神东煤炭集团柳塔煤矿 内蒙古鄂尔多斯 017205
摘要：随着国家社会经济实力的持续增强，中国煤矿产业的发展获得长足进步，矿井生产机械化程度不断提升，分级破碎机使用过程中电气控制的应用程度同样获得显著提升。以此为着手点，针对分级破碎机电气控制应用展开探究，借由分析分级破碎机的发展历程，阐述了电气控制对分级破碎机自动化发展的重要性，并具体分析其应用情况，最终对分级破碎机电气控制应用中存在的不足和未来发展做出分析总结，希望能够为推动分级破碎机电气控制技术的进一步提升提供帮助。
关键词：电气控制；分级破碎机；自动化技术
1前言
分级破碎机作为煤矿井下生产中不可或缺的重要设备之一，是实现井下生产有序、高质开展的必要前提。针对电气控制发展历程开展分析探究，了解了电气化控制在其中的应用，对于更好地推动分级破碎机的发展，提升其运行质量有着积极的助推效果。
2电气控制系统
电气化的控制系统主要通过继电器实现控制，其中电气控制包括了继电器、接触器、开关等，通过各个部分互相协作实现电气化的自动控制，不需要手动操作即可完成对设备的指令下达。电气控制本身的结构简单，结构产品因廉价的特性而在各个行业广泛应用，且受外界干扰影响较少，受到社会各界的广泛青睐。但是经济水平的不断增长导致传统的半自动化电气控制已经不能够满足当下我国各行业发展的需求，只有对电气控制进行优化创新才能够促进电气控制的长远发展。在这种时代背景下，具有控制功能的逻辑控制器出现在人们面前，可编程的逻辑控制器将现代化的计算机技术和继电器控制联系起来，减少了人工操纵设备的复杂性，其可编程的特性使得这种技术具有较强的灵活性和通用性，丰富了传统的继电器系统。且这种先进的可编程逻辑控制器能够实现复杂的数据通信，在满足我国工业生产需求的同时，能够满足我国大部分现代化生产的实际需求。
3电气化控制系统发展分析
传统的电气控制系统多由继电装置操控，其主要构成组件包括继电装置、解除装置和操控按钮，整体结构简单、抗干扰性强、成本低廉，在各个行业被广泛应用，且至今仍在众多简单机械中应用。但随着煤矿生产自动化程度的持续提升，以往的继电接触式操作系统无法再适应现代生产需求。在这种情况下，以软件操控为手段的新型 PLC 控制系统便应运而生。运用 PLC 技术，能够实现计算机操控的灵活性、通用性与继电器控制的便捷性、低成本等有机融合，形成完全适应新时代工业环境的可编程控制装置。相较于以往的控制系统，现在的控制系统增设了算术运算、数据转换、数据通讯等功能，能够根据生产需求完成各种大型的复杂控制任务。
4电气控制在分级破碎机当中的实际运用思考
4.1分级破碎机对电气控制的必然需求
分级破碎机主要应用于我国的煤炭开发和加工行业。国家政策的引导以及劳动力综合素质的提高，使得我国煤炭行业的人力资源费用越来越高，也就是说，随着我国经济结构的优化升级，我国传统的煤炭行业人力资源成本不断增加，靠大量人工维持煤炭产业发展已经不能够满足其发展的需求。而通过现代化的智能控制系统来实现自动化的发展则能够解放大量劳动力，大大降低安全事故发生的频率，从而提高煤炭产业的生产效率和生产质量。综上所述，电气控制下的分级破碎机实现了传统煤炭产业的现代化生产，同时也实现了自身的优化升级。符合现代化产业发展的必然趋势，在工业现代化的潮流下，电气控制必将在传统产业的现代化过程中发挥举足轻重的作用。
4.2电气控制保护系统对分级破碎机的作用
我国研制的分级破碎机（2PLF/SSC系列）的功能已经趋于完善，电气控制在分级破碎机当中的实际应用使得分级破碎机的质量和性能都得到大幅度的提高，使得我国煤炭行业采用国内先进的电气控制下的分级破碎机开展工作，改变了我国依赖国外进口分级破碎机开展工作的历史。这种电气化控制下的分级破碎机在投入生产使用后成为我国煤炭行业分级破碎机的首选设备，其高端的性能使其能够打开高端市场的大门。分级破碎机在现代化科学技术的支持下不断发展为当下我国煤炭行业不不可或缺的关键设备，自动化的技术为煤炭行业降低人力成本奠定了坚实的基础。
分级破碎机在煤炭的矿井出井输送带出料下方位置，出井原煤经分级破碎机破碎后进入煤仓或选煤厂，进而开展后续的各项工作。在实际的煤矿工作中，分级破碎机的位置是至关重要的，若分级破碎机出现问题则将无法正常粉碎原煤，导致原煤不能够及时传输到煤仓。或者传输到煤仓的原煤没有经过高质量的粉碎，给后续运输、加工等工作带来巨大的不便。此外，分级破碎机发生故障后不但会对煤炭本身的质量造成严重影响，对分级破碎机本身的使用寿命也会造成不同程度的影响。因此，将电气控制技术应用到分级破碎机当中是保证煤矿生产实际质量的基础，通过采用电气控制的分级破碎机，为分级破碎机本身提供切实的电气保护，在发现破碎机发生异常后立即停止运营并发出报警，确保煤炭开发的整体质量稳定。电气化的分级破碎机能够对需要破碎的物料进行识别。在分级破碎机工作当中，对于一些不能被粉碎的物料进入分级破碎机内后会对其设备硬件造成严重损伤，而通过电气控制则可以实现对分级破碎机的切实保护，保证分级粉碎机在破碎产品时其出料粒度、质量等都符合煤炭开发相关标准。
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4.3电气控制在分级破碎机中的缺陷
电气控制本身是一个较精密的控制系统，而在分级破碎机当中的应用易受周围环境影响。在煤炭行业当中，煤炭生产的过程中其现场存在大幅度的振动且伴随着大量的粉尘，在筛分破碎场地开展工作会面临严重的粉尘污染，而粉尘污染对电气控制系统内部的金属具有强烈的腐蚀作用，会破坏电气控制内部的接触器、继电器等零部件，导致电气控制不能准确地控制分级破碎机，进而给分级破碎机的正常工作造成严重的影响。此外，长久的粉尘污染会给电气控制和分级破碎机的触点吸合能力造成不同程度影响，电气设备触点吸合异常会导致电气设备不能正常工作。从生产现场的振动角度而言，在煤炭生产现场电气控制的电气元件随着长期的振动会出现松动或者损坏，各个部件之间的螺丝松动将会造成电气设备出现操作失灵或者操作异常的现象，对分级破碎机的正常运作产生较大的影响。以上所述电气设备在破碎机上应用的不足主要是在煤炭生产过程中外部条件较恶劣导致的。
4.4破碎机电气控制实例分析
破碎机的电力控制能够优化破碎机的工作效率，传统继电器在长时间使用下可靠性较差，会导致一系列类似于烧毁电机、主机过载等系统故障产生。下文以集散控制系统下的破碎机为例进行分析：
4.4.1技术要求
该破碎机功率200-400kw，破碎机控制要求过载、过流、欠压、过压、缺相、失速保护，可以启动、停止、正反转、急停、报警、同步转速监测。
4.4.2系统功能
该破碎机系统采用西门子可编程控制器实现现场控制，对开关量的处理、模拟量的处理等能够采用此控制器实现。系统分为手动、自动和远程控制三种。手动：速度保护失效、进料保护失效、可单独启动润滑泵和破碎机。自动：速度保护稳定、进料保护稳定、设备互相关联保护。远程控制：在设备需要集中控制时，选择远程控制，用其他设备远程操作设备。该电气控制下破碎机设备有RS485接口和以太网接口，可以在地面实现集中控制。
4.4.3系统配置
（1）矿用编程控制箱。由PLC模块、电源模块、显示屏、传感器组成，控制箱分手动、自动和远程控制。控制箱对传感器各数据进行采集分析。PLC是控制系统核心，其各I/O模块是可拆卸子排组成，便于维修更换。该系统还具有故障诊断功能，PLC扫描器和适配器发生故障，系统会及时检测并报警。在I/O模块出现故障后，CPU会发现I/O故障并报警。
（2）显示屏。显示屏是10寸触昆仑通态屏，触摸屏设置方便对设备运行实时显示并和控制箱实现数据共享。该显示屏上对生产系统运行、停止、电机电流、故障控制保护等参数以及视频信号都有明确显示，故障报警和运行参数都可追溯。
（3）矿用隔爆磁力启动器。该启动器适用含甲烷气体的运作环境（煤矿井、冶金矿山、发电厂等），启动器具有漏电闭锁、断相、过流、三相不平衡、短路保护等功能，伴随有故障提示，根据需要配备485接口，实现远程通信。
（4）传感器。传感器为BQH24矿用本安型编码器，对于人物两用输送机这种对速度要求高的设备选用速度闭环控制，能保证设备系统运行可靠性。编码器壳体一侧输出传动轴，和继电器输出轴相关旋转机构关联，确保安装重心咬合完整，接口端点整齐。该破碎机电气控制在使用之前其采用继电器进行控制，系统故障频繁，若设备轴瓦缺油没有及时检测，则会导致大瓦粘死，破碎机工作异常。采用先进的电气控制之后，其设备实现了远程控制和智能控制，主机过载、失速等故障能够及时报警，提高了设备的安全性和可靠性，延长了设备使用寿命。
4.5分级破碎机电气控制发展展望
分级破碎机电气控制未来发展的关键在于其与其他控制功能的兼容集成，借由这种集成功能实现分级破碎机智能化程度的不断提升，确保现有应用中存在的不足能有效解决。
a) 主动识别并清除入料杂质。现有分级破碎机的保护功能主要为，当齿辊夹持铁器后自行运转，停止破碎机运行。但是，由于破碎机的入料是基于原煤通过量来判定的，因此，在夹持的瞬间就可能出现煤体填满破碎腔的情况，而破碎腔的清理难度往往又非常大，这就会导致破碎腔的清理耗费大量时间，使得煤矿井下生产的连续开展遭到破坏。有鉴于此，在实际工作中，要及时清除入料中掺入的铁器，这是分级破碎机未来发展的主要方向之一；
b) 智能自检破碎齿磨损程度，并实时提醒作业人员出料粒度变化情况。由于分级破碎机运行时破碎齿会与煤岩体进行持续的挤压、摩擦，这就会导致破碎齿持续受到磨损，长期以往便会引起破碎齿失效，进而使得破碎效果打折，出粒度增加并超出规定范围。在这种情况下，就需要针对破碎齿进行维护或更换。在实际工作中，需要通过对破碎齿真实齿高的实时监测来判定其磨损程度，进而确定具体的检修维护方案。
5结束语
分级破碎机作为煤矿生产作业过程中不可或缺的重要设备之一，其运行质量对矿井生产作业安全意义重大。矿井管理者必须重视相关问题，积极借助现代化电气控制技术不断提升分级破碎机的运行质量，确保其为矿井生产作业的持续开展提供支持，从而为矿井综合效益的显著提升提供坚实的保障。
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论文作者:姜伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/10/9
标签：破碎机论文; 电气控制论文; 设备论文; 控制系统论文; 煤炭论文; 选煤论文; 继电器论文; 《防护工程》2019年第6期论文;