球磨机加油系统自动控制

PLC控制在球磨机改造中的应用随着我国经济的发展，我国对于矿产资源的需求不断增加。

球磨机是一种应用于工业矿产加工中的重要设备，其主要应用于物料初次破碎后的采集粉碎，从而使的物料能够满足下次加工的要求。

其在水泥加工、建材加工以及化肥、化工等领域有着广泛的应用。

在电子技术日益发展的今天，通过对球磨机进行PLC 改造，使其能够满足自动化控制的需求，做好对于球磨机运行状态的监控，确保球磨机的正常使用。

通过对某铜矿球磨机控制系统进行PLC改造以达到提高球磨机使用效率，保障球磨机的安全、稳定的运行。

标签：球磨机；PLC；改造前言球磨机是一种应用在矿物粉碎中的重要设备，其通过对完成初步破碎的矿物进行再次粉碎用以将矿物粉碎到满足后续加工要求的程度。

在球磨机主轴轴颈上采用的是轴瓦作为主要的滑动方式，为更好的提高轴瓦的使用寿命和对轴瓦进行降温需要采用稀油来对轴瓦进行润滑，采用稀油润滑的方式具有流动性好、成本相对较低且散热能力强等特点。

润滑站的正常工作与否对于提高球磨机轴瓦运行时间确保球磨机能够正常工作有着十分重要的意义。

1 某铜矿球磨机控制系统中所存在的问题某厂家所使用的球磨机在控制系统中存在着以下问题：（1）球磨机中所使用的PLC种类繁多难以组成网络。

在厂家所使用的球磨机中都先后进行了PLC的改造，但是在PLC的型号选用上种类繁多，有三菱、西门子以及欧姆龙等的多种型号，由于改造的时间跨度较大，一些球磨机所使用的PLC控制设备已经出现元器件的老化从而造成球磨机停机停产等的问题，严重的甚至出现PLC无法对润滑泵站进行控制从而造成球磨机轴瓦发热过大而造成烧瓦的现象，对工厂的生产造成极为严重的影响。

一些球磨机的PLC控制使用时间过长已经无法发挥其作用。

（2）球磨机的PLC报警系统较为简陋，原先造气的PLC报警系统采用的是面板指示灯显示报警信息的方式，从而使得报警信息较为笼统，无法根据报警信息直观的对球磨机的故障位置进行确定，为了精确定位报警信息需要使用组态软件对故障产生的机理进行分析，来查找最原始的故障报警信息，为维修工作带来了较大的难度。

选矿球磨机稀油站控制系统的改造稀油站是球磨机的重要设备。

稀油站继电器存在接线虚接、线圈短路、触点接触不良等故障，同时运行可靠性差、不易维护。

改用PLC代替继电器控制可解决上述的问题，改善保护环节、报警、联锁环节的性能，实现功能稳定、可靠、控制简单。

提高循环润滑系统的可靠性和设备运转率。

标签：球磨机；稀油站；润滑系统；可编程控制器1 引言采选公司是广东广业云硫矿业有限公司属下最大的二级单位，硫精矿产品是主导产品。

球磨机是公司选矿线磨浮车间流水线作业的重要设备，同时确保生产任务完成及产品质量达标的重要工艺环节。

因此球磨机的运转率直接影响了公司的生产及生产成本。

通过稳定、可靠的稀油站控制可有效提高球磨机运行的可靠性，降低球磨机的故障率，是确保公司经济效益的重要措施。

2 球磨机稀油站控制系统的现状及存在问题稀油站稀油润滑站是由油箱、油泵装置、过滤器、油冷却器以及电器、仪表控制装置、管道、阀门等组成。

稀油站工作时是通过对两台油泵电机进行控制，驱动齿轮泵从油箱吸出，经单向阀、双筒网式油滤器、油冷却器，直接送到设备的润滑点。

球磨机正常运行时，油泵一台工作、一台备用。

润滑系统1#油泵或2#油泵单泵正常供油压力为0.2MPa。

当润滑系统压力下降到0.11MPa时，通过压力继电器SP1接通KA1中间继电器起动备用泵工作。

若继续下降到0.05MPa时，则通过SP2接通KA2 直接跳停球机。

同时由KA3发出事故警报避免引起轴瓦烧坏的重大设备事故。

该站控制线路全部采用了传统的继电器控制，使用继电器种类多。

自1985年投入使用至今已运行了二十多年，因继电器控制本身存在的缺陷以及控制线路的多次维修、更改，使得稀油站设备的故障率非常高，同时线路复杂繁琐，修理时间长，维修费用高，由于一些继电器已是淘汰产品，市场难已购买，不仅延误了生产，还增加了生产成本。

针对以上情况，我们对稀油站控制线路作了更新、改造以及增加了维护次数。

如①采取定期更换继电器及清洗铁芯以解决继电器吸合不良引起的噪声大、线圈因发热烧坏及断电不释放造成的保护失效故障；②对继电器控制使用大量的机械触点采用定期检查、修复及更换触点；③对复杂繁琐的线路接头经常紧固；④对系统保护做定期调试；⑤定期更换系统的继电器连线等。

东　北　电　力　学　院　学　报第17卷　第1期JOU RNAL O F NO R TH EA ST CH I NAvo l.17N o .11997年3月I N ST ITU T E O F EL ECTR I C POW ER EN G I N EER I N GM ar .1997【短文】钢球磨煤机智能控制系统潘维加　张玉铎　王春玲　岳俊宏　马银辉[东北电力学院(自动控制系) (研究生部) (电子技术研究所),吉林132012]1　钢球磨煤机及控制系统简介钢球磨煤机简称球磨机,是火电厂主要的制粉设备之一,其结构简图如图1所示,原煤由一侧进入筒体,筒体由电动机拖动旋转,磨好的煤粉由干燥剂气流从筒体内带出。

为图1　球磨机简化示意图了使球磨机安全运行,通常保证球磨机入口负压和出口温度在一定范围内。

荷泽发电厂1号炉、2号炉各配备两台沈阳重型机械厂生产的钢球磨煤机M T Z 3560,其原自动控制方案采用的是DD Z - 型控制仪表,该方案分为磨出口温度调节和入口负压调节两个各自独立的控制系统,由于多种原因,该系统未能投入自动运行。

2　智能控制方案的设计球磨机实际上是一个多变量互相耦合的复杂控制对象,无论改变给煤量,热风门开度,冷风门开度,再循环风门开度,都影响其出口温度,入口负压,存煤量,进出口差压及通风量等。

而目前钢球磨煤机自动控制方案一般设计只有负荷(或原煤量)调节,入口负压(通风量)调节和出口温度调节,并且它们各自独立构成回路。

大多数球磨机虽有自动控制装置,但仍然处于手操控制。

本文根据荷泽发电厂的实际情况,采用一台工控机和一机多屏技术,设计一种投资少,符合现场实际情况的智能控制方案。

该控制方案的设计规则是:一般情况下,先调负压,后调温度,用热风门调节磨出口温度,用再循环风门调节入口负压;在确保磨出口温度收稿日期:1996-08-26不越限的条件下,尽量关小再循环风门,开大热风门,以提高干燥剂温度,只有当再循环风门全关时,再用热风门调入口负压值。

PLC在铅粉球磨机自动化控制系统改造中的应用作者：祁建新来源：《山东工业技术》2013年第12期【摘要】本文就PLC在铅粉球磨机自动化控制系统改造中的应用进行了探讨，详细分析了铅粉球磨机在实现自动控制中对几个主要工艺参数的选择以及它们之间的相互关系，并阐述了应用PLC控制的方法和效应，以期能为PLC更好的应用在铅粉球磨机自动化控制系统改造中而提供参考范例。

【关键词】铅粉球磨机；自动化控制系统；PLC所谓的PLC，就是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

而铅粉球磨机，是目前主要应用在我国蓄电池生产行业中生产氧化铅粉的一种机器。

但是由于生产地的自然环境不同，生产出的氧化铅粉往往达不到理想的设计要求，所以对如何生产出符合要求的氧化铅粉对我国蓄电池生产行业的发展非常重要。

将PLC应用于铅粉球磨机中，不仅可以克服了生产环境的干扰，保证了铅粉球磨机在生产过程中的可靠性及稳定性。

还能随时通过编程器改变程序来控制生产系统的工艺参数，从而达到优质、高产的目的。

本文就PLC在铅粉球磨机自动化控制系统改造中的应用进行了探讨，以期能为PLC更好的应用在铅粉球磨机自动化控制系统改造中而提供参考范例。

1 铅粉生产工艺及主要参数和要求1.1 铅粉生产设备动力构成铅粉球磨机生产系统由主电动机、正压风机、负压风机、收粉器电动机、加球机电动机、电器控制柜以及变频调速器等部分组成。

1.2 铅粉生产的主要工艺参数及要求1.2.1 主机负荷及要求在铅粉生产中只有稳定的负荷才能达到均衡的生产，因为主机负荷的变化直接影响主电机电流值的变化。

主电机功率增大，会造成对铅粉球磨机负荷的错误判断，在相当一段时间内主机处于低负荷运转，又造成滚筒内反应温度降低，这将阻碍生产质量的提高。

球磨机料位自动技术球磨机的功率-料位特性见图1。

曲线 1 为球磨机的功率，空载即料位为0，此时功率为最大功率的90%左右。

随着料位的提高，功率先升后降，满罐时功率趋于零。

曲线 2 为钢碰功率（钢球消耗功率），随着料位的提高，钢碰功率先升后降，满罐时钢碰功率趋于零。

曲线3 为煤功率（煤消耗功率），随着料位的提高，煤功率逐渐降低。

钢碰功率与钢球损耗、衬板损耗、震动、噪音的大小成正比。

煤功率与煤产量成正比。

即曲线 1 为总功率，曲线2 为无效功率，曲线 3 为有效功率。

曲线 1 等于曲线2 与曲线3 之和，也就是说总功率等于无效功率与有效功率。

图1：球磨机功率—料位特性随着球磨机内料位的增高，球磨机功率也相应增加，球磨机的产量也相应提高，因此给料量与产量可以随时平衡，球磨机的工作状态是自稳的。

当料位继续增至某一值时，球磨机功率达到最大。

随着料位进一步提高，功率下降，产量却继续提高。

当产量达到最大值之后，料位继续增加，则球磨机功率和产量均下降。

由于料位升高产量反而下降，球磨机的工作状态是不自稳的。

因此不能工作在手动状态。

在手动方式下，球磨机只能工作在功率最大点的左侧，实际上由于料位没有灵敏可靠的测量手段，实际运行点远达不到最大出力点。

这就是习惯运行方式的缺陷。

在料位曲线上的相应区域称之为习惯运行区，在这个区域钢球的消耗能量约有50%左右，即钢球的能量约有50%左右是无效的。

最大出力点右侧磨煤机消耗功率比习惯运行区小，产量却比习惯运行区大。

在这个区域钢球的能量不足25%是无效的。

但是磨煤机在这个状态下的工作是不自稳的，只有在自动控制条件下才能正常工作。

这个区域我们定之为优化运行区。

从以上分析可以知道，优化运行区与习惯运行区的实际差别就是料位高，或者说是“存煤煤大”。

磨煤机内的煤量直接影响的磨煤机功率、产量和无效损耗。

只要控制料位在适当位置，磨煤机消耗的无效功率最小，产量发反而提高。

所以磨煤机经济运行问题就变成了最佳料位的控制问题。

球磨机的油站控制系统改造分析球磨机的油站控制系统是很少提及的地方，所以很多人都不是很了解。

油站系统可以说是球磨机的心脏，包括油站控制系统、高压油泵和换热器。

它维护的好坏会直接影响设备的工作效率。

现在就看看同力重机对球磨机油站系统的改造效果吧！1、稀油站控制系统的改进球磨机原稀油站是通过检测油泵的压力来控制其工作状态。

油站装有3块压力表，分别为油泵压力、滤后压力、供油压力。

供油压力由电接点压力表检测，一般控制在0.2～0.4MPa 之间。

当供油压力低于0.2MPa时2台油泵同时供油；供油压力大于0.4MPa时停止1台油泵，由1台油泵供油。

由于流量的大小直接反映油站的工作状况。

压力变化只能间接反映流量变化，而且压力增大时流量并不一定增大，因此控制流量才是最直接、有效的。

特别是在冬季由于停机和运转时温度变化大，每次球磨机启动时都要调整阀门使供油压力达到0.2～0.4MPa，但是随着运转时间的增长润滑油温也在增长，粘度不断下降，随之压力也降低。

如果这时未能及时调整阀门增加管道阻力，就会由于供油压力低引起稀油站报警停磨。

为达到有效控制，我们在供油管出口处安装1块带有2个电接点的冲板流量计参与控制，2个电接点分别设定上、下限位。

原来的压力电接点仅作为压力显示，不再参与控制。

这样油站的工作状态直接反映润滑油流量的大小，非常稳定、可靠。

改造后1年内再没有出现过类似的故障。

应该注意的是选择冲板流量计时，一定要选择可靠性高的产品，冲板转动要灵活,在任何位置都不能有卡死的现象。

2、高压油泵的改造球磨机一般都采用“静压启动，动压润滑”的方式。

在干式球磨机启动前先由高压油泵向中空轴与轴瓦之间泵入一些润滑油，在轴和瓦之间形成一层油膜，减小了启动阻力。

在球磨机运转几分钟后，高压油泵停止工作。

这时润滑油依靠球磨机的转动形成“动压润滑”。

由于高压油泵是间歇工作，在油泵出口至轴瓦之间的管路中总存在着润滑油。

到了冬季气温很低，这些管路中的油粘度会非常大，阻力也更大。

讲解球磨机磨矿分级控制系统球磨机磨矿分级控制系统控制内容如下：（1）球磨机给矿量系统自动控制：给矿量控制是通过变频器改变给矿电机转速，使原矿石进入磨机台时量按设定值的要求变化。

采用核子皮带秤栓测实时给矿量；同时根据装载量实时调节给矿量。

（2）球磨机磨矿浓度控制由于球磨机的磨矿浓度难以在线检测，本文采用模型进行计算获得，模型的输出量为给矿水量，输入量为磨矿浓度、给矿量、返砂量、含水量等。

根据模型计算的给矿水量，通过电磁流量计、电动阀以及PID控制器组成的控制回路，自动将给矿水量控制模型输出的值，从而将磨浓度控制在工艺要求的范围内。

（3）螺旋分级机溢流浓度的检测的控制分级机溢流浓度主要通过电动阀控制排矿补加水来控制，一般情况下，分级机溢流浓度与细度呈对应关系。

控制分级机溢流浓度即可控制产品细度，分级机溢流浓度由核了密度计检测。

（4）水力旋流器入流控制旋流器的入流压力通过变频器控制泵的转速而控制，泵转速越高压力越大，反之亦然。

同时泵转速越高，矿浆流量越大，这样抛必影响泵池的液位。

泵池液位过低，容易出现抽空，严重影响旋流器的正常工作；泵池液位过高，矿浆容易溢出。

因此，控制旋流器的入流必须入流压力的泵池液位一起考虑。

（5）设备运行状态监控及保护磨机状态监控及保护主要内容有供油压力监测、大轴瓦温度监测、磨机负荷监测等。

大轴瓦温度监测使球磨机大轴瓦工作在正常温升状况，若超过允 温升，则必须停机保护。

磨机负荷检测是通过检测电流来实现的，从而使球磨机正常工作，不致发生“胀肚”或“欠载”事故。

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中储式球磨机制粉系统实用的自动控制策略徐宁(宜宾发电总厂，四川宜宾644600)摘要：论述了解决制粉系统自动化及优化调整问题，使制粉系统自动能长期、安全的投入，降低运行人员劳动强度，并达到节能降耗的目的。

关键词：球磨机；安全经济；料位；串级控制；优化调整中储式球磨机制粉系统是火电厂制粉系统中使用最多的磨煤设备，可靠性高，煤种适应性强，但其设备庞大，噪声大，钢球及衬板磨损大，运行电耗高，运行所监视及控制的主要参数相互影响，偶合性大，难于实现自动控制。

由于运行手动控制的差异，没有合理的操作指导，不能保证制粉系统经济出力运行，导致制粉单耗高一直是难于解决的问题。

宜宾发电总厂黄桷庄电厂2×200 MW机组锅炉的中储式球磨机制粉系统，每台锅炉4个中储式球磨机制粉系统，自1993年投产以来一直未实现自动控制，且平均制粉单耗达29 kW·h／t。

1998年22号机组的DCS系统改造中，同时对制粉系统进行了改造，采用了陕西天安智能技术有限公司的球磨机料位监控装置，通过对制粉系统的研究，利用DCS系统对球磨机料位、进出口差压、出口温度成功地实现了串级自动控制，实现了制粉系统的自动控制，使制粉系统的自动控制能够长期投入，降低了运行人员劳动强度，并且通过对制粉系统的优化调整，使制粉单耗下降到24 kW·h／t，解决了制粉系统自动控制难问题。

1制粉系统自动控制的任务任何自动控制系统的构成都必须明确其控制任务和要达到的目的，因此要构成制粉自动控制系统，首先要研究其控制任务，制粉自动控制系统的控制任务主要包括以下三个方面。

1.1保证一定的煤粉质量煤粉质量是指煤粉的细度和湿度达到的指标。

中国一般用残留在70号筛子上的煤粉颗粒的百分数(称为R90%)来表示煤粉细度。

煤粉细度直接影响到磨煤机和锅炉运行的经济性。

提高煤粉细度，将使球磨机耗电率增加，但炉膛的不完全燃烧损失减小，提高了锅炉燃烧的经济性。

因此合适的煤粉细度应该是使磨煤机的耗电率和炉膛的不完全燃烧损失相加值为最小。

球磨机自动化控制系统的组成及搭建球磨机是一种广泛应用于水泥、硅酸盐制品、化肥、金属选矿等行业中物料二次粉碎的关键设备，通过球磨机可以将初次粉碎的物料再次粉碎，以符合物料的大小要求。

球磨机是一种能耗极大的生产设备，由于球磨机是一种多输入多输出的系统，为进一步提高球磨机的生产效率，实现球磨机控制系统的自动化控制，通过使用西门子公司的S7-400与S7-200PLC，采用ProfibusDP协议和MPI协议，搭建一个小型的DCS系统，以实现对于球磨机的自动控制，提高球磨机控制系统的自动化水平与生产效率。

标签：球磨机；PLC；自动控制前言球磨机在化工、火力发电、矿石开采、冶炼等行业中都有着广泛的应用，由于球磨机的结构及控制特性，使得球磨机的能耗一直居高不下。

在新时期，为进一步提高球磨机的生产效率、降低能耗，需要对球磨机的控制进行全面的自动化改造，在保障球磨机安全性的基础上节能增效。

1 球磨机系统简介球磨机系统的工作是由给料机将物料从进料端送入到球磨机内，根据通入到球磨机内的热风将被破碎研磨后的物料吹送出球磨机，这些被吹送出球磨机的物料是气粉混合物，并且考虑经过粗粉分离后，将过粗的物料粉末重新送入到球磨机内进行再次研磨。

现今应用于球磨机的控制系统的形式主要有：基于工控机的分布式控制系统、一般的集散控制系统、基于IPC和PLC的分布式控制系统和现场总线控制系统等。

在这些控制系统中，工控机在整体结构上及工作可靠性方面都存在着一定的缺陷，可维护性较差。

DCS控制系统是一种模拟量控制较多的系统，多应用于是石油化工等行业，成本较高。

在IPC+PLC的控制系统结构中，通过使用PLC构成整个控制系统的控制站，将IPC作为系统的操作站，是一种较为优秀的控制系统。

球磨机的控制系统输入输出多且复杂，其主要控制任务如下：（1）确保球磨机内的物料接近最佳加工水平，其中最佳物料存储量是提高球磨机整体运行系统的的关键，可以确保球磨机以一个较为经济的水平运行。

球磨机料位自动控制原理及应用梁苏芬(贵州科技工程职业学院,贵州贵阳,550008)摘　要　对球磨机料位控制从自动控制方面进行了系统的分析和总结,介绍了具体应用方法。

关键词　球磨机　自动控制　应用中图分类号　TQ0016.55 文献标识码　A 文章编号　1008-9441(2004)03-0047-031　磨粉过程自动控制系统的原理概述球磨粉自动控制的目的是对磨粉粒度进行控制,尽可能地提高球磨粉制品的质量,采用计算机技术的磨粉控制系统可以提高产能、提高控制精度。

1.1　球磨机的工作原理及运行特性通常的球磨机是一个内装钢球,内壁衬有波浪型锰钢护甲的圆筒。

筒体一边为原料进口与吹扫风进口,另一边为气粉混合物的出口。

筒体经电动机、减速装置转动以低速旋转,在离心力和摩檫力的作用下,护甲将钢球及原料提升至一定的高度,然后借用重力自由下落。

原料主要被球击碎,,同时还受到钢球之间、钢球与护甲之间的挤压与研磨。

磨好的粉子作为配料系统的原料,进入下道工序。

球磨机投入运行之后,噪音信号、出入口差压与出力之间的关系见图1:图1　球磨机工作特性示意图1　球磨机的噪音信号　2　球磨机出入口压差信号　3　球磨机出力当球磨机内的料量不断增加时,球磨机的功率不断增加直到最大,但是,球磨机发现噪音信号,基本上是按较大的斜率呈直线下降。

随着料量的不断增加,球磨机的入出口压差也在略微增加,当进料量大于出料量时,压差就急剧上升。

根据图1所示的曲线特性可以看出,球磨机发出的噪音信号是能够反映出磨机内的物料量,在球磨机转速不变,钢球量一定的某一个时期内,通过测量磨机发出的噪音信号,就能直接的探测球磨面内的物料量。

因此,稳定磨机的供料量,控制吹扫风量,使它们的关系趋于平衡,就能够控制磨机的磨粉粒度。

1.2　球磨机磨粉的控制难度1)现有的球磨机从其运行特性来看,噪音是一个变化显著的参数,它是以磨机内物料量为基础的,但是由于球磨机内的运行环境复杂和测量手段有较大的误差,所以控制方案在构成上可能会有一定的局限性。