选厂圆锥料位保护及功率控制改造

曾凡德

(江西信德安全检测检验有限公司，江西南昌 330030)

选厂圆锥料位保护及功率控制改造

曾凡德

(江西信德安全检测检验有限公司，江西南昌 330030)

本文简要介绍了我厂园锥系统部分保护技术的现状，以及在选矿运行中存在的问题;提出了在我厂如何进行改造以达到稳定生产运行的目标;并浅析了园锥系统改造后的效果;解决圆锥台效及运转率偏低的问题，满足生产的需要。

西蒙斯园锥;料位保护;功率控制;改造;运转率;变送器

1 引言

德兴铜矿大山选矿厂是一个大型现代化选矿厂。在碎矿有6台进口的西蒙斯7英尺特超重型圆锥，4台国产的7英尺特超重型圆锥，这些圆锥自投入使用以来，由于给矿部分的问题，使圆锥的运转率偏低，圆锥不能挤满运行，台效上不去，严重制约了碎矿系统生产能力的发挥，不能达到设计要求。通过认真总结、分析研究和借鉴其它矿山的使用经验，只有对其进行逐步的技术改进，才能解决圆锥台效，运转率偏低的问题［1］，满足生产的需要。

2 原设计存在的问题

圆锥给矿部分整体设计上存在不合理，设备种类多，故障率高，维修不方便。存在的主要问题有:

(1)给矿的驱动部分采用液压系统，该系统的液压控制箱结构复杂，电路设计上环环相扣，且用电位器调整电路板工作参数，由于现场环境问题，故障率很高。这些电路板的维修花费的时间很多，维修好后，参数的调整更为复杂费时，且需要在设备运行时调整。

(2)给矿部分设计的料位保护系统，由于现场环境和圆锥本身的结构，原设计的超声波料位计无法正常工作，使料位保护系统无法投入运行。

(3)原思路是以圆锥功率来控制给矿，由于矿石性质的变化导致圆锥功率波动很大，无法实现功率控制［2］。

以上原因造成了圆锥给矿部分经常是手动开车，使圆锥开空车或满矿两种极端现象不时发生，且不能实现圆锥挤满矿运行，并严重制约圆锥破碎效率的发挥，对设备造成严重的损害。

3 改造方案设计和设施

考虑改造的费用、时间、人员和技术等方面的问题，同时确保改造的成功，我们决定分步实施。

3.1 拆除液压控制箱，改用变频器调节液压油泵的电机转速来控制圆锥给矿的速度

由于控制系统没有建好，当时仅用手动控制。但由于变频器的优良性能，不仅大大减少了日常维护量，且控制效果较好，使第一步改造获得了巨大的成功。

3.2 增加圆锥电机的电流变送器和尝试功率控制

随着大山厂处理能力的不断提高，圆锥要解决的问题不是如何使其正常运行，而是如何在确保设备正常工作的前提下，充分发挥其生产能力。

改用变频器后，生产班的操作人员为了提高台效，不断地修正给矿的速度［3］，使满矿、圆锥电机电流偏高等问题不时出现。使我们原计划改造的控制系统不得不修改，提前实施。

为了确保设备的正常工作，先增加了圆锥电机电流的变送器，将电流互感器出来的信号转换为4～20mA的标准信号送入TI565中，设定电流的上限值，当电流达到设定值时，立即停给矿，确保电机正常。

同时，利用TI565特殊功能模块设计根据电流值控制给矿速度的圆锥功率控制系统，如下图所示。

经过一段时间的调试取得了一些效果，但仍存在一些无法克服的问题:

(1)TI565的机器比较陈旧，其PID运算的算式不能选择，每次运行时要对其算式的初始值人工干预，如果某次运行时没有人工干预，其控制回路输出最大值。

(2)增加PID运算后，TI565的扫描时间增加太多，使TI565的死机现象日益严重。

由于这些问题的存在，使自动控制没有成功。

3.3 增加料位保护开关

改用变频器后，圆锥开空车的问题大有好转，但为了确保圆锥挤满矿，而自动控制系统又建立不起来的情况下，圆锥满矿的问题日益严重。

经多方了解和反复研究，我们决定选用VEGA公司的VEGAVIB 52EX振动开关检测圆锥腔的料位［4］，由于这种振动开关设计制造方面的优点，使之具有防水防潮防尘且灵敏度高的特点，能克服安装环境方面的不利因素。

我们首先在1#细碎上试用，经过对安装位置和方法的几次改进后，取得很好的效果，逐步在其它圆锥上推广使用，料位检测开关的成功应用，为圆锥功率控制创造了条件。

3.4 建立完善的控制系统

随着磨浮中控室改选的结束，原磨浮遗留下来施耐德PLC废弃，为碎矿圆锥功率控制提供了硬件，中控改造结束后，也确保了人力资源，于是我们开始碎矿圆锥功率控制的实施。首先将施耐德的PLC移到碎矿中控室安装，第二步，开始线路的安装和应用软件的编译。线路的安装主要是将电流变送器［5］的信号引入PLC中和将PLC的输出信号接到变频器里。由于以前的工作，这项工作费时并不太多，且没有增加材料的费用，软件的编译费时比较多，施耐德PLC的应用软件是用外置的FIX32，其与PLC的通讯比较复杂，我们在建立了正常的通讯后，对选择PID的算法进行了大量的实验工作，确保了一种比较理想的运算，建立好控制策略后，绘制了控制流程图，这样就完成了整个控制系统［6］，在1#细碎试运行后，取得了非常满意的效果，此后在各台圆锥上推广使用。

3.5 改造后的控制系统

将功率控制为主，料位保护为辅，改为料位控制为主，功率保护为辅，控制原理如下图:

4 对比园锥改造前后的经济效益与社会效益

4.1 改造前状况

给矿系统控制部分的维修费用:原设计圆锥给矿系统的液压控制箱每台6万元，料位控制系统每套7.2万元，每年这两项设备的维修费用约12万元左右。

4.2 投入的费用

(1)变频器的费用:每台变频器的费用为1.6万元，合计19.2万元。

(2)电流变送器的费用:每台变送器的费用为0.12万元，合计1.44万元。

(3)振动开关的费用:每台0.9万元，合计10.8万元。

(4)改造所用材料的费用合计:1.3万元。

以上合计:32.74万元。

4.3 改造后产生的经济效益

(1)节约衬板费用:改造前一套圆锥衬板可用1400h，改造后可用1500h。全年按340d生产时间计算，全年每台圆锥可节约0.4套衬板，每套衬板价值6万元，12台圆锥全年可节约费用:

6万元×0.4×12=28.8万元。

(2)提高台效后产后的效益。

改造后提高处理量2%，增加产值:

2%×1800(万t)×0.85×0.4%×0.8×1.5 (万元/t)/1.17=1255万元

其中:1800万t为大山厂全年处理量，0.85为回收率，0.4%为原矿品位，0.8为矿山产值比重，1.5万元/t为电铜单价，1.17为系数。

处理量3%×1800万t。

矿石所需成本=2%×1800本万吨×18.88= 679.7。

产生直接经济效益=1255万元－679.7万元= 575.3万元。

4.4 合计

从以上的统计可知:整个改造费用为32.74万元。

改造后，相关设备一年的维修费用为2万元。

改造这套系统一年所产生的效益=575.3+ 28.8+12－2－32.74=581.36万元。

社会效益:改造后，设备运行稳定可靠，故障率低，不仅提高了台效，减少了日常维护量，还盘活了闲置的设备，大大降低了维修费用，是投资少，见效快的一项成功改造。

5 结语

通过以上分析与研究，可以看到我厂碎矿系统有超长的设计研究能力:实现了厂部生产的需要，提高了大山厂碎矿系统园锥的运行安全稳定可靠，从而确保整个大山厂的生产，提高了经济效益。达到了改造的目的。

［1］白春维.圆锥破碎机的改造［J］.中国矿业，2000，(S1).

［2］汪一佛.国外最新破碎机简介［J］.中国建材，1994，(6).

［3］郎宝贤.对引进国外新型圆锥破碎机的分析［J］.冶金矿山设计与建设，1998，(5).

［4］姚福善.西蒙斯圆锥破碎机锁紧部的改进［J］.山东冶金，1994，(2)

［5］毛玺，王治军，付卫东，王巧云.圆锥式破碎机的设计［J］.煤矿机械，2006，(9).

［6］任金霞，郭迎庆.基于模糊自适应PID预估控制的圆锥式破碎机控制系统的研究［J］.矿山机械，2005，(10).

Protection for Materials Level and Transformation of Power Control on Concentrator Cone Crusher

ZENG Fan－de

(Jiangxi Xinde Safety Inspection and Test Company Ltd.，Nanchang，Jiangxi，China 330030)

This paper briefly introduces part of the protection technology of cone system at the factory and the problem existed in processing.Suggestions of how to modify to achieve the goal of stable production is given.The effect of cone system after modification is briefly analysed.The cone system＇s problems of low unit efficiency and low operating rate have been solved，which meeting the needs of production.

Simon cone;protection for materials level;power control;transformation;running rate;transmitter

TD451

B

1009－3842(2011)04－0052－03

2011－03－10

曾凡德(1958－)，男，汉族，湖南双峰人，电气工程师，主要从事非煤矿山的电气设备维护及矿山供电的有关安全保护工作，E－mail:jdx588605@163.com