基于PLC的颚式破碎机自动控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种颚式破碎机控制系统，具体涉及一种基于PLC的颚式破碎机自动控制系统。

背景技术：

目前，国内选矿厂一级破碎(粗碎)多采用颚式破碎机，颚式破碎机具有构造简单、处理量大、排矿口可调等优点。但是，现在颚式破碎机的控制多数由人工操作完成，包括给矿调节、联锁保护等，受人为因素影响较大，控制准确性不高，也不能及时合理的调节颚式破碎机运行，运行可靠性不高，且工作人员的工作量还较大，因此，为保证颚式破碎机高效、可靠运行，有必要设计一种颚式破碎机自动控制系统来解决此类问题。

技术实现要素：

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的问题是：提供一种控制准确，调节方便，操作简单，运行可靠性高，有利于提高颚式破碎机碎矿效率，降低工作人员工作量的基于PLC的颚式破碎机自动控制系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的基于PLC的颚式破碎机自动控制系统，包括PLC控制系统，其特征在于：PLC控制系统包括电源模块、CPU控制模块、通讯模块Ⅰ、通讯模块Ⅱ、通讯模块Ⅲ、数字量输入模块Ⅰ、数字量输入模块Ⅱ、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块，数字量输入模块Ⅰ、数字量输入模块Ⅱ、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块通过通讯模块Ⅱ和通讯模块Ⅲ连接CPU控制模块，所述的CPU控制模块、通讯模块Ⅰ、通讯模块Ⅱ、通讯模块Ⅲ、数字量输入模块Ⅰ、数字量输入模块Ⅱ、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块均连接电源模块，所述的PLC控制系统通过通讯模块Ⅰ连接后台监控主机；

所述的数字量输入模块Ⅰ的输入端口连接给矿机自动位继电器、破碎机自动位继电器、输送皮带自动位继电器、给矿机运行位继电器、破碎机运行位继电器和输送皮带运行位继电器，所述的数字量输入模块Ⅱ的输入端口连接变频器故障位继电器；

所述的数字量输出模块的输出端口分别通过继电器连接给矿机运行控制端、破碎机运行控制端和输送皮带运行控制端；

所述的模拟量输入模块的输入端口连接给矿机电流变送器、破碎机电流变送器和输送皮带电流变送器、矿仓雷达料位计、破碎室超声波料位计、破碎机轴温度变送器和变频器频率反馈信号端；

所述的模拟量输出模块的输出端口连接变频器频率给定信号端。

基于PLC的颚式破碎机自动控制系统通过PLC控制系统、后台监控主机、雷达料位计、超声波料位计、电流变送器、温度变送器等设备，达到破碎机自动控制和远程监控的目的，控制准确，调节方便，操作简单，有利于提高颚式破碎机碎矿效率和设备运行可靠性，降低工作人员的工作量。

进一步的优选，数字量输入模块Ⅰ的输入端口B0依次串联给矿机自动位继电器的无源常开触点K1-0和熔断器F1-0后连接电源模块；输入端口C1依次串联破碎机自动位继电器的无源常开触点K1-1和熔断器F1-1后连接电源模块；输入端口B2依次串联输送皮带自动位继电器的无源常开触点K1-2和熔断器F1-2后连接电源模块；输入端口C3依次串联给矿机运行位继电器的无源常开触点K1-3和熔断器F1-3后连接电源模块；输入端口B4依次串联破碎机运行位继电器的无源常开触点K1-4和熔断器F1-4后连接电源模块；输入端口C5依次串联输送皮带运行位继电器的无源常开触点K1-5和熔断器F1-5后连接电源模块；所述的数字量输入模块Ⅱ的输入端口B0依次串联变频器故障位继电器的无源常闭触点K2-0和熔断器F2-0后连接电源模块。

进一步的优选，数字量输出模块的电源端连接电源模块，数字量输出模块的输出端口A0连接给矿机启动继电器J1-0的线圈，给矿机启动继电器J1-0的常开触点连接给矿机的启动控制端，输出端口A1连接给矿机停止继电器J1-1的线圈，给矿机停止继电器J1-1的常闭触点连接给矿机的停止控制端；数字量输出模块的输出端口A2连接破碎机启动继电器J1-2的线圈，破碎机启动继电器J1-2的常开触点连接破碎机的启动控制端，输出端口A3连接破碎机停止继电器J1-3的线圈，破碎机停止继电器J1-3的常闭触点连接破碎机的停止控制端；数字量输出模块的输出端口A4连接输送皮带启动继电器J1-4的线圈，输送皮带启动继电器J1-4的常开触点连接输送皮带的启动控制端，输出端口A5连接输送皮带停止继电器J1-5的线圈，输送皮带停止继电器J1-5的常闭触点连接输送皮带的停止控制端。

进一步的优选，模拟量输入模块的电源端连接电源模块，模拟量输入模块的输入端口A0和输入端口B17通过隔离模块连接给矿机电流变送器，模拟量输入模块的输入端口A2和输入端口B18通过隔离模块连接破碎机电流变送器，模拟量输入模块的输入端口A4和输入端口B23通过隔离模块连接输送皮带电流变送器，模拟量输入模块的输入端口A6和输入端口B24通过隔离模块连接矿仓雷达料位计，模拟量输入模块的输入端口A8和输入端口B25通过隔离模块连接破碎室超声波料位计，模拟量输入模块的输入端口A10和输入端口B26通过隔离模块连接破碎机轴温度变送器，模拟量输入模块的输入端口A12和输入端口B31通过隔离模块连接变频器频率反馈信号端。

进一步的优选，隔离模块为滤波电路。

进一步的优选，模拟量输出模块的电源端连接电源模块，模拟量输出模块的输出端口A0和输出端口A1连接变频器频率给定信号端。

进一步的优选，数字量输入模块Ⅰ的输入端口、数字量输入模块Ⅱ的输入端口、数字量输出模块的输出端口、模拟量输入模块的输入端口和模拟量输出模块的输出端口均连接备用模块。

进一步的优选，PLC控制系统采用美国罗克韦尔AB系列CongtrolLogix 1756-L72作为控制器。

进一步的优选，后台监控主机采用研华工控机。

本实用新型所具有的有益效果是：

1、本实用新型所述的基于PLC的颚式破碎机自动控制系统通过PLC控制系统实时检测矿仓料位、颚式破碎机破碎室料位、电机电流、轴承温度等信号，判断颚式破碎机运行状态，自动调节给矿机的变频器给矿量大小，保证破碎机高效、可靠运行，有利于提高颚式破碎机碎矿效率，降低工作人员工作量。

2、本实用新型所述的基于PLC的颚式破碎机自动控制系统可以通过人为观察后台监控主机所显示的现场各类参数，进行颚式破碎机给矿量远程调节或自动调节，通过后台监控主机和PLC控制系统的配合，实现了破碎机自动控制和远程监控的目的。

3、本实用新型所述的基于PLC的颚式破碎机自动控制系统可以根据设备运行状况进行就地进行紧急停止或调节，也可以通过后台监控主机实现远程控制，控制方式简单，灵活，实用性较强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型数字量输入模块原理图；

图3为本实用新型数字量输入模块原理图；

图4为本实用新型数字量输出模块原理图；

图5为本实用新型模拟量输入模块原理图；

图6为本实用新型模拟量输出模块原理图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

如图1-6所示，本实用新型所述的基于PLC的颚式破碎机自动控制系统，包括PLC控制系统，其特征在于：PLC控制系统包括电源模块、CPU控制模块、通讯模块Ⅰ、通讯模块Ⅱ、通讯模块Ⅲ、数字量输入模块Ⅰ、数字量输入模块Ⅱ、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块，数字量输入模块Ⅰ、数字量输入模块Ⅱ、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块通过通讯模块Ⅱ和通讯模块Ⅲ连接CPU控制模块，所述的CPU控制模块、通讯模块Ⅰ、通讯模块Ⅱ、通讯模块Ⅲ、数字量输入模块Ⅰ、数字量输入模块Ⅱ、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块均连接电源模块，所述的PLC控制系统通过通讯模块Ⅰ连接后台监控主机，PLC控制系统采用美国罗克韦尔AB系列CongtrolLogix 1756-L72作为控制器，后台监控主机采用研华工控机。

所述的数字量输入模块Ⅰ的输入端口连接给矿机自动位继电器、破碎机自动位继电器、输送皮带自动位继电器、给矿机运行位继电器、破碎机运行位继电器和输送皮带运行位继电器，所述的数字量输入模块Ⅱ的输入端口连接变频器故障位继电器；所述的数字量输出模块的输出端口分别通过继电器连接给矿机运行控制端、破碎机运行控制端和输送皮带运行控制端；

所述的模拟量输入模块的输入端口连接给矿机电流变送器、破碎机电流变送器和输送皮带电流变送器、矿仓雷达料位计、破碎室超声波料位计、破碎机轴温度变送器和变频器频率反馈信号端；所述的模拟量输出模块的输出端口连接变频器频率给定信号端。所述的数字量输入模块Ⅰ的输入端口、数字量输入模块Ⅱ的输入端口、数字量输出模块的输出端口、模拟量输入模块的输入端口和模拟量输出模块的输出端口均连接备用模块。

如图2-3所示，所述的数字量输入模块Ⅰ的输入端口B0依次串联给矿机自动位继电器的无源常开触点K1-0和熔断器F1-0后连接电源模块；输入端口C1依次串联破碎机自动位继电器的无源常开触点K1-1和熔断器F1-1后连接电源模块；输入端口B2依次串联输送皮带自动位继电器的无源常开触点K1-2和熔断器F1-2后连接电源模块；输入端口C3依次串联给矿机运行位继电器的无源常开触点K1-3和熔断器F1-3后连接电源模块；输入端口B4依次串联破碎机运行位继电器的无源常开触点K1-4和熔断器F1-4后连接电源模块；输入端口C5依次串联输送皮带运行位继电器的无源常开触点K1-5和熔断器F1-5后连接电源模块；所述的数字量输入模块Ⅱ的输入端口B0依次串联变频器故障位继电器的无源常闭触点K2-0和熔断器F2-0后连接电源模块。

如图4所示，所述的数字量输出模块的电源端连接电源模块，数字量输出模块的输出端口A0连接给矿机启动继电器J1-0的线圈，给矿机启动继电器J1-0的常开触点连接给矿机的启动控制端，输出端口A1连接给矿机停止继电器J1-1的线圈，给矿机停止继电器J1-1的常闭触点连接给矿机的停止控制端；数字量输出模块的输出端口A2连接破碎机启动继电器J1-2的线圈，破碎机启动继电器J1-2的常开触点连接破碎机的启动控制端，输出端口A3连接破碎机停止继电器J1-3的线圈，破碎机停止继电器J1-3的常闭触点连接破碎机的停止控制端；数字量输出模块的输出端口A4连接输送皮带启动继电器J1-4的线圈，输送皮带启动继电器J1-4的常开触点连接输送皮带的启动控制端，输出端口A5连接输送皮带停止继电器J1-5的线圈，输送皮带停止继电器J1-5的常闭触点连接输送皮带的停止控制端。

如图5所示，模拟量输入模块的电源端连接电源模块，模拟量输入模块的输入端口A0和输入端口B17通过隔离模块连接给矿机电流变送器，模拟量输入模块的输入端口A2和输入端口B18通过隔离模块连接破碎机电流变送器，模拟量输入模块的输入端口A4和输入端口B23通过隔离模块连接输送皮带电流变送器，模拟量输入模块的输入端口A6和输入端口B24通过隔离模块连接矿仓雷达料位计，模拟量输入模块的输入端口A8和输入端口B25通过隔离模块连接破碎室超声波料位计，模拟量输入模块的输入端口A10和输入端口B26通过隔离模块连接破碎机轴温度变送器，模拟量输入模块的输入端口A12和输入端口B31通过隔离模块连接变频器频率反馈信号端。所述的隔离模块为滤波电路。如图6所示，所述的模拟量输出模块的电源端连接电源模块，模拟量输出模块的输出端口A0和输出端口A1连接变频器频率给定信号端。

本实用新型的工作原理和使用过程：

后台监控主机监控显示：

PLC控制系统的模拟量输入模块通过接收给矿机电流变送器、破碎机电流变送器、输送皮带电流变送器、矿仓雷达料位计、破碎室超声波料位计、破碎机轴温度变送器和变频器频率反馈信号端所采集的给矿机、破碎机和输送皮带的电流信号，矿仓料位信号，破碎室料料位信号，破碎机轴温信号和变频器频率反馈信号，并将所采集的数据通过1756-EN2T通讯模块上传至后台监控主机进行显示。PLC控制系统的数字量输入模块Ⅰ(1794-IM8)采集给矿机、破碎机和输送皮带的运行状态，并将所采集的运行状态通过1756-EN2T通讯模块上传至后台监控主机进行显示。

系统的正常启动：启动顺序为输送皮带、破碎机、给矿机。

将给矿机、颚式破碎机、输送皮带打到“自动”位，则输入至PLC数字量输入模块Ⅰ(1794-IM8)的给矿机自动位继电器的无源常开触点K1-0、破碎机自动位继电器的无源常开触点K1-1、输送皮带自动位继电器的无源常开触点K1-2闭合，表示粗碎系统允许远程操作。

通过后台监控主机上查看给矿机、破碎机和输送皮带的电流信号，矿仓料位信号，破碎室料料位信号，破碎机轴温信号和变频器频率反馈信号无异常，则变频器故障位继电器的无源常闭触点K2-0不得电，仍处于闭合状态，则符合启动条件。

输送皮带启动：在后台监控主机上点击输送皮带启动，PLC控制系统的数字量输出模块(1794-OB16P)输出，使输送皮带启动继电器J1-4得电，进而使输送皮带启动继电器J1-4的常开触点“5,9”闭合，输送皮带启动，在输送皮带的同时，输入至数字量输入模块Ⅰ(1794-IM8)的输送皮带运行位继电器的无源常开触点K1-5闭合，表示输送皮带运行，同时在后台监控主机上显示。

破碎机启动：在后台监控主机上点击破碎机启动，PLC控制系统的数字量输出模块(1794-OB16P)输出，使破碎机启动继电器J1-2得电，进而使破碎机启动继电器J1-2的常开触点“5,9”闭合，破碎机启动，在破碎机启动的同时，输入至数字量输入模块Ⅰ(1794-IM8)的破碎机运行位继电器的无源常开触点K1-4闭合，表示破碎机运行，同时在后台监控主机上显示。

给矿机启动：在后台监控主机上点击给矿机启动，PLC控制系统的数字量输出模块(1794-OB16P)输出，使矿机启动继电器J1-0得电，进而使给矿机启动继电器J1-0的常开触点“5,9”闭合，给矿机启动，在给矿机启动的同时，输入至数字量输入模块Ⅰ(1794-IM8)的给矿机运行位继电器的无源常开触点K1-3闭合，表示给矿机运行，同时在后台监控主机上显示。

给矿机变频器的给矿调节：在后台监控主机上观察料仓料位、破碎机电流、破碎室料位，通过调节PLC上模拟量输出模块(1794-OE4)的输出值“变频器频率给定信号+、变频器频率给定信号-”(频率0-50Hz)，进行调节破碎机给矿。

系统的正常停止：停止顺序为给矿机、破碎机、输送皮带。

给矿机停止：先将PLC控制系统上模拟量输出模块的输出值“变频器频率给定信号+、变频器频率给定信号-”调节至最小值，然后在后台监控主机上点击给矿机停止，PLC控制系统的数字量输出模块(1794-OB16P)输出使给矿机停止继电器J1-1得电，进而使给矿机停止继电器J1-1的常闭触点“1,9”断开，给矿机停止，在给矿机停止的同时，输入至数字量输入模块Ⅰ(1794-IM8)的给矿机运行位继电器的无源常开触点K1-3由闭合变为断开，表示给矿机停止，同时在后台监控主机上显示。

破碎机停止：在后台监控主机上点击破碎机停止，PLC控制系统的数字量输出模块(1794-OB16P)输出，使破碎机停止继电器J1-3得电，进而使破碎机停止继电器J1-3的常闭触点“1,9”断开，破碎机停止，在破碎机停止的同时，输入至数字量输入模块Ⅰ(1794-IM8)的破碎机运行位继电器的无源常开触点K1-4由闭合变为断开，表示破碎机停止，同时在后台监控主机上显示。

输送皮带停止：在后台监控主机上点击输送皮带停止，PLC控制系统的数字量输出模块(1794-OB16P)输出，使输送皮带停止继电器J1-5得电，进而输送皮带停止继电器J1-5的常闭触点“1,9”断开，输送皮带停止，在输送皮带停止的同时，输入至数字量输入模块Ⅰ(1794-IM8)的输送皮带运行位继电器的无源常开触点K1-5由闭合变为断开，表示输送皮带停止，同时在后台监控主机上显示。

系统联锁保护：

给矿机异常停止：给矿机的变频器故障时(包括电流高、缺相等保护，均表示为变频器故障)，输入至数字量输入模块Ⅱ(1794-IM8)的变频器故障位继电器的无源常闭触点K2-0得电断开，表示给矿机故障，则给矿机不允许启动，或者已经运行的给矿机立即停止，则PLC控制系统的数字量输出模块(1794-OB16P)输出使给矿机停止继电器J1-1得电，进而使给矿机停止继电器J1-1的常闭触点“1,9”断开，给矿机停止。

破碎机异常停止：当破碎机的电流或轴温或破碎室料位高达到动作值并持续一段时间时，破碎机自动停止，PLC控制系统的数字量输出模块(1794-OB16P)输出，使破碎机停止继电器J1-3得电，进而使破碎机停止继电器J1-3的常闭触点“1,9”断开，破碎机停止，同时给矿机联锁自动停止。

输送皮带异常停止：当输送皮带电流值达到动作值并持续一段时间时，破碎机自动停止，PLC控制系统的数字量输出模块(1794-OB16P)输出，使输送皮带停止继电器J1-5得电，进而输送皮带停止继电器J1-5的常闭触点“1,9”断开，输送皮带停止，同时给矿机联锁自动停止，破碎机联锁自动停止。

远程监控：

上位机监控采用研华工控机，安装有美国罗克韦尔AB Factory Talk View组态软件，用于远程监控显示及操作。上位机与PLC通讯通过1756-EN2T网络通信模块，基于TCP/IP网络协议便于后台扩展。

本实用新型通过PLC系统实时检测颚式破碎机的各种参数，保证破碎机高效、可靠运行，有利于提高颚式破碎机碎矿效率，降低工作人员工作量，通过后台监控主机和PLC控制系统的配合，能够实现远程监控和控制，操作简单，控制准确，调节方便，有利于提高颚式破碎机碎矿效率和设备运行可靠性。

本实用新型并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本实用新型的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。