DOC《一种新型自动加球机的研制》

2 控制系统的硬件配置 控制系统采用集散控制系统结构,下位机为PLC[5],上位机为触摸屏计算机,外围电器设备主要有激光传感器、电流变送器、控制电器、抓球滚筒、振动器等,控制系统硬件配置如图3所示.采用德国西门子SIMATIC S7-1200PLC作为控制主机,PLC订货号为6ES7212-1HE40 -0XB0,I/O配置为DI 24点、DO 16点、AI 4点,带1个PROFINET 10/100M以太网通信接口.采用液晶触摸屏作为人机界面,型号为TY-LE70-DS1403 LED,配置为:10.4英寸5线触摸屏幕,分辨率为1024X768, 24位真彩;

32G固体硬盘;

2G内存;

1 个10/100M的RJ-45以太网接口;

4个USB、1个RS-485和1个RS-232C的接口.采用组态王V6.55作为监控系统的开发和运行的软件,该组态软件在WINDOWS

7 PROFESSION环境下运行.采用ZLDS10X系列数字一体化结构的激光传感器作为钢球计数和钢球料位检测传感器;

采用电流变送器检测转球辊筒电机的电流,其型号为WBI021K,为三线制电流线穿心式;

采用592-EEEO系列继电器作为控制电机、振动器的控制电器,最大可承载电流为10A. 图3 控制系统的硬件配置 Fig.3 Hardware configuration of control system

3 自动加球机的测控方法 首先储球箱的钢球在重力作用下输出,通过隔料挡板作用排列在隔料挡板的前面,加球机工作时,电动机带动抓球装置按逆时针方向运转.在滚筒表面有若干个球爪,球爪按顺序进入储球箱,将储球箱出口处的钢球逐一抓出,钢球通过滚筒开始慢慢提升至顶端接球器溜槽处,在重力的作用下,落入接球槽.钢球沿着接球槽下端的输球通道滚动,最后到达目标球磨机,完成加球的工作. 抓球装置主要由滚筒、球爪和电机等组成,滚筒表面装有8个球爪,均匀分布其表面上,每个球爪在滚筒上相互错开,保留一定的距离,每个球爪间隔45度;

球爪由若干个分立的指板组成,将指板分立是为了和储球箱出球口处的底板相配合,便于输送钢球,当加球滚筒运转时,指板可以从底板的缝隙间穿过,进去储球箱开始抓球,并且钢球不会从储球箱中漏出.分立的指板形成一个勺状结构,便于对钢球的夹持[6],每个球爪一次只能抓一个钢球,以避免钢球阻塞和便于检测. 球磨机工作时需要按比例补加不同尺寸钢球,选矿厂常见的加球主要为大球和小球两种,本文设计的自动加球系统可以添加大、小两种钢球.在大、小球的溜槽出口分别安装激光传感器,用于检测输出大、小球的数量,从而可以精确计量和控制进入球磨机的钢球量和钢球配比,实现钢球的自动补加;

通过检查一定时间内钢球输出的数量来判断是否出现堵球或输出不畅;

储球箱内部装有料位检测激光传感器[7],可以用于判断储球箱内钢球的料位,以进行钢球料位的上、下限报警. 为了避免两个钢球紧靠时出现错误计数,激光传感器安装在钢球中心到顶点的中间位置.激光传感器为对射式.通过分析激光传感器的脉冲信号,可以检测出是否有钢球的输送以及输送的数量. 传动装置的电动机上设有电流传感器,用于检测电动机的电流,当电动机出现过载时,电流严重超限,系统自动进行报警和立即切断电动机的电源,从而保护电动机.在储球箱内分别装有上限和下限激光传感器,用于对钢球物位超限进行报警. 控制系统根据设定的加球周期自动启动电动机,传动装置开始加球.当钢球沿着钢球通道通过激光传感器时,控制系统可根据光线的通断来判断输送球道内是否有钢球的输送,并累加相应钢........