CN104511366B - 一种液压圆锥破碎机的智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，包括破碎机主机、送料装置、润滑系统、液压系统，以及与破碎机主机、送料装置、润滑系统、液压系统连接的CIS自动化控制系统，所述CIS自动化控制系统包括用CIS总线或太网总线彼此连接的电源单元、人机界面、控制单元、功率测量单元、油箱测量单元、与所述液压系统连接的液压传动单元和手动控制开关，所述电源单元对人机界面、功率测量单元进行供电；所述油箱测量单元上连接位置传感器、压力传感器、温度传感器；本发明自动调节破碎机，和保护破碎机防止过负荷，降低人工操作劳动强度，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及矿山机械领域，尤其是涉及一种液压圆锥破碎机的智能控制系统。
背景技术
液压圆锥破碎机智能控制系统，主要由破碎机主机、送料装置、润滑系统、液压系统以及自动化控制系统构成。现有圆锥破碎机控制系统一般是主机控制和液压润滑控制分开独立控制，控制所需要参数多为开关量控制，其参数调节主要靠人工调节，且不能对主机的运行状况进行实时的监控，或者无法记录历史数据并进行智能自动调节和补偿。破碎机在带物料运转时，负荷波动大，无法实时调节使得破碎机在保证一定磨损量下工作效能的最大化。在实际操作中，操作员在手动调整出料设置时，设定值必须保持足够大，以避免可能的过负荷情况，因此使用破碎机时，不能达到其最大潜能。
发明内容
本发明的目的之一，是为了提供一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，自动调节破碎机，和保护破碎机防止过负荷，降低人工操作劳动强度，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明的技术方案是
一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，包括破碎机主机、送料装置、润滑系统、液压系统，以及与破碎机主机、送料装置、润滑系统、液压系统连接的CIS自动化控制系统，其特征在于：所述CIS自动化控制系统包括用CIS总线或太网总线彼此连接的电源单元、带有彩色触摸屏的人机界面、控制单元、功率测量单元、油箱测量单元、与所述液压系统连接的液压传动单元和手动控制开关，所述电源单元对人机界面、功率测量单元进行供电；
所述油箱测量单元上连接位置传感器、压力传感器、温度传感器；
所述液压传动单元上设有用于检测液压泵接触器的接触器信号单元、用于液压泵电机过负荷保护器的保护信号单元、发送给其它设备用于表明破碎机能否接收给料的给料信号单元，并将所检测到的数字信号通过液压传动单元柜内的I/O单元发送，并通过CIS总线，向前发送给所述控制单元。
对发明做进一步优选，所述人机界面上配置4个USB接口。
对发明做进一步优选，所述人机界面上设有运行监控界面、运行数据界面、历史记录界面、报警信息界面和参数设定界面。
对发明做进一步优选，所述控制单元采用微软的Windows Embedded Compact操作系统，且所述控制单元采用太网通讯模式或光纤通讯模式。
对发明做进一步优选，所述手动控制开关直接连接到所述液压系统中液压泵电机的接触器，并独立于CIS系统。
对发明做进一步优选，所述功率测量单元连接所述破碎机主机上的驱动电机，所述功率测量单元配备电流互感器的功率变送器，用于测量驱动电机的传动功率，来自功率变送器的信号经由CIS总线向前传送到控制单元。
本发明是针对圆锥破碎机的设置和调节的智能控制系统，其作用是自动调节破碎机，和保护破碎机过负荷等情况对破碎机的损害，并且可以监控显示破碎机现有的运行状况数据和历史数据，设定保存不同的破碎程序，以便帮助客户在不同的工况中选择最优的破碎程序，保证破碎机运行在最佳工况和发挥最大性能。
本发明是基于Windows操作系统开发，不仅操作简单而且可以依用户增加其他一些辅助功能，譬如控制单元还提供了诸多与装置内其它系统通讯的可能性。
圆锥破碎机由CIS自动化控制系统控制时，系统保持设定值尽可能接近机器允许的最大值，但没有损害机器的危险。这样一来，CIS有助于用户得到更高的产量，更好的破碎效果，和改善产品的分布。此外，可以得到更好的产品形状。更进一步的优点是，可以更好地利用破碎机的耐磨衬板。
CIS自动化控制系统监控圆锥破碎机的性能，并确保测量的数值保持在系统中事先设置的许可权限内。如果超出了这些极限，CIS自动化控制系统将调整设置，直到得到需要的数值。
所述人机界面采用了一块集成的彩色触摸屏，几乎可以安装在任何想要的位置，但主要安装在控制室中。其也可以与本地装置内的其它系统通讯。
本发明中：
所述功率测量单元连接用于提供破碎机旋转动力的驱动电机，如果必要，还有一台变压器，测量破碎机驱动电机的传动功率，来自功率变送器的信号经由CIS总线向前传送到控制单元，如果电机为高电压型，功率变送器需要的电压通过适当的高电压变压器测量。
本发明中所述油箱测量单元上连接位置传感器、压力传感器、温度传感器，提供控制单元监控和调节破碎机所需要的测量值和信号。其中位置传感器C1S安装于破碎机主轴下部支撑活塞上，用于测量主轴的竖直方向位移；其中压力传感器C2S安装于液压油油箱与破碎机液压油缸之间，用于测量破碎机液压系统中的压力；其中温度传感器C3S用于测量从破碎机返回到油箱的润滑油温度。来自这些传感器的信号输送到一个称作TBS的分布式输入/输出(I/O)单元中。这一分布式I/O单元通过以太网总线(也称作CIS总线)，将测量值进一步输送到控制单元。
所述液压传动单元上设有用于检测液压泵接触器的接触器信号单元、用于液压泵电机过负荷保护器的保护信号单元、发送给其它设备的表明破碎机能够接收给料的给料信号单元，所检测到的数字信号通过液压传动单元柜内的I/O单元发送，并通过CIS总线，向前发送给所述控制单元，其中所述接触器信号单元对液压泵接触器进行控制并告知系统，接触器打开和关闭，向上下移动主轴(和动锥衬板)的泵电机提供功率；表示系统检测到警报状况的警报信号。如果液压泵电机过负荷，所述保护信号单元会通知系统执行跳闸动作。
所述手动控制开关直接连接到液压泵电机的接触器，并用于独立于CIS系统升高和降低主轴。C1开关一般不启动，当CIS系统发生故障时，可以用于手动控制破碎机主轴的上升和下降。
所述人机界面通过分布式I/O单元连续得到下列相关信息，包括：(1)圆锥破碎机之驱动电机的传动功率；(2)液压系统中的压力，该数值表征圆锥破碎机内的破碎作用力；(3)臂架毂底边与头螺母顶部之间的距离H(毫米或英寸)，这也称作H尺寸，用于描述主轴的位置。H尺寸也用于计算圆锥破碎机的设置(也称作CSS)和锰的磨损。如果升高动锥衬板，以便减少设定值或补偿磨损，H尺寸将减小。
其中所述人机界面设有五个界面：
运行监控界面：监控破碎机运行状态的主要画面，显示目前破碎机执行的程序名，显示并设目前破碎机的操作模式，显示主驱动电机的功率，显示排料口尺寸大小，液压油压力大小以及主轴位置尺寸H，该界面除了显示以上数据外，还可以针对运行运行程序的文件名作修改、增加以及执行，设置破碎机手动或者自动操作模式。
运行数据界面：除了在运行监控界面上的显示几个重要数据，还增加了各种状态的操作时间，包括最初启动、更换衬板、最后标定以及自复位后的操作时间统计。且显示了主轴处于最大位置时所显示的H尺寸值。
历史记录界面：该界面可以通过手动设置查询时间，精确地查看包含上述所说的运行数据的历史记录，以便更好地调整破碎程序或者设置破碎机的最优化工作状态。
报警信息界面：该界面可以通过设置查询时间，精确地查看历史故障警报信息。
参数设定界面：该界面可以针对所控制的破碎机设定一些基本的参数，该参数是整个CIS系统执行动作的依据，包括功率变送器跨距、电机输出功率、H尺寸最小警示值、润滑油极限温度、位置传感器量程、压力传感器量程、功率变送器量程、温度传感器量程。该界面也可以查看整个CIS系统连接状态图，显示系统各连接线路是否连通。
本发明与现有技术相比较，具有以下的有益效果：
1、本发明利用先进的计算机控制技术，真正实现自动调节破碎机，优化破碎性能、防止和保护破碎机过载损坏。
2、本发明可记录、检测和显示破碎机的即时运行状况、功率、压力、温度和目前所选择的破碎程序，更重要的是根据系统显示的破碎机状态，可帮助客户及时调整和选择最优的破碎程序，保证破碎机运行在最佳工况和发挥最大的性能。
3、本发明具有存储历史运行数据、报警和故障诊断等功能，可提供各种有用的信息帮助运行管理人员及时发现破碎机运行故障和问题，并通过数据分析，帮助管理人员及时了解破碎机生产效率的波动，真正帮助客户实现“智能化”管理。
4、本发明操作系统是基于Windows平台，具有可靠性高、兼容性强、易操作的特点，便于用户下载和保存破碎机的历史运行数据。
5、本发明CIS系统的破碎机排矿口校准已变得十分简单，在系统对排矿校准中运行了程序化处理，可实现一键操作。
6、本发明CIS系统可容易实现与其他系统的通讯连接，可实现与客户中控室的计算机系统实现通讯连接。
7、本发明当破碎机安装了CIS控制系统时，系统保持设定值并使破碎机尽可能接近机器允许的最大值允许，且无损害机器之虞。因此，CIS系统不仅有助于获得更高的处理量，而且能获得更好的破碎效果，提高破碎机的生产效率，且可大大提高耐磨衬板的使用寿命。
8、本发明CIS系统监控圆锥破碎机的性能，并确保测量的数值保持在系统中事先设置的许可权限内，提高了设备运行的安全性。
由上可知，本发明自动调节破碎机，和保护破碎机防止过负荷，降低人工操作劳动强度，提高工作效率。
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
附图说明
图1为本发明的框架示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例公开了一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，包括破碎机主机、送料装置、润滑系统、液压系统，以及与破碎机主机、送料装置、润滑系统、液压系统连接的CIS自动化控制系统，其特征在于：所述CIS自动化控制系统包括用CIS总线或太网总线彼此连接的电源单元1、带有彩色触摸屏的人机界面2、控制单元3、功率测量单元4、油箱测量单元5、与所述液压系统连接的液压传动单元6、手动控制开关7，所述电源单元1对人机界面2、功率测量单元4进行供电；所述油箱测量单元5上连接位置传感器8、压力传感器9、温度传感器10；所述液压传动单元6上设有用于检测液压泵接触器的接触器信号单元、用于液压泵电机过负荷保护器的保护信号单元、发送给其它设备的表明破碎机能够接收给料的给料信号单元，所检测到的数字信号通过液压传动单元柜内的I/O单元发送，并通过CIS总线，向前发送给所述控制单元3。
本发明中所述人机界面2上配置4个USB接口，可以依需求增加辅助装置，比如键盘鼠标等，符合人性化设计。所述人机界面2上设有运行监控界面、运行数据界面、历史记录界面、报警信息界面和参数设定界面。所述控制单元3采用微软的Windows Embedded Compact操作系统，且所述控制单元3采用太网通讯模式或光纤通讯模式，所述手动控制开关7直接连接到所述液压系统中液压泵电机的接触器，并独立于CIS系统，所述功率测量单元4连接所述破碎机主机上的驱动电机，所述功率测量单元4配备电流互感器的功率变送器，用于测量驱动电机的传动功率，来自功率变送器的信号经由CIS总线向前传送到控制单元3。
本发明在实际作业过程中，工作人员在所述人机界面2上进行数据设计，保持设定值尽可能接近机器允许的最大值，但没有损害机器的危险。这样一来有助于得到更高的产量，更好的破碎效果和改善产品分布。此外，可以得到更好的产品形状。更进一步的优点是，可以更好地利用破碎机的耐磨衬板。
工作人员开启破碎机，所述电源单元1对人机界面2、功率测量单元4进行供电，所述液压传动单元6上的接触器信号单元11对液压泵接触器进行监测、保护信号单元12对液压泵电机过负荷保护器进行检测、给料信号单元13对破碎机能否接收给料进行检测，并将所检测到的数字信号通过液压传动单元6柜内的I/O单元发送，并通过CIS总线，向前发送给所述控制单元3；如果液压泵电机过负荷，保护信号单元12会通知系统执行跳闸动作；接触器信号单元11可以对接触器打开和关闭，向上下移动主轴(和动锥衬板)的泵电机提供功率；表示系统检测到警报状况的警报信号。
位置传感器8安装于破碎机主轴下部支撑活塞上，用于测量主轴的竖直方向位移；压力传感器9安装于液压油油箱与破碎机液压油缸之间，用于测量破碎机液压系统中的压力；温度传感器10用于测量从破碎机返回到油箱的润滑油温度。来自这些传感器的信号输送到油箱测量单元的分布式输入/输出(I/O)单元中，这一分布式I/O单元通过以太网总线(也称作CIS总线)，将测量值进一步输送到控制单元3。本发明在控制单元3上可以监控圆锥破碎机的性能，并确保测量的数值保持在系统中事先设置的许可极限内。如果超出了这些极限，将自动调整设置，直到得到需要的数值。
本发明可以根据两个基本的原则，对破碎机的性能实施调节：
(1)保持恒定和预定的设置。
(2)保持恒定和预定的破碎机负荷。
本发明系统检查输入信息，并与许可的水平进行比较。系统检测和记录重复的压力峰值，并通过运转液压泵来回应，以便增大或减小设置。系统也将给出不同种类的警告和警报，例如，显示锰接近寿命极限，或传感器有故障。
以上所述仅为本发明的实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (6)
1.一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，包括破碎机主机、送料装置、润滑系统、液压系统，以及与破碎机主机、送料装置、润滑系统、液压系统连接的CIS自动化控制系统，其特征在于：所述CIS自动化控制系统包括用CIS总线或太网总线彼此连接的电源单元、带有彩色触摸屏的人机界面、控制单元、功率测量单元、油箱测量单元、与所述液压系统连接的液压传动单元和手动控制开关，所述电源单元对人机界面、功率测量单元进行供电；
所述油箱测量单元上连接位置传感器、压力传感器、温度传感器；
所述液压传动单元上设有用于检测液压泵接触器的接触器信号单元、用于液压泵电机过负荷保护器的保护信号单元、发送给其它设备用于表明破碎机能否接收给料的给料信号单元，并将所检测到的数字信号通过液压传动单元柜内的I/O单元发送，并通过CIS总线，向前发送给所述控制单元。
2.根据权利要求1所述一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，其特征在于：所述人机界面上配置4个USB接口。
3.根据权利要求1所述一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，其特征在于：所述人机界面上设有运行监控界面、运行数据界面、历史记录界面、报警信息界面和参数设定界面。
4.根据权利要求1所述一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，其特征在于：所述控制单元采用微软的Windows Embedded Compact操作系统，且所述控制单元采用太网通讯模式或光纤通讯模式。
5.根据权利要求1所述一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，其特征在于：所述手动控制开关直接连接到所述液压系统中液压泵电机的接触器，并独立于CIS系统。
6.根据权利要求1所述一种液压圆锥破碎机的智能控制系统，其特征在于：所述功率测量单元连接所述破碎机主机上的驱动电机，所述功率测量单元配备电流互感器的功率变送器，用于测量驱动电机的传动功率，来自功率变送器的信号经由CIS总线向前传送到控制单元。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An intelligent control system for hydraulic cone crusher Effective date of registration: 20211130 Granted publication date: 20170118 Pledgee: Zhuji Branch of Industrial and Commercial Bank of China Ltd. Pledgor: ALLIS SAGA MINING AND CONSTRUCTION CO.,LTD. Registration number: Y2021980013567 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220110 Granted publication date: 20170118 Pledgee: Zhuji Branch of Industrial and Commercial Bank of China Ltd. Pledgor: ALLIS SAGA MINING AND CONSTRUCTION CO.,LTD. Registration number: Y2021980013567 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An intelligent control system of hydraulic cone crusher Effective date of registration: 20220117 Granted publication date: 20170118 Pledgee: Bank of Ningbo Co.,Ltd. Shaoxing Branch Pledgor: ALLIS SAGA MINING AND CONSTRUCTION CO.,LTD. Registration number: Y2022980000585 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230510 Granted publication date: 20170118 Pledgee: Bank of Ningbo Co.,Ltd. Shaoxing Branch Pledgor: ALLIS SAGA MINING AND CONSTRUCTION CO.,LTD. Registration number: Y2022980000585 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An Intelligent Control System for Hydraulic Cone Crusher Effective date of registration: 20230613 Granted publication date: 20170118 Pledgee: Bank of Ningbo Co.,Ltd. Shaoxing Branch Pledgor: ALLIS SAGA MINING AND CONSTRUCTION CO.,LTD. Registration number: Y2023980043803 |