号时，系统复位，液压系统停止启动。

另外优选地，在步骤2）中，在落辊时操作者通过按下落辊按钮发出落辊信号，液压系统发出落辊指令，在没收到已落辊信号时，这个指令一直存在，在收到已落辊状态时，复位落辊指令。

另外，在步骤2）中，操作者按下落辊按钮后，在落辊过程中并且在未收到落辊信号时，如果位移传感器检测到磨辊过低则停止落辊动作，进而发出抬辊的指令。

再者，在步骤2）中，在抬辊时，操作者通过按下抬辊辊按钮发出抬辊信号，在未收到抬辊到位信号时，这个指令一直存在，在收到磨辊辊抬辊到位的信号时，复位抬辊指令。

进一步，在步骤3）中，工作压力调整包括比较工作腔的测定压力与设定压力，当测定压力低于设定压力的值超过允许范围时启动增压阀，并且在增压到实际压力到达设定压力后继续增压1~5秒，而当测定压力高于设定压力的值超过允许范围时启动泄压阀，并且在实际压力下降到达设定压力后继续减压1~5秒。

作为优选实施方案，在步骤4）中，背向压力控制包括当磨机运行时使工作腔始终有背向压力，并且在抬辊和落辊时，背向压力先与工作压力同向增加或减弱，并随后反向减弱或增加。

本发明的系统和控制方法实现对立磨机的更全面和更精准的控制，使得立磨机的运行效率和工作质量都大幅提高。

附图说明

图1是本发明系统整体结构示意图；

图2是液压系统启动程序示意图；

图3是落辊控制程序示意图；

图4是抬辊控制程序示意图；

图5是工作压力调整程序示意图；

图6示出在磨辊油缸组中工作压力与背向压力的关系；

图7示出在磨辊控制的不同动作下电磁阀运行关系。

具体实施方式

下面进一步结合附图来对本发明作详细说明。

本发明涉及一种立磨机液压站的控制方法，本发明的技术可以通过测量及控制立磨机的磨辊正向压力和反向压力，实现立磨机对研磨不同物料及控制成品质量的要求，可广泛适用于立磨机各种生产过程的自动控制。本发明的目的在于通过技术手段对立磨机进行精细控制，提高粉磨质量、产量，降低系统电耗。同时因为立磨机控制程序的优化，基本杜绝了人为操作失误，即减轻操作人员工作强度，又提高了系统整体运行可靠性，并大大降低了设备故障率。

本发明系统的整体构成参见图1，该系统包括人机界面、控制机柜、液压站、磨辊油缸组，本发明控制程序装载在控制机柜的PLC中，通过人机界面来对液压系统进行操作和监控，最终控制磨辊的各个动作，进而实现立磨压力控制的目的。

针对磨机操作员来说，整个液压系统就是一台设备，而不用理会这个系统里面有多少台阀，多少台泵等信息。启动后，操作员看见的只是正常生产时需要的几个动作：抬辊，落辊，工作压力设定，工作背压设定。正常运行压力按照设定的值自动加减压力，稳定的控制在设定值附近。设备运行时操作员只需通过一级菜单对液压系统进行监控和操作，一级菜单信息和设定值就能完全满足正常操作下所有的需求。如需更详细的状态显示可以通过按钮进入二级菜单，了解磨机液压站的运行状态。在液压系统故障，可以深入液压系统控制的专门画面了解每个阀，每个泵的运行状态，很快锁定故障点，以便排除故障和维护，维修。

磨机各种液压状态判断及动作控制可以通过磨机检测信号与控制指令对应出液压油站的各种状态。

参见图2，示出了磨机启动的程序示意图。首先在液压油站相关设备全部就绪没有故障的前提下，先启动磨机系统，这个启动信号是后续所有动作的前提，以保证设备和系统的安全，有任何故障和问题，其余动作都不能进行。如果这是产生了停止命令或者连锁保护信号，则启动信号复位，系统不能启动或者启动一段时间后停止继续启动。

图3示出了落辊程序控制示意图。在液压落辊状态下，液压系统启动时，操作员通过按下落辊按钮发出落辊信号，液压系统发出落辊指令，在没收到已落辊信号时，这个指令一直存在，正常情况下在收到已落辊状态时，复位落辊指令。已落辊的信号可以由磨辊上安装的位移传感器测得，同时在磨辊落辊时，如果位移传感器检测到磨辊过低（磨盘料层太薄，不能使磨辊保持在一定的高度）就会发出磨辊过低的报警，为了保护磨辊降落过低而和磨盘发生机械碰撞，会立刻停止落辊动作，进而发出抬辊的指令。

图4示出抬辊程序控制的示意图。在抬辊状态下，液压系统启动时，操作员通过按下抬辊辊按钮发出抬辊信号，这时发出液压控制抬辊指令，在未收到抬辊到位信号时，这个指令一直存在，正常情况下在收到磨辊抬辊到位的信号时，复位抬辊指令。已抬辊到位的信号同样是由磨辊上安装的位移传感器测得，而抬辊信号的处理，会在到达限位值时做一定时间的延时以保证抬辊到位的限位值。另外还有几种情况也会发出抬辊指令：一个是前面提到的磨辊位置太低，另一个是在保持抬辊的状态时，磨辊由于重力原因下落，而导致抬辊到位信号消失，也会再次发出抬辊指令，以保证磨辊再回复到抬辊到位的限位值，而第二种情况如果整个液压系统密封性能好的话，一般不会出现。

图5示出工作压力调整的程序。在磨机运行的过程中，工作压力的调整是整个磨机运行的重点。这个是磨机在正常粉磨过程中关乎磨机稳定运行，减少震动，提高粉磨效率的关键所在。

首先工作压力调整的前提条件是磨机在正常粉磨时，磨辊已经落到位，通过比较工作腔的测定压力与设定压力，如相差在一定的允许波动范围内，则不调整，反之则发出调整指令。此压力波动范围可以根据液压系统调试情况适当调整，即要能尽量精确的调整到操作所需的压力，同时也不能使调整太频繁，影响正常的研磨和效率。在压力调整的过程中，还需要考虑一定的延时，如压力增加到设定范围时，需要适当延长一下加压的时间，使实际压力略大于设定压力。因立磨粉磨整个压力是频繁波动的一个过程，在发出调整压力指令的进行压力比较判断的候也需要做1~5秒的延时（根据调试实际情况调整），防止检测压力的瞬时波动而引起频繁调整。另外需要注意的是在压力调整的时候，加压和减压是相反的调整过程，需要在一个调整过程结束，延时一段时间再进行相反过程的压力调整。

以上的措施都是为了尽量使压力能平稳的压在粉磨对象上，有效的做功，避免磨机震动，保证磨机平稳运行。

图6示出在油缸组，工作压力与背向压力的关系。本发明的控制系统考虑对背向压力进行了如工作压力一样的控制。在正常操作情况下需设定一定的背向压力，使非工作腔液压缸有一定的压力，并充满液压油。使磨机运行时工作腔始终有背向压力对磨辊有个反作用力，防止在有工作压力是，磨辊快速下落，而造成磨机不稳地运行。

以上所述的控制动作的指令由操作员在人机界面发出，通过控制机柜产生信号，到达液压站，实现对磨机的控制，因此控制动作需要与液压站有效结合才能发挥作用。

在以上阐明的立磨系统状态的控制方法中，通过程序针对立磨液压油站控制做出了逻辑控制，在液压设计时通过相应电磁手段满足控制立磨液压系统这些动作的需要。各个液压厂家实现立磨磨辊液压控制的实现方法不尽相同，但其最终需实现的动作都是一样的。图7示出了立磨控制系统在做相应的液压控制动作时各个元器件在不同工作状态时的动作表。根据以上所述的各个不同的工作状态，根据图7中示出的电气接通情况表对不同电气元器件进行控制。

本发明提供的磨机自动化控制方法可适应不同立磨磨辊压力控制的液压系统，并充分考虑到各种可能存在的情况进行控制。把液压系统和电气自动化结合起来，在不同的状态去控制不同的液压元件，最终满足对立磨磨辊的压力控制。本发明通过以上控制方法，取代了国外进口立磨机控制系统的惯例，较好的实现了对磨机的控制，达到预期目的，并应用于多套立磨机控制系统取得良好的效果。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。