基于PLC的废金属破碎生产线监控系统设计

0 引言

　　废金属破碎生产线主要用于破碎废旧汽车、家电等钢铁材料制品使之成为上等的制钢原料。废金属破碎生产线主要由废料输送机构、破碎主机系统、破碎料输送分选机构及生产线除尘、喷淋系统组成，集传感器、执行器与控制器于一体，是典型的机电一体化设备。

　　在废金属破碎生产线监控技术方面，国内同济大学的林桂娟等学者研究了基于CC-Link总线的废金属破碎生产线监控技术，开发了基于CCLink的监控系统，其系统实现了生产线的远程监控与故障诊断；江苏某公司的季宏斌等多位工程师研究了基于Profibus-DP总线的监控技术，提出了用模糊控制思想实现破碎机的自动加料控制[2]。国外废金属破碎技术以美国纽维尔公司为代表，其在破碎线监控技术方面开发了“Smart ShreddingSystem”，实现了废金属破碎线的智能监控，在进料负荷上达到了毫秒级的控制。与国外技术相比，国内在废金属破碎生产线监控技术方面的研究还有较大差距，特别是在生产线负荷平衡方面。因此，本系统在实现生产线可靠控制的同时，重点研究了生产线负荷平衡控制方法。

1 废金属破碎生产线结构与原理

　　废金属破碎生产线结构如图1所示，主要包括废料输送设备、破碎主机、分选设备和辅助设备，废金属原料经“给料、破碎、压实、分类”四步完成金属原料的破碎回收。生产线运行过程中，废金属原料由机械抓举臂放入链板输送机，经链板输送机送至压辊进料机处，经压辊挤压后进入破碎主机，物料被挤压破碎后经主机格栅抛出，未破碎的物料撞击格栅和反击板，被反复压实破碎直到破碎物料穿过格栅，由破碎主机出来的破碎物料，经振动输送机、皮带输送机、磁力分选系统把铁金属与有色金属和非金属分离，并由各自输送机归堆。

图1 废金属破碎生产线结构 

2 废金属破碎生产线监控系统设计与开发

　　2.1 废金属破碎生产线监控系统要求

　　废金属破碎生产线主要特点有：1) 占地面积广，设备种类多且多为大型设备，设备安装位置分散 ；2) 大功率设备多，大功率设备启停过程较长；3) 生产原料种类复杂，在主机内部进行处理耗时不稳定；4) 破碎主机工作噪声大，环境差，有危险性。

　　废金属破碎生产线监控系统主要目的是提高生产线运行的自动化智能化水平，提高生产效率，提高生产线运行的可靠性，减轻工人工作强度。针对废金属破碎生产线的工艺特点，监控系统应满足：1)对生产线设备运行的可靠控制，达到秒级即能满足生产控制要求；2)对生产线设备运行状态数据进行实时采集，并对数据进行显示和存储；3)除需要人工干预的机械抓举臂，其余设备应能实现自动运行控制；4)实现破碎主机系统负荷平衡智能控制；5)由于生产线输送设备可能进行调整，系统应具有较好的扩展性与适应性。