1银山选矿厂生产流程及改造内容
1.1破碎矿车间生产流程简介
银山选矿厂破碎矿车间为典型的“三段一闭路”流程，主要生产设备有PEJ900×1200型颚式破碎机、B1500型板式给矿机、PYB1750型标准圆锥破碎机、PYD2200型短头圆锥破碎机、带式输送机和振动筛等。为了确保破碎矿车间的设备可靠、稳定、长期运行，需要对上述设备的电气控制线路和低压配电线路进行改造。
1.2电气联锁控制系统改造的主要内容
拆除原有的继电器接触器联锁控制系统，采用以西门子公司的S7-300中型可编程序控制器为核心的控制系统，组成新的联锁控制系统。在新系统中增加破碎矿生产流程模拟屏、操作台及机旁控制箱。
2系统的控制功能及控制方式
2.1控制功能
为了保证破碎矿系统的正常稳定运行，该可编程序控制器控制系统可满足以下要求：
(1)板式给矿机、带式输送机、单筛、重筛及圆锥破碎机等设备的启动、停止遵循特定的顺序，即对各设备进行联锁控制。
(2)各设备在启动和停止的过程中，合理设置时间间隔(即延时)，启动时各带式输送机一般设定为0～10 s之间；停车延时按照流程要求和带式输送机胶带的长短分别设定2～40 s不等，以保证停车时圆锥破碎机为空载状态，各带式输送机上无剩矿。
(3)破碎矿车间设备较多，生产线长，提供各设备启动、停止的联络信号，以保证整个系统快速地启动和停止。
(4)运行过程中，某一台设备发生故障时，可立刻发出报警并自行停车，其前方(供料方向)设备立即停车，其后方的设备则按一定顺序延时联锁停车。
(5)可显示各机电设备的运行状况，并对运行过程中的相关情况进行实时记录，具有部分智能故障判断功能，如判断过热跳闸、短路跳闸等故障。
(6)能够分段联锁启动与停止(以矿仓为界进行分段)。
2.2控制方式
(1)单机方式 即设备独立于PLC临时运行。对于破碎矿系统，单机运行方式只在系统联锁开车之前检查设备以及维护、检修设备而需要单机运行时被采用，当系统联锁开车时，不允许单机开车运行。
(2)局部联锁方式 即以矿仓为界进行分段，对各段内1.1号板式给矿机2.2号板式给矿机3.1号带式给矿机4.2号带式给矿机5.900×1200型颚式破碎机6.3号带式输送机7.重型振动筛8.PYB1750型标准圆锥破碎机9.PYD2200型短头圆锥破碎机10.4号带式输送机11.5号带式输送机12.7号带式输送机13.6号带式输送机14.1、2、3、4号给矿机15.1、2、3、4号振动筛16.8号带式输送机17.9号带式输送机18.10号带式输送机19.11、12号带式输送机设备进行联锁控制，各段之间的操作互不影响。当整个系统各局部发生不协调时，让其中一个或几个局部继续运行，而不至于使整个生产线全线停车。
(3)集中控制方式 即整个破碎矿系统的各设备按照程序设定的步骤协调统一地联锁启动与停车，确保破碎矿生产可靠，高效进行。
2.3设备的运行监控与故障报警
在中央控制室安装有模拟显示屏和一块操作控制屏，屏上安装有各设备的运行/停止信号指示灯、故障报警指示灯、报警电笛和系统联络信号指示灯等，操作人员在中央控制室即可全面了解和掌握各设备的运行状况。 3PLC控制系统的选型及组成
3.1可编程序控制器的选型
根据破碎矿生产的特点、环境和需要控制设备的台数，选用性价比高、稳定性及可靠性好、技术支持能力强的德国西门子公司的SIMATIC S7-300可编程序控制器。
S7-300是模块化的中型PLC系统，能满足高性能要求，具有以下优点：①模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握；②多种性能递增的CPU和丰富的带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块；③当任务规模扩大且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC进行扩展。
3.2各模块选型及配置
(1)CPU模块 本控制系统是一个中型控制系统，对程序的存储和执行速度要求一般，选用CPU314即可满足控制要求。
(2)电源模块 为提高系统的稳定性及为今后的系统扩展留下余量，选用PS 307 10 A电源模块。
(3)输入输出模块 输入输出模块的选用和配置的主要依据是系统的输入输出信号类型，即模拟量或数字量、输入输出点数及电压等级等。在本系统中，输入量全部为数字量，输入点的数量为125点，电压等级为AC120 V，可选用DI16X120VAC数字量输入模块，预留备用输入点，数量为9块；输出量全部为数字量，输出点的数量为136点，方式为继电器干接点，可选用DO16XRel.120 VAC数字量输出模块，预留备用输出点，数量为9块。
(4)机架及通信模块 根据输入输出点的数量，可确定模块总数为23块，需要3个机架，即1个中央机架和2个扩展机架；相应的通信模块也需要3块，即1个IM360和2个IM361通信模块。系统各模块按图2配置。
3.3电气控制屏柜及连接
控制系统屏柜主要包括PLC控制屏、生产流程模拟屏、操作台和多个机旁控制箱，动力系统则使用原有的动力屏柜。
4控制软件编制及调试
控制软件的组态和编程采用西门子的SIMATICSTEP 7 V5.2编程软件。控制软件主要是根据系统的控制方式和控制要求进行编制，实现第2节中提出的控制方式和要求。程序具体编制方法参照SIMA-TICSTEP 7 V5.2编程软件使用说明。
调试程序时，除确保联锁控制的逻辑功能准确无误这一基本要求外，还需要特别注意调整各机械设备启动和停止的延时时间。延时时间过短，会导致圆锥破碎机或胶带积矿；太长则导致启动或停车时间过长，浪费电能，降低系统效率。
在编制程序时，可加入智能故障判断程序，如过热故障和短路故障诊断程序，这样可以减少故障诊断时间。
5改造后的实际效果
改造后的实际运行表明，PLC联锁控制系统的可靠性和稳定性比原有继电器接触器控制系统得到了很大提高。破碎矿系统设备运转率由55%左右提升为近60%；二次线路的故障率基本为零，在极大提高生产效率的同时，大大降低了维修人员的劳动强度，缩短了系统的启停时间，节约了大量电能，达到了预期的改造效果，运转状态良好。
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