CN203658829U

CN203658829U - 一种矿山机械智能控制装置

Info

Publication number: CN203658829U
Application number: CN201420037539.XU
Authority: CN
Inventors: 李京城
Original assignee: HARBIN HENGLONG ELECTRICAL DEVICE Co Ltd
Current assignee: HARBIN HENGLONG ELECTRICAL DEVICE Co Ltd
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2024-01-22

Abstract

一种矿山机械智能控制装置，它涉及一种矿山机械智能控制装置，本实用新型是为了解决现有的矿山机械控制装置，由于结构简单、智能化程度低，而导致矿山机械在操作过程中，出现操作者劳动强度大、生产效率低和成品率低的问题。一种矿山机械智能控制装置，包括生产管理单元、过程控制单元、能源管理单元、驱动单元和现场控制单元。生产管理单元与现场控制单元连接，现场控制单元与过程控制单元连接，过程控制单元与驱动单元连接，驱动单元与矿山机械设备、电动执行机构和能源管理单元连接。本实用新型适用于矿山机械工程领域。

Description

一种矿山机械智能控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种智能控制装置，尤其涉及一种矿山机械智能控制装置。

背景技术

矿山机械是直接用于矿物开采和富选等作业的机械，通常称为采矿机械和选矿机械，探矿机械的工作原理和结构与开采同类矿物所用的采矿机械大多相同或相似，因此也将探矿机械归类于矿山机械。矿山机械在操作过程涉及对碎石、选料和传输等过程进行控制，传统的控制装置主要靠操作者来操作和控制，智能化程度低，碎石、选料和传输等操作过程，彼此相互独立，很难在同一时间同时进行，导致操作者劳动强度大且生产效率低，另外，由于传统的控制装置只对矿山机械的动作进行简单的控制，无法达到对成品质量进行控制的程度，因而还会导致控制精度低，成品率低且不易管理等问题，因此，需要一种矿山机械智能控制装置，来解决产能落后、劳动强度大等问题，把人们从繁重的体力劳动、以及恶劣、危险的工作环境中解放出来。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有的矿山机械控制装置，由于结构简单、智能化程度低，而导致矿山机械在操作过程中，出现操作者劳动强度大、生产效率低和成品率低的问题，而提出一种矿山机械智能控制装置。

一种矿山机械智能控制装置，包括生产管理单元、过程控制单元、能源管理单元、驱动单元和现场控制单元。

生产管理单元：由n台工控机及m台打印机组成的远方工作站，实现数据查询及打印，其中n为5至100的整数，m为1至10的整数；

过程控制单元：由p台可编程控制器（简称PLC）组成，在组态软件及PLC程序的控制下实现工艺流程的自动化运行，其中p为2至6的整数；

能源管理单元：由1面供电柜，1～2面功率因数补偿柜提供电能，各回路实时采集电能参数经过转换和计算动态显示于主控屏幕上并自动记录；

驱动单元：由变频器、软启动器组和传感器成件，实现工艺过程的自动调节；

现场控制单元：由嵌入式带触摸屏的工控机、自控柜、总电量控制器及就地控制箱组成；

生产管理单元与现场控制单元连接，现场控制单元与过程控制单元连接，过程控制单元与驱动单元连接，其中，驱动单元中的传感器与过程控制单元的前端连接，驱动单元其余机构及元件与过程控制单元的后端连接，驱动单元与矿山机械设备、电动执行机构和能源管理单元连接。

一种矿山机械智能控制装置，现场控制单元具有三种控制模式，分别为：手动控制模式、半自动控制模式和自动控制模式。

所述矿山机械设备包括鳄式破碎机、圆锥破碎机、大型反击式破碎机和中型反击式破碎机。

所述变频器为鳄破变频器、圆锥破变频器、大反击破变频器和中反击破变频器。

其中鳄破变频器为鳄式破碎机变频器的简称，圆锥破变频器为圆锥破碎机变频器的简称，大反击破变频器为大型反击式破碎机变频器的简称，中反击破变频器为中型反击式破碎机变频器的简称。

本实用新型包括以下有益效果：

1、本实用新型所述装置进行全方位的过程控制，最大程度地保证了机械设备的生产效率，减少了工艺流程中的人工干预，大大提高了装置的产品产出率，与传统控制方式相比较，生产效率提高15℅～25℅。

2、本实用新型所述装置工作在PLC组态的程序控制控制模式，减少了工艺流程中的人工干预，极大地降低了工人的劳动强度。同时也有效地预防了人身伤亡事故的发生。

3、本实用新型所述装置采用了前端智能传感器控制，精确的物料称量与控制可以有效改善产出矿料质量。

4、本实用新型所述装置为局域网+远程控制的多层次控制装置，在实时数据库及其管理装置的配合下，提供调度功能及报警管理与检索、历史数据检索、操作日志管理、复杂报表等功能，可以为现代化管理的实施搭建强有力的硬件平台。

5、本实用新型所述装置采用了变频器或软启动器作为启动元件，可以将启动电流控制在3倍以内，大大降低了启动电流。能够减轻启动时对电网的冲击，降低了线路、变压器及控制设备的故障率，同时有效改善了低压重负荷启动性能，充分利用线路及变压器容量。

6、本实用新型所述装置降低了启动电流，启动转矩随之降低，可以有效减少启动时对机械的冲击。这样，降低了传动轴、变速齿轮及液压机构的故障率，减少故障检修停产时间，进一步提高生产率。

附图说明

图1为本实用新型所述装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1来说明本实用新型所述装置，一种矿山机械智能控制装置，包括生产管理单元、过程控制单元、能源管理单元、驱动单元和现场控制单元；

驱动单元：由变频器、软启动器和传感器组成，实现工艺过程的自动调节；

现场控制单元：由q台嵌入式带触摸屏的工控机、q个自控柜、1个总电量控制器及q个就地控制箱组成，q为1至10的整数；

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述生产管理单元由n台工控机及m台打印机组成的远方工作站，实现数据查询及打印，其中n为10至50的整数，m为2至8的整数。其它结构和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述过程控制单元由p台可编程控制器组成，其中p为2。其它结构和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一作进一步说明，所述现场控制单元具有三种控制模式，分别为：手动控制模式、半自动控制模式和自动控制模式。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一作进一步说明，所述现场控制单元中的自控柜用于自动控制模式，就地控制箱用于手动控制模式和半自动控制模式。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式一作进一步说明，所述所述矿山机械设备包括鳄式破碎机、圆锥破碎机、大型反击式破碎机和中型反击式破碎机。

具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式一作进一步说明，所述变频器为鳄破变频器、圆锥破变频器、大反击破变频器和中反击破变频器。

为更好地说明本实用新型的有益效果，详述采用本实用新型所述装置对矿山机械进行智能控制的具体过程。

如图1所示，一种矿山机械智能控制装置，包括生产管理单元、过程控制单元、能源管理单元、驱动单元和现场控制单元；

生产管理单元：由20台工控机及2台打印机组成的远方工作站，实现数据查询及打印；

过程控制单元：由2台可编程控制器（简称PLC）组成，分别为PLC1和PLC2，在组态软件及PLC程序的控制下实现工艺流程的自动化运行；

能源管理单元：由1面供电柜，2面功率因数补偿柜提供电能，各回路实时采集电能参数经过转换和计算动态显示于主控屏幕上并自动记录；

驱动单元：由变频器和软启动器组成，实现工艺过程的自动调节；

现场控制单元：由1台嵌入式带触摸屏的工控机、1个自控柜、1个总电量控制器及1个就地控制箱组成。

对矿山机械进行智能控制的具体过程：

1、启动矿山机械智能控制装置的电源和总电量控制器；

2、启动工控机、打印机、自控柜和就地控制箱；

3、启动过程控制单元，同时打开可编程控制器PLC1、PLC2和鳄破传感器；

4、再启动驱动单元，先打开变频器，打开的先后顺序为：鳄破变频器、圆锥破变频器、大反击破变频器和中反击破变频器，然后打开软启动器；

5、启动能源管理单元，将1面供电柜和2面功率因数补偿柜同时打开；

6、变频器和软启动器分别驱动矿山机械设备和电动执行机构，开始工作，

现场控制单元的控制控制模式有三种，为：手动控制模式、半自动控制模式和自动控制模式。

（1）、手动控制模式：转换开关转至的手动位置，工频指示灯点亮，可进行手动操作，此时每台设备均可单独控制，有集控室控制和现场控制两种方式。手动控制模式一般作为检修控制和后备控制方式从而提高整个控制装置的灵活性和可靠性，停电检修，处理急停后物料压带较严重情况时采用手动控制模式。

（2）、半自动控制模式：从手动控制模式转至半自动控制模式，需等待全部设备停止后，方可转入，将转换开关转至的半自动位置，变频指示灯点亮，可进行半自动操作，实际上半自动运行就是变频器单机运行，操作方式与手动控制模式相同；半自动控制模式下，遇紧急情况可按紧急停车按钮，紧急停车后需等待全部设备停止旋转后，方可进入半自动控制模式运行。在半自动控制模式下运行，每台设备均单独进行启停控制，根据现场工艺需求可以带有一部分安全联锁或工艺联锁。此控制模式适用于机械检修、电气调试或生产分类产量调配。

（3）、全自动控制模式：从手动控制模式或半自动控制模式转至全自动控制模式，需等待全部设备停止后，方可转入，按自动启动按钮，装置投入自动运行；按自动停止按钮，装置自动停止运行。从全自动控制模式转至半自动控制模式或手动控制模式，也等待全部设备停止后，方可转入，这时可立即启动任一台设备。全自动控制模式下，遇紧急情况可按紧急停车按钮，紧急停车后需等待全部设备停止旋转后，方可进入全自动控制模式运行。当装置检测物料为空3分钟后，自动进入怠速状态10分钟后发出怠速停车警告，怠速停车警告3分钟后停车，在此期间按下继续等待按钮装置继续怠速运行，按唤醒按钮装置恢复正常运行，投料需等待设备转速正常后进行。在全自动控制模式下，组态软件及PLC程序按照预定的工艺要求及现场返回信号智能做出判断，自动控制设备的启停及运行工况以使装置工作在最优化状态。

7、矿山机械设备和电动执行机构的运行状态数据通过可编程控制器PLC1和PLC2传送给现场控制单元，便于对矿山机械设备和电动执行机构进行实时监控。

Claims

1.一种矿山机械智能控制装置，其特征在于它包括生产管理单元、过程控制单元、能源管理单元、驱动单元和现场控制单元；

生产管理单元：由n台工控机及m台打印机组成的远方工作站，其中n为5至100的整数，m为1至10的整数；

过程控制单元：由p台可编程控制器组成，其中p为2至6的整数；

能源管理单元：由1面供电柜和1～2面功率因数补偿柜组成；

驱动单元：由变频器、软启动器和传感器组成；

现场控制单元：由q台嵌入式带触摸屏的工控一体机、q个自控柜、1个总电量控制器及q个就地控制箱组成，q为1至10的整数；

生产管理单元与现场控制单元连接，现场控制单元与过程控制单元连接，过程控制单元与驱动单元连接，其中，驱动单元中的传感器与过程控制单元的前端连接，驱动单元其余机构及元件与过程控制单元的后端连接，驱动单元与矿山机械设备和能源管理单元连接。

2.如权利要求1所述的一种矿山机械智能控制装置，其特征在于所述生产管理单元由n台工控机及m台打印机组成的远方工作站，实现数据查询及打印，其中n为10至50的整数，m为2至8的整数。

3.如权利要求1所述的一种矿山机械智能控制装置，其特征在于所述过程控制单元由p台可编程控制器组成，其中p为2。

4.如权利要求1、2或3所述的一种矿山机械智能控制装置，其特征在于所述现场控制单元具有三种控制模式，分别为：手动控制模式、半自动控制模式和自动控制模式。

5.如权利要求1、2或3所述的一种矿山机械智能控制装置，其特征在于所述现场控制单元中的自控柜用于自动控制模式，就地控制箱用于手动控制模式和半自动控制模式。

6.如权利要求1、2或3所述的一种矿山机械智能控制装置，其特征在于所述矿山机械设备包括鳄式破碎机、圆锥破碎机、大型反击式破碎机和中型反击式破碎机。

7.如权利要求6所述的一种矿山机械智能控制装置，其特征在于所述变频器为鳄破变频器、圆锥破变频器、大反击破变频器和中反击破变频器。