3.1　破碎机控制系统简介

目前，我国多数选厂在破碎作业时均采用圆锥式破碎机，本节主要针对圆锥式破碎机的总体控制方式进行讲述，在后述章节中分别对各参数的控制进行分析。

破碎系统结构图如图3-1所示，STM32为控制核心实现智能控制，人机界面采用LCD触摸屏，功率变送器、位置变送器、温度变送器和压力变送器分别检测圆锥破碎机的驱动电动机功率、排矿口位置、润滑油的温度和液压系统的压力，智能控制器根据采集的实时数据。根据预先设定的智能控制算法运算输出相应的控制参数，通过控制变频器来实现对给矿电动机的转速实时调整，最终使驱动电机功率恒定，即完成液压圆锥破碎机稳定的工作负荷的控制目标。

图3-1　破碎系统结构框图

该控制系统一般只需要操作员在集控室进行监控和上位机操作，如出现故障或是报警及其他一些突发意外情况，如雨季矿石含较多泥沙难以破碎或矿石本身性质变化比较大等，仍需操作员在现场触摸屏上能控制或监控到实时数据，因此系统还配备现场手动控制装置；如通过触摸屏可得知实时功率、油温等数据，也可以设定相应功率参数以及时调节驱动电机功率，或是停车报警等功能。生产实际中一般要求手动控制顺序启动，但是为了生产安全起见，必须通过选择开关选择自动与手动操作权限。另需安装手动设备，在主控制器损坏又没有及时替换时，液压圆锥破碎机依旧可以正常运行，不影响生产。

自动生产时利用上位机良好的人机对话界面直接实时监控驱动电机功率、给矿量、润滑系统供油油温等主要过程参数，结合实际设备情况及工艺状况要求设置具体控制参数，可以实现矿山生产过程自动化、智能化。

主要由两个能量因素影响着破碎机的生产能力：

①总驱动功率影响着某一粒度范围或粒度的产出量；

②施加的能量（单位给矿的能耗）决定着颗粒的粉碎程度。

实际生产中要求的产品粒度更小，因此破碎机应该施加更大的破碎力，而且给料量必须更少，功率比也越高，但在实际操作中是有一定限度要求，尤其是在固定破碎机排料口的情况下。

一般细粒级生产所需的功率比远大于指定粒级的产量达到最大值或是生产出粗粒级破碎产品的功率比，破碎机优化控制的目的是在最小驱动功率下获得最大合格产品产量。

在破碎中，破碎比为原料粒度和破碎产品的比值。破碎比从数量上衡量破碎过程，它表示物料粒度在破碎过程中减小的倍数。破碎比的表示及计算方法主要有最大破碎比、公称破碎比、平均破碎比或真实破碎比，各种方法各有一定用途。一般为了评价破碎过程的效率，通常采用破碎处理量、破碎效率及破碎的技术效率来评价破碎过程。

实现破碎机工作负荷稳定（即控制驱动电机的功率恒定）是实现破碎机自动控制的主要任务。一般通过改变排料口的大小或给料量多少或者同时改变二者来控制破碎机消耗的功率，而影响破碎机驱动电动机功率可控的主要因素是破碎机的给矿量和排矿口。排矿口尺寸的调整主要通过控制液压系统来实现，通常为了保证破碎产品的粒度，排矿口一般为设定值，调整范围不大。其中对破碎机排矿口位置的检测主要为了判断处理破碎机的某些故障。

实际生产中一般设定破碎机在90%～95%的额定功率运行，为了尽可能使破碎产品粒度小，相同时间处理量大，需要保持驱动电机维持在恒定功率运行，现有的破碎机控制中主要采用改变给矿量来实现恒定功率控制的方式。现场操作中是通过变频器调整给矿电机的转速来达到驱动电机功率的恒定不变，即实现破碎机工作负荷稳定的控制目标。