德兴铜矿二期工程投产十几年来，矿石破碎联锁控制系统一直采用传统的不完善的继电器控制系统，该系统陈旧落后，故障率高。1997年，我厂依靠自主掌握PLC的能力，利用TI545可编程控制器技术。整个二期碎矿系统联锁控制系统运行稳定，性能良好，保证了生产的顺利进行，为我厂使用PLC积累了丰富的经验。

一、工艺流程和系统概述

矿石破碎工艺采用两级闭路流程。

主要设备如下:中碎:3台φ2200mm标准圆锥破碎机，功率280Kw/台；细碎:φ2200mm短头圆锥破碎机7台，功率280Kw/台。复壮筛:2台2100×6000mm双层重型振动筛，功率37Kw/台；预检筛选:10台2100×6000mm单层振动筛(18.5kW/台)，17台带式输送机，总长2000多米。总容量为5200Kva的6台变压器。

系统设计生产能力为20000t/d，破碎最终产品粒度为P80=12mm。矿石破碎是一个连续的生产过程。在矿石破碎系统中，给矿机、输送机、破碎机、筛子和除尘器等设备相互连接，形成一条生产线。因为生产规模大，带多，整个系统战线长。

对于这种生产系统，在20世纪90年代以前，国内很多选矿厂的破碎系统都采用了继电器-接触器联锁，并取得了一定的效果。这种控制方式能够满足中小型破碎系统的生产工艺要求，具有优势。但在大型选矿厂的破碎系统中，继电器-接触器模式存在诸多弊端，因为大型破碎系统生产设备多，机间距离长且复杂，控制电路长且复杂，但适应性和可靠性差，查找故障不方便。继电器-接触器控制模式是由它们的触点互连而成的。设备一旦安装，很难改变控制过程和控制方式，扩展性差。因为互连线多，对应的故障点也多。

PC技术的发展为矿石破碎联锁控制系统提供了一种新的有效的控制方式。

二、TI545系统的组成

TI545可编程控制器是以微处理器为核心的多功能多任务工业控制设备。由1KB交换机CPU板、远程机箱控制器(RBC)、机箱组件、电源模块、505系列I/O模块、联想个人电脑等外围设备组成。

PLC可以用来组成多种控制系统:单机控制系统、集中控制系统、分散控制系统和远程I/O控制系统。在本设计中，我们采用了远程I/O控制系统。由于远程I/O控制系统的控制是独特的，类似于集中控制，具有分散控制系统的特点，它利用现代数据通信技术和网格技术将远程输入/输出模块搬到现场，可安装在距离主机1000m的地方，03基距00基250m，实现就近采集和控制。整个系统由主机和远程计算机(最多15台)连接。

用户程序放在主机的CPU控制器中，是系统的核心部分。它负责采集本地输入通道的信息，接收远程计算机的工作状态，采集远程输入通道的信息，并计算用户程序，直接控制本地输出通道或将输出传输到远程计算机，间接控制远程计算机的输出通道。

遥控器没有用户程序，所以不能独立运行。它的任务是采集自身输入通道的信息，将采集的结果和自身的工作状态上传给主机，同时接收主机的输出信息，直接控制自身的输出通道。

远程I/O控制系统具有以下优点:

1.远程机器通过远程机箱控制器(RBC)与主机CPU建立通信，这可以降低系统成本。

2.在物理结构上，采用分散就近控制，节省控制电缆，减少线路对信号的干扰，提高系统的可靠性。

3.系统结构灵活，易于扩展。TI545可编程控制器是积木式结构，可以根据需要组成自己需要的系统。

由于采用单主机控制方式，对主机要求高，风险相对集中，适用于控制规模中等、控制对象分散、工程成本低的场合。

4.远程输入输出子系统的应用

远程I/O控制系统利用数据通信、系统互联和网络组成技术，将系统的各个部分有机地结合起来。

在我矿二期矿石破碎联锁控制系统中，每个远程机箱可插入1块CPU板(545-1104)、4块电源板(505-6660)、4块远程机箱(505-6516)、3块远程机箱控制器(505-6851a)、505系列220VAC开关输入板(5000)最多16块输入板或8块输出板。该PC机系统控制2号破碎系统的6台铁板给料机、22台给料机、2台重筛、10台单筛和17条输送带，并监控10台圆锥破碎机和18台风机的运行状态。

三。软件编程和测试

由于远程I/O控制系统采用单主机结构，只能在主机上编程。在编程和调试之前，必须进行必要的硬件设置和相应的通信初始化程序。其他操作同单机控制。远程I/O通道的编程与本地I/O通道相同。

初始化程序的作用是:当PLC上电开始运行时，初始化通讯参数，分配各远程办公室的I/O点，指定各点的定义号，建立网络连接。指定时，合理分配，留有一定余量。

由于二级碎矿系统前置时间长，连续运行，如果其中任何一台设备出现故障，部分设计停止或全部设备停止，开停工过程中的任何误操作都会造成事故。考虑到工艺中有四个缓冲矿仓和一个粉矿仓，且系统中有大容量设备，该系统的控制程序必须满足以下要求:

1.必须有各种规定的信号，以便于生产指挥和操作。

2.每台设备必须按照工艺流程中规定的顺序，以一定的时间间隔依次启动，启动顺序与矿料运行方向相反。

3.每个设备可以单独或成组启动；可以在控制室集中控制，也可以在现场操作。

4.当停止整个生产系统时，停止的顺序必须与启动的顺序相反，即与矿石运转的方向相同。

5.出现故障时，故障点前的设备会被逆流程序瞬间停止，故障点后的设备可以继续运行。

6.为了改善现场的工作环境，18台除尘设备必须在其设备之前启动。

矿石破碎系统设备启动:12号和17号末端输送带同时启动，上下机间隔2 ~ 10秒启动。所有生产设备启动需要2分钟。启动设备，用定时器组成级联逻辑图。

在生产运行过程中，当某段某设备被迫停机时，所有向该设备供应矿石的设备停止，而其他设备照常运行。在分层逻辑中，以矿仓为界，采用分段联锁设备的控制方式。该方案考虑了三种运行方式:全系统集中联锁控制、分段手动启动、联锁控制和单台设备现场控制。

本工艺停车程序设计了两种控制模式，即事故情况下全线紧急停车和分段给料机正常停车。正常停车时，为了使下一次启动顺利而不压到皮带上的矿石，计算矿石在皮带上的行走时间，先停止给矿机，延时停止皮带驱动的输送机，0.5 ~ 4 min后停止整个系统。

系统的启动和停止之间有规定的信号联系。在出发过程中，计时器会在集控模拟屏上发出持续1分钟的信号，作为启动警告信号。每台机器的操作人员检查设备，做好启动前的准备工作，并回答灯光信号。只有在各厂不同平面上的九个点都有信号应答，表示一切准备就绪，才能进行集中联锁启动，从而保证人和设备的安全。当系统按上述两种停车模式停车时，设计响7秒、停3秒、重复3次的停车信号，表示系统应该停车。

为了满足工艺流程的需要，从投产之日起，开车程序已经改了十多次，基本满足工艺要求。

四。电脑的维护和保护

TI545系列PC机用于我矿生产系统。因为是自己设计，自己安装，自己调试，对我们来说是一个挑战。我们实践总结经验，设备安装、调试、运行均符合要求。对于PC电源，我们使用高压配电室使用的变压器电源，而不是各车间的变压器电源(矿石破碎二期共有6台变压器)，以防止PC电源中断，影响PC和a分段流程的运行。为了防止干扰，在电源进入PC之前安装了两个380/200V隔离变压器。检查并测试了PC的接地系统，以确保可靠接地。

在系统运行过程中，矿石破碎粉尘浓度直接影响控制室PC设备的稳定运行。PC模块上集成了很多元器件，矿石粉尘在模块上的堆积可能会造成元器件短路，损坏模块，导致系统关机。因此，我们采取了一些措施来防止灰尘的侵入。PC控制柜底部和电缆入口处有大量灰尘，我们用石棉绳密封。为了保证维修时带式输送机的安全，考虑到系统故障，每台带式输送机安装一个或几个急停开关，有明显的机械断开位置，以保证人身安全。由于我矿电网电压波动较大，350/220V系统的电压经常超出PC主机要求的电压范围(200 ~ 230 V)。因此，我们安装了一个3KV的UPS为PC主机供电。

动词 （verb的缩写）效益计算

通过TI545可编程控制器的控制，缩短了设备空负载的启停时间和运行时间，节约了电能，提高了设备的效率和运转率。二级碎矿系统实际生产能力从1987年的245万吨提高到1998年的550万吨，增长了2.24倍。系统单位电耗由3.12度降至2.70度，降幅达13.46%，每吨矿石节约电能0.42kWh/t，全年节约电能231万度，创造经济效益106.26万余元。

不及物动词结束语

(1)该控制纱线系统结构简单，故障率低，插件板相互独立。遥控面板可通过通信电缆连接到各车间的配电室。

(2)适用性和良好的扩展性。该系统采用梯形图编程，易于掌握。当因工艺流程变化需要改变控制方式时，只需对用户程序做一些修改，不需要移动原有设备接线，就可以快速实现。

(3)操作简单，显示直观，查找故障方便。只要每台设备都能独立启动，集中联锁一般不会有问题。每个PC模块面板都有LED显示屏，可以反映系统的运行情况。

(4)需要处理的问题。由于粉碎的灰尘较多，特别是单屏车间的遥控器，门窗没有密封，大量灰尘进入PC机箱，严重影响PC的安全运行。所以PC控制室要尽快防尘密封。

实验证明，TL545可编程控制器作为矿石破碎过程的控制是理想的。只要PC机的内存允许，就可以用各种联锁控制方式来控制生产设备。到目前为止，我们只使用了PC的部分功能，其他功能还需要以后进一步开发利用。PC自行设计、自行改造的成功应用，为我矿利用PC控制和探索老设备找到了一条新路。