CN104874469A - 破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于选矿工艺扬尘治理技术领域，尤其是涉及一种破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统，包括喷淋供水管路，设在此喷淋供水管路上的喷淋头，其特征在于与喷淋供水管路还连接有自动控制系统，所述的自动控制系统包括变频器、智能数显仪、喷淋电磁阀和连接各个元件的连接导线。本发明可实现智能自动喷淋——有矿料实施喷淋、无矿料不喷淋，具有投资小、成本回收快、实用性强等特点，对矿山皮带运输系统环保、安全文明生产具有重大意义。

Description

破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统及控制方法

技术领域

本发明属于选矿工艺扬尘治理技术领域，尤其是涉及一种破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统及控制方法。

背景技术

目前，矿石破碎系统中，为使矿石破碎机达到最佳效率，通常给矿皮带运输机选择变频调速驱动，利用速度调节，以保证其具有稳定的供矿强度，进而使矿石破碎机具有合理的台时利用率。而给矿皮带运输机上的皮带机喷淋系统是利用检测驱动电动机的负荷电流和延时电路来确定皮带头部和尾部的喷淋点，由于矿石破碎系统的给矿皮带机需要调速（调整破碎机台时）的电动机，延迟时间与皮带机运行速度和长度有关，给矿皮带速度实时处于调整过程中，造成喷淋定位不准确；破碎系统中的皮带运输电动机所配置的变频器工作范围在工频（0-50Hz）之间，现通用电流互感器是按照工频50HZ设计的，由电动势计算公式 E=4.44f NΦ  可知，当磁通Φ恒定时，互感器感应电动势与频率成正比，所以当频率f低于工频时，感应电动势偏低，导致实测短路电流有误差；变频器提供给电动机的三相电流中含有高次谐波分量，也会造成电流互感器的检测电流值存在偏差；由于给矿皮带为恒转矩负载特性，如果以电流I为检测参数，那么在起动或升速过程中，动态电流将达1.1倍电动机的额定电流（这是由变频器电流限值决定的，否则将更高），则会导致喷淋系统误起动，造成无料喷淋。以上原因造成了系统工作精度不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过变频器输出功率检测实现高精度控制的破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统及控制方法，来实现环境保护，降低矽肺的发生，并保证安全文明生产。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统，包括喷淋供水管路，设在此喷淋供水管路上的喷淋头，其特征在于与喷淋供水管路还连接有自动控制系统，所述喷淋头上设有喷淋电磁阀，所述的自动控制系统包括变频器、智能数显仪和连接各个元件的连接导线。

所述的变频器包括变频器I/O板。

所述的智能数显仪包括集成仪表芯片和双排四位LED。

一种破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）变频调速矿石皮带输送机一般用于中、细破给矿皮带机，现场统称为给矿皮带。由于给矿皮带电动机的实际功率可由给矿皮带变频器的输出功率来反映（可认为电动机消耗的功率与变频器输出的功率相等)，因此提取变频器的输出功率信号，计算实际输出功率与额定功率的百分比值，并由变频器的模拟I/O板据计算结果对应转换为DC 0-20mA标准电流信号，输送给智能数显仪；

（2）智能数显仪对来自变频器的实时电流信号进行接收，并标定电流输入信号下限接点（K1）、上限接点（K2）的电流设定值（Isd）。电流设定值是决定喷淋装置工作的条件，将给矿上距离尾漏为皮带全长的40%部分的物料所对应的变频器输出功率的电流标定为Isd1；将给矿皮带上皮带全长的90%部分的物料所对应的变频器输出功率的电流标定为Isd2；

（3）当实测功率电流≥Isd1时，智能数显仪输出下限接点（K1）接通喷淋电路，实施喷淋，对皮带机距尾漏20%的皮带长度的扬尘段进行喷淋作业；

（4）当实测功率电流≥Isd2时，智能数显仪输出上限接点（K2）接通喷淋电路，实施破碎机腔体的喷淋。

本发明的优点：

（1）本发明的破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统可实现智能自动喷淋——有矿料实施喷淋、无矿料不喷淋，来实现环境保护与安全生产；

（2）本发明的破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统具有投资小、成本回收快等特点，与给矿皮带机配合使用，对给矿皮带和破碎机腔体进行喷淋作业，实用性强，对矿山皮带运输系统安全文明生产意义极大；

（3）本发明的破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统用水量少，可防止由于喷水量过大而使下部作业皮带打滑、跑偏，进而造成掉矿等生产性事故。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明图的电路原理图。

图3为变频器模拟I/O板功能框图。

图4为通用型智能数显仪盘面及外部接线简图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明的破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统，包括喷淋供水管路3，设在此喷淋供水管路3上的喷淋头2，其特征在于与喷淋供水管路3还连接有自动控制系统4，所述喷淋头2上设有喷淋电磁阀1，所述的自动控制系统4包括变频器、智能数显仪和连接各个元件的连接导线。

所述的变频器包括变频器I/O板。

所述的智能数显仪包括集成仪表芯片和双排四位LED。

本发明是通过对变频调速矿石皮带输送机的功率检测及智能数显仪的相互配合，将变频调速矿石皮带输送机上距离尾漏5为皮带全长的40%部分和给矿皮带上皮带全长的90%部分两处作为标定位置进行喷淋，即皮带机尾漏5部分采用段式喷淋，破碎机腔体6位置设置为扬尘点进行定位喷淋，使整个喷淋过程既可以做到及时、准确的喷淋，又可避免喷淋量过大而造成的下道工艺发生皮带机跑偏、打滑等故障的发生；并可实现智能自动喷淋——有矿料实施喷淋、无矿料不喷淋，来实现环境保护与安全生产。

一种破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）变频调速矿石皮带输送机一般用于中、细破给矿皮带机，现场统称为给矿皮带。由于给矿皮带电动机的实际功率可由给矿皮带变频器的输出功率来反映（可认为电动机消耗的功率与变频器输出的功率相等)，因此提取变频器的输出功率信号，计算实际输出功率与额定功率的百分比值，并由变频器的模拟I/O板据计算结果对应转换为DC 0-20mA标准电流信号，输送给智能数显仪；

（2）智能数显仪对来自变频器的实时电流信号进行接收，并标定电流输入信号下限接点（K1）、上限接点（K2）的电流设定值（Isd）。电流设定值是决定喷淋装置工作的条件，将给矿上距离尾漏5为皮带全长的40%部分的物料所对应的变频器输出功率的电流标定为Isd1；将给矿皮带上皮带全长的90%部分的物料所对应的变频器输出功率的电流标定为Isd2；

（3）当实测功率电流≥Isd1时，智能数显仪输出下限接点（K1）接通喷淋电路，实施喷淋，对皮带机距尾漏20%的皮带长度的扬尘段进行喷淋作业；

（4）当实测功率电流≥Isd2时，智能数显仪输出上限接点（K2）接通喷淋电路，实施破碎机腔体6的喷淋（见图2）。

因此可以实现对扬尘点（段）的喷淋，即对尾漏5附近扬尘段的物料进行喷淋作业和破碎机腔体6的扬尘点喷淋作业。

表1以电动机的功率为基本单位，列出变频器输出的反映电动机功率DC 0-20mA电流信号与智能数显仪下限、上限开关动作值的对应关系。

表1

变频器输出0-20MA	0	5	8	10	15	18	20
								电动机消耗功率百分比	0	20	40	50	75	90	100
智能数显仪开关动作值			低位K1			高位K2
								喷淋部位			给矿皮带尾漏附近			破碎机腔体

变频器模拟I/O板输出电动机实际功率的DC 0-20mA标准电流信号输出的标定：（以西门子6SE71系列为例，见图3）

1、K0023为变频器输出开关量连接器，反映变频器内部提供给给矿皮带电动机的实际功率值的数字量信号；

2、变频器可编程参数P640.1用于选择变频器模拟输出信号源，当P640.1=0023建立变频器内部开关量连接器与变频器模拟I/O输出信号的连接；

3、变频器可编程参数P643.1用于标定变频器输出参数的比例系数，当P643.1=1时变频器可100%输出其输入信号；

4、变频器可编程参数P644.1用于修正变频器模拟输出信号的偏差，当P644.1=0时表明无需修正参数；

5、D/A数模转换器完成数字与模拟信号的转换，将数字化的信号转换为DC 0-20mA的标准电流信号；

6、端子X102/19、20为变频器模拟I/O输出端子，将其输出的DC  0-20mA的标准电流信号，与智能数显仪建立信号联系。

通用型智能数显仪的标定：（见图4）

1、接线端子1、2为智能数显仪的工作电源；

2、接线端子4、5为智能数显仪低限位开关输出接点K1，用于连接喷淋电路实现给矿皮带尾漏附近段落的喷淋；

3、接线端子6、7为智能数显仪高限位开关输出接点K2，用于连接喷淋电路实现中、细破碎机腔体的点的喷淋；

4、接线端子13、16为智能数显仪DC  0-20mA的标准电流信号输入端，用于与变频器模拟I/O输出端子建立信号联系；

5、“SET”“MAN”为智能数显仪的设定键和菜单键，对于DC  0-20mA的标准电流信号输入；用于完成低限位开关输出接点K1和高限位开关输出接点K2的标定。

具体标定操作过程如下：

以XX矿选破作业区中破给矿皮带机全长L= 80米，驱动电动机为Y315L1—6  110KW，选用西门子6SE71系列变频器为例，说明喷淋装置的标定：

1、智能数显仪输入信号类型选择：

在仪表正常运行状态下先按“SET”键再按“MAN”键进入菜单设定；按压“                                               ”、“”和“”按钮选择菜单中的“IN”输入信号类型选择为16，对应输入为DC  0-20mA的标准电流信号；按“SET”确认；

2、低限位开关输出接点K1的标定：

在仪表正常运行状态下先按“SET”键再按“MAN”键进入菜单设定；按压“”、“”和“”按钮选择菜单中的“SP2 ”低限值设定，动作对应智能数显仪K1接点闭合，对给矿皮带尾漏附近的一段皮带喷淋，此时智能数显仪LED的测量值“PV”显示为 0-20的数字范围；智能数显仪LED的设定值“SV”设定为 8的数字；按“SET”确认；本例当测量值“PV” ≥设定值“SV”等于8，对应智能数显仪K1接点闭合；此时变频器输出给电动机功率的40%即44KW；

3、高限位开关输出接点K2的标定：

在仪表正常运行状态下先按“SET”键再按“MAN”键进入菜单设定；按压“”、“”和“”按钮选择菜单中的“SP1”高限值动作对应智能数显仪K2接点闭合，对中、细破碎机腔体实施点式喷淋；此时智能数显仪LED的测量值“PV”显示为 0-20的数字范围；智能数显仪LED的设定值“SV”设定为 18的数字；按“SET”确认；本例当测量值“PV” ≥设定值“SV” 等于18，对应智能数显仪K2接点闭合；此时变频器输出给电动机功率的90%即99KW；

喷淋接点K1闭合点亮给矿皮带及破碎机腔体自动喷淋装置盘面低限HL指示灯，开始段喷淋，对应给矿皮带距尾漏5 为20%的皮带长度即16米段落的喷淋。

喷淋接点K2闭合点亮给矿皮带及破碎机腔体6自动喷淋装置盘面高限HH指示灯，开始点喷淋，对应给矿皮带距尾漏5为90%的皮带长度，对中、细破碎机腔体6的点实施喷淋，实现最大限度地达到降尘效果。

转换开关SZK设置了“检修、喷淋”功能，“喷淋”位功能：当智能数显仪K1或K2触点闭合，喷淋电路中的中间继电器KA或KB线圈得电，点亮低限HL和高限HH喷淋指示灯；中间继电器KA或KB常开触点闭合立即启动喷淋电磁阀DC1-DC4实施喷淋作业；“检修”位功能：考虑雨雪天气不需要喷淋时，使用 “检修”位使喷淋电路处于断开状态。

装置中的SY-试验按钮（代替触点KA和KB）对喷淋电磁阀性能和供水管路的检修测试。根据不同皮带机的长度；采用的电磁阀数量可以进行调整，本例中给矿皮带机尾漏5部分可均匀安装3个电磁阀、破碎机腔体6部位可安装1个电磁阀来实现。

本发明选用功率P作为检测参数时，由于起动时转速较低，转矩也比带负荷时低，由计算公式 可知，功率值P也很低，因此不会超过40%额定功率，喷淋系统不会误动作；只有在起动完成后运输机带负荷运转，功率值P达到设定值之上时，才能动作可靠，实现智能化喷淋，大大提高了控制的准确性。

Claims (4)

1.一种破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统，包括喷淋供水管路，设在此喷淋供水管路上的喷淋头，其特征在于与喷淋供水管路还连接有自动控制系统，所述喷淋头上设有喷淋电磁阀，所述的自动控制系统包括变频器、智能数显仪和连接各个元件的连接导线。

2.根据权利要求1所述的破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统，其特征在于所述的变频器包括变频器I/O板。

3.根据权利要求1所述的破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统，其特征在于所述的智能数显仪包括集成仪表芯片和双排四位LED。

4.一种破碎机腔体及皮带输送机的自动喷淋系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）变频调速矿石皮带输送机一般用于中、细破给矿皮带机，现场统称为给矿皮带；

由于给矿皮带电动机的实际功率可由给矿皮带变频器的输出功率来反映（可认为电动机消耗的功率与变频器输出的功率相等)，因此提取变频器的输出功率信号，计算实际输出功率与额定功率的百分比值，并由变频器的模拟I/O板据计算结果对应转换为DC 0-20mA标准电流信号，输送给智能数显仪；

（2）智能数显仪对来自变频器的实时电流信号进行接收，并标定电流输入信号下限接点（K1）、上限接点（K2）的电流设定值（Isd）；

电流设定值是决定喷淋装置工作的条件，将给矿上距离尾漏为皮带全长的40%部分的物料所对应的变频器输出功率的电流标定为Isd1；将给矿皮带上皮带全长的90%部分的物料所对应的变频器输出功率的电流标定为Isd2；

（3）当实测功率电流≥Isd1时，智能数显仪输出下限接点（K1）接通喷淋电路，实施喷淋，对皮带机距尾漏20%的皮带长度的扬尘段进行喷淋作业；        

（4）当实测功率电流≥Isd2时，智能数显仪输出上限接点（K2）接通喷淋电路，实施破碎机腔体的喷淋。