1概述

铜山口铜矿选矿车间有四个料仓，经传送皮带并行将矿石运送至矿仓内，矿仓内矿石经破碎机破碎成均匀颗粒大小后送出。四个料仓的下料速度取决于各个料仓振动筛的振动速度。每一台振动筛由一台变频器驱动。现阶段4个料仓的下料速度由车间操作人员在料仓附近的操作台上，采用外置电位器进行人工手动调节，该控制方式控制精度较低。而且由于料仓与矿仓之间距离较远，操作人员无法检测矿仓内料位的多少，只能评经验和远端矿仓工作人员的指示，进行手动调节。经常造成矿仓内料位过高或过低的情况：料位过高时，破碎机无法及时将矿仓内的矿石破碎完，会进一步造成堆料的情况；料位过低时，破碎机空转，影响选矿作业的生产效率。因此，选矿喂料机急需采用自动控制方式进行改造。

2喂料机硬件方案

根据用户需要，为有效降低能耗，提高选矿作业的生产效率，实时自动调整送料量，确保生产线的正常、安全运行，设计采用先进的PLC及触摸屏控制技术对现有的老式控制方式进行改造。

2.1系统硬件结构

喂料系统主要的控制对象为四个料仓的振动筛、传送皮带和破碎机，我方设计采用以PLC和变频器为控制核心，并辅以现场操作箱、触摸屏对系统进行自动控制。

为本自动配料机主要包括如下部分：

PLC：配料系统控制核心。采用西门子S7-200系列PLC，主要实现传送系统的料仓下料速度调节、传送皮带的速度调节、矿仓内矿石的料位检测、破碎机的运行速度调节、系统的手动/自动方式切换、本地/远程方式切换等功能，并对系统传送皮带和料仓下料速度、料位高低进行闭环控制。

变频器：变频器CV1-CV4控制4个料仓振动筛的振动速度；变频器CV5控制传送皮带的运行速度；CV6控制破碎机的运行速度。其中：CV1和CV2采用施耐德AVT71系列变频器；CV3和CV4采用博士CVF-G2/P3系列变频器。CV5和CV6采用施耐德AVT71系列变频器。AVT71系列变频器是施耐德公司新一代高性能产品，内部具有PID闭环控制功能及ATEX安全功能，可安全的实现内部自动整定或外部手动调节控制方式的快速切换。通过这六台变频器，可实时连续调节料仓的下料速度、传送皮带的送料速度和破碎机的碎矿速度。

触摸屏：为系统提供人机交换接口。采用PRO-FACE4300系列触摸屏，可对系统的生产数据、设备状态进行实时监控。

控制箱：在筛分车间电气室内配置一台控制箱。接收主控室PLC的控制信号，该控制箱配置简单继电器回路，通过PLC的控制改变继电器状态，从而实现变频器的远程/就地工作方式的切换。并能通过该控制箱对变频器内部控制端子进行过渡，从而可不改变原变频柜接线。

2.2系统网络结构

由于该车间采用不同型号、不同厂家的变频器，通信协议不一致，为实现筛分车间变频器的自动控制，我方设计采用串口通信结合硬接线并存的方式实现主要设备直接的通信。

其中：

(1)PLC与施耐德ATV71变频器之间采用Mod-bus串口通信；

(2)PLC与博士变频器之间采用RS485串口；

(3)PLC与控制箱之间采用硬接线方式通信；

(4)PLC与触摸屏之间采用RS485方式通信；

3选矿输送自动喂料机软件方案

投料系统主要包括手动和自动控制方式，自动控制方式中，可分本地/远程控制方式。两种控制方式均可通过PLC内部的PID闭环控制模型实现根据料仓中石料量自动调节变频器的运行状态，也可通过触摸屏设置由人工远程调节变频器的运行状态，同时还可以通过控制箱进行本地控制。

3.1PLC喂料机

3.1.1系统控制方式，手动/自动

(1)手动方式：可实现操作人员人工手动给定；

(2)自动方式：可则由PLC根据料位仪反馈来控制变频快慢。

3.1.2手动控制方式，就地/远程

(1)就地方式：可实现变频器柜就地操作；

(2)远程方式：可实现触摸屏远程操作；

3.1.3自动控制方式，首先要检测雷达料位仪是否正常，如果不正常则自动切回手动。

3.1.4自动控制方式中，需要提前设定料仓中料位的3个区间：低料位区、中料位区和高料位区，不同料位区，采用不同的控制策略：

(1)低料位区：变频器CV1-CV4控制料仓振动加速，快速让矿仓中矿料达到设定的中料位；

(2)中料位区：保持变频器CV1-CV4振动速度，持续加料，使矿仓内矿料接近高料位；

(3)高料位区：控制变频器CV1-CV4减速，到固定速度；

(4)将料仓分区，可以避免变频频繁调整，达到自适应的目的。并且可通过触摸屏手动设置低料位区、中料位区和高料位区的料位百分比；

3.1.5皮带电机控制：可根据送料量要求，实时调节皮带电机变频器CV6的速度。

3.1.6破碎机控制：可根据矿仓内料位多少，并结合皮带机速度和料仓下料速度，实时调节破碎机运行速度。

3.1.7可手动将其中的几台变频通过触摸屏调到最大频率，然后自动控制其中的几台。避免4台变频都频繁调节。

3.1.8六台变频既可以联动，也可以分别工作。

如果在运行过程中，料位仪检测值达最大，或者最小，则，认为不正常，马上停止自动工作，并且显示故障，并报警。

3.2触摸屏监控系统

本喂料系统采用Pro-FaceM4300系列触摸屏，对整个系统的生产数据进行监控，主要功能如下：

3.2.1主画面

系统运行后，主画面为监视画面，可以手动调节单台变频的频率，画面左边为料仓反馈动画，实时反馈料仓内部容量。

(1)就地/远程：可实现变频本柜就地操作，与触摸屏远程操作。

(2)手动/自动：可实现远程触摸屏手动给定，与根据料仓容量自动调节变频频率。

3.2.2参数设定画面

(1)可单独设定每台变频下限频率，手动/自动均有效。

(2)可设定料位上/下限，实现自动控制。(自动有效)

(3)可设定变频调整量，在自动控制中，当料仓反馈进人料仓上限/下限区间，变频给定值为变频调整量。(自动有效、4台变频有效)

4结论

改造完成后，4台料仓振动筛、皮带输送电机和破碎机在本系统控制下，能很好的协调工作，将4个料仓的矿料连续的送入矿仓内，并均匀的进行破碎。工作人员也可以在现场或控制室内实时调节送料量和破碎机工作频率，系统生产效率得到了很大提高，能耗得到了降低。