[实用新型]磁重选设备控制系统

说明书

一、技术领域

    本实用新型属于矿用磁重选设备技术领域，具体涉及到磁重选设备的控制系统。

二、背景技术

磁重选设备是一种铁矿选矿设备，工作过程是先将矿浆给入进矿箱中，然后进入到给矿管中，从管底部进入到矿浆的选别区域，利用线圈运动变化的磁场作用把矿浆中的有用矿物选别出来。磁场的大小、磁场的运动方式、选别水量的控制、压力信息的反馈是磁重选设备的关键部分，直接影响了磁重选设备的选别效果和设备的可靠性。目前的磁重选设备没有实现真正全自动控制，没有运用到PLC和触摸屏的联合控制。一般是采用电气元件的硬件直接控制或者是运用单片机来实现自动控制功能。这样做的缺点是不能实现实时的可视化监控和操作，无法让反馈量与输出量汇总和计算，最终实现整个系统的全自动控制，以达到平衡磁重选设备的最优运行状态。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种磁重选设备控制系统，将PLC和触摸屏运用到磁重选设备的控制系统中，提高磁重选设备的控制效果。

本实用新型是以PLC为中心处理部件，外围由触摸屏HMI、电流互感器TA、压力变送器PT1和PT2、电动阀门YM1和YM2、整流模块IGBT1和IGBT2共同组成控制系统，PLC与触摸屏HMI之间用RS485数据连接线连接，触摸屏HMI外部电源为直流24V；电流互感器TA与PLC连接，给PLC输入0~10VDC模拟量信号；压力变送器PT1和PT2与PLC1相连接给PLC输入4~20mA的模拟量信号；电动阀门YM1和YM2的输出信号OUT+和OUT-端子与PLC1相连接，给PLC1输入4~20mA的模拟量信号；电动阀门YM1和YM2的输入信号IN+和IN-端子与PLC2相连接，PLC2给电动阀门YM1和YM2提供4~20mA的模拟量控制信号；整流模块IGBT1和IGBT2与PLC3相连接，PLC3给IGBT1和IGBT2提供4~20mA的模拟量控制信号。

磁重选设备的工作原理是具有一定浓度的矿浆从设备的给料口进入到设备的选别筒体内，选别筒体内有一定的磁场存在，在筒体内的轴向方向磁场的大小和通断时间形成一定周期的变化。另外在设备下部有一定压力的选别水的作用，矿浆在通过筒体内部时在磁场和选别水的双重作用下，矿浆中所夹杂的脉石部分被分离出去，由于选别水的作用脉石部分不断的从选别筒体的轴向上方运动到设备上部的溢流槽内，然后通过铁矿选矿厂的尾矿管道排出。经过选别后的矿浆在磁场力的作用下运动到设备的下部锥形筒内，达到一定的选别浓度后通过管道排出，得到合格的精矿产品。本实用新型运用PLC的自动化控制和触摸屏的可视化操作来实现磁重选设备的整个选别过程。所以PLC和触摸屏是自动控制系统的关键部分。PLC作为中心控制单元，与触摸屏建立起信息交流平台，将设备运行中的主要参数变化量，显示到触摸屏上；将需要的设定参数值通过触摸屏反馈到PLC内部。本实用新型设计合理，自动化程度高，生产操作方便，在磁重选设备的工作运行过程中提高了磁选作业的选别效果。给磁重选设备的改造提供了有力支持。

四、附图说明

图1 为本实用新型的自动化控制系统逻辑图；

图2 为本实用新型的电气原理图；

五、具体实施方式

    PLC、PLC1、PLC2和PLC3分别采用S7-200 CPU224XPCN、EM231、EM232-1和EM232-2，它们之间的连接是通过模块自带的连接线来连接。PLC的电源是L和N两个端子，电压为220VAC，M和A＋分别连接电流互感器TA-和TA+， TA-和TA+之间为0~10VDC的反馈信号。TA+为正极，TA-为负极。线号为1、3、5、7、9、11、13与L组成输出继电器控制接线。1号线与L连接指示灯HL1，作为电源显示；3号与L连接交流接触器KM1线圈；5号与L连接时间继电器线圈KT1；7号与L连接时间继电器线圈KT2；9与L连接指示灯HL2，作为给水信号；11与L连接指示灯HL3，作为底阀显示。13号与L连接指示灯HL4，作为励磁显示；L+与15、17、19、21、23号组成PLC的数字输入端，L+为正极24VDC。EM231、EM232-1、EM232-2的L+和M端子为模块的24VDC输入，L+为正极。EM231为模拟量输入，RA与A+短接后连接到变送器1的负极，A-与24VDC负极相连接。RB与B+短接后连接到变送器2的负极上，B-与24VDC负极相连接。RC与C+短接后与1号电动阀门的输出正极相连接C-与输出负极相连接。RD与D+短接后与2号电动阀门的输出正极相连接，D-与输出负极相连接。M0与I0，M1与I1之间输出模拟量4~20mADC信号，作为控制信号输出。触摸屏PWS6800C-P作为用户控制和观察的一个平台，触摸屏给一个给水运行信号，给水按钮是控制PLC内部辅助继电器M2.2。M2.2的虚拟触点控制模拟量输出。EM232模拟量输出模块的SF1+和SF1-端子输出4~20mA的信号，信号给到1#电动阀门的模拟量输入端子，1#电动阀门动作到通过触摸屏已设置好的开度，此时1#电动阀门的输出端子将阀门的开度变成模拟量4~20mA信号发送给EM231模块。EM231模块中的SF0+和SF0-端子接受到信号后将数据存储在mw20地址中，然后经过PLC内部计算后将数据传送给触摸屏显示。1#压力传感器的4~20mA信号传递给PLC模拟量模块EM231的YL1-端子。通过PLC内部转换将信号的数据存储到MW14的地址中，然后传递到触摸屏PWS6800C-P上显示。如果此信号大于已经设定好的值时，它将控制mw20地址中的值和mw18地址中的值做出相应改变，使得1#和2#电动阀门的开度发生变化。另外也会控制磁场发生变化，PLC的模拟量模块EM232-2的K1+、K1-、K2+、K2-端子输出4~20mA信号控制外围整流模块调整磁场的大小和通断时间控制。2#压力传感器探测到在排矿口处由于磁场作用力选别的铁矿浆的浓度值。它的输出4~20mA信号反馈给PLC扩展模块EM231中的YL2-端子，PLC将此信号的数据储存到MW16地址中，此信号如果不满足预先设定的值，它将控制2#电动阀门改变其开启大小，同时将反馈信号传递给PLC，PLC经过数据处理将数值储存在mw18地址中，然后传递给触摸屏PWS6800C-P显示出来。在设备工作中实现PLC与触摸屏之间的自动关联实现闭环自控调节。