能源是国民经济的命脉之所在，随着我国经济的快速发展，我国能源结构中的供需矛盾日渐尖锐。

　　据统计，在全国工业能源消耗结构中，有色金属行业消耗能源比达到了3.5%以上10.因此，实现有色金属行业的节能降耗成为了个急需解决的问题。在矿产资源开发利用过程中，技术与装备是*为重要的工具手段。提升采、选、冶技术装备的科技水平，对于降低有色金属行业的能源消耗，提高能源的利用效率具有重要的作用。

　　我国许多矿山工业都使用普通卧式球磨机磨矿，存在磨矿效率低、产品粒度达不到要求等问题，而立式磨机由于具有中低速、较高的介质填充高度、螺旋搅拌器、细磨或超细磨时能量利用率高的特点，是一种**发展前景的细磨设备0.立磨机自动控制系统作为立磨装备的重要组成部分，不仅可以使操作人员方便的实时掌握设备运转状态，而且对于设备的安全稳定运行意义重大。

　　同时智能化操作运行可以大幅降低人工操作强度，：2014-01 -04；修回日期：2014-02-15基金项目：北京市科技计划（编号：D121100001312001）-），男，山西运城人，工程师，硕士研究生，主要从事选矿设备自动控制研究设计及技术推广。

　　大大减少设备维护工作量、减轻工人劳动强度，增加设备运转率，降低安全隐患H. 1系统组成立磨机控制主要分为自动检测和自动运行两大部分。首先是对系统内各个参数的检测，其中主要包括电机电压、电流、功耗、轴承温度、润滑油压、振动等状态参数；其次是自动运行，根据实时参数检测确定设备运转状况并及时作出调整，主要包括主电机控制、减速机稀油站控制、滑动轴承自动润滑控制。立磨机控制系统组成如所示。

　　（8）留有远程通讯接口，允许远程集中控制。

　　3关键技术3.1主电机控制大型立磨机主电机作为立磨机的动力中枢，运行的稳定、可靠性直接关系到整个工艺流程的通畅。

　　其额定功率一般在300KW以上，电压等级为中、高压6000V或10kV.电机主控回路单独配置一台启动柜，除具备常规所需控制电机的启、停功能外，还配有电机运行状态下的三相电流、三相电压以及累计功耗监测功能，实现了立磨机负荷和运转情况的在线监测。

　　考虑到电机停机后可能受潮，导致线圈绝缘性变差因素，对此专门配置了电机加热装置。当停机时间较长再准备开机前，先要开启电机加热器一段时间，将电机线圈上的水露快速蒸发掉，以确保主电机的安全启动。

　　主电机配置的监控参量如所示。

　　包括：电压、电流、功率实时显示，主电机备妥信号提示，以及电机加热器控制；测；温检测和控制，以及油箱内液位高低、油滤器压差过大报警；动轴承部分的定时、定量加油功能；（5）利用音频信号检测立磨机内钢球填充率功能，可有效解决因钢球填加过多而增大磨机负荷、钢球量填加过少会降低磨矿效率的问题；和油位过低报警；保存和查询；三相电流三相电压绕组温度电机轴温累计功率就地/远程切换加热器启/停主电机启/停紧急停车主电机监控参量图减速机属于立磨机的重要传动装置，是立磨机得以稳定运转的重要保证。而减速机要正常工作则离不开与其配套的稀油站控制。稀油站的主要构成器件有油箱、油泵、管路、电机、电加热器、油滤器、安全阀、冷凝装置以及温度和压力传感器等。稀油站的工作原理是将油箱中存放的油液在电动机的驱使下利用油泵从送油管路输送至润滑降温目标区，然后再通过回油管路将油液用油滤器过滤后送回油箱。要实现对稀油站润滑系统的控制，*为重要的两个控制参数分别是供油温度与供油压力H.（1）油温控制：当油箱出口油温高于某一设定的温度（如45°C）时，水阀自动开启，冷却器投入工作，直到油温恢复正常为止（如温度降到40°C以下时电磁水阀自动关闭）。如冷却器已投入工作，系统的油温继续升高，达到油温设定的*高温度时（如80C），立磨机系统将发出油温过热报警信号，必须停掉主电机，检查故障点。

　　当油箱的油温低于某一设定值（如20C）时，油泵不能启动，电加热器自动运行，对油液进行加热，直到达到正常工作油温为止，油泵可以启动。超过另一设定值时（如30C）时，自动切断电加热器。

　　（2）油压控制：稀油站的供油口（出口）的油压需达到设计值。

　　正常工作时，油泵一台工作，一台备用。当检测到出口油压低于设定值（如0.2MPa）时，备用泵自动开启，与工作泵一起工作直到压力正常（0. 3Mpa）时，备用泵自动停止。若油压继续下降到另外―个设定值时（如0.15MPa），立磨机系统将发出报警信号，并停掉主电机（联锁状态下）。

　　另外，油箱装有低油位和高油位报警液位开关，当低于油位下限时，要求往油箱注油；当高于油位上限时，停止往油箱注油。以及双筒网式过滤器装置，当压差大于一定值时（0.15Mpa），需要更换或清洗滤芯。

　　3.3滑动轴承润滑控制滑动轴承润滑采用智能润滑技术，该技术将可编程逻辑控制技术和闭环定量给油技术相结合，可以实现定时、定量润滑。智能润滑系统主要由主控制器、电动润滑泵、电磁给油箱、检测单元和润滑油路组成0. 3.3.1主控制器主控制器集成于立磨机PLC控制系统，实时监测润滑泵过程变量参数（压力、重力等），同时通过modbus总线协议与电磁给油箱内的信息识别器进行信息交互（润滑指令和反馈指令）。用户可以灵活调整各个润滑点的注油量和注油频率，同时也可实时监视润滑点的运行状态、故障报警等信息。

　　3.3.2电动润滑泵电动润滑泵容积为6L，滑动轴承润滑量为10mL/d，电动润滑泵配备压力传感器，出口油压保持在5bar以上，当压力传感器检测到泵出口油压低于设定下限压力时，润滑泵开始升压，当高于设定上限压力时，润滑泵停止运行。

　　电动润滑泵配置称重传感器，通过该传感器间接判断储脂筒内油脂的重量，如油脂过少，则系统产生报警信号。

　　3.3.3电磁给油箱电磁给油箱由信息识别器、过滤器、电磁给油器和油流传感器组成，其中电磁给油器和油流传感器共有两组（一用一备），两组电磁给油器工作时互不关联，任何一路堵塞都不会影响其他油路的正常工作。

　　信息识别器内嵌微控芯片，接收主控制器通过modbus总线传输过来的控制指令信息，解析指令后向目标润滑点对应的电磁给油器发出驱动信号。电磁给油器控制内部柱塞的运动来切换油路的通断，油流传感器利用霍尔传感原理检测柱塞运动，反馈给油动作至PLC.一个电磁给油器配套一个油流传感器，过滤器将来自给油管润滑脂中夹带的渣屑过滤，防止堵塞油路。

　　3.4立磨机钢球填充率检测方法立磨机内钢球的填充率是影响磨矿粒度的重要因素，一般而言立磨机内磨矿介质的填充率约为筒体有效容积的30% ~50%，钢球填充率过高不仅会减小筒体内有效磨矿容积，而且会增大磨机的负荷；钢球填充率过低则会降低磨机的磨矿效率，现有检测立磨机加球量的主要方法是有功功率法，已经应用在国内、外很多立磨机上，但是存在检测误差偏大问题。考虑到立磨机发出的噪音正比于钢球与物料的重量比，即当立磨机内钢球量加多时，钢球与钢球间以及钢球与筒体间撞击会增大，发出的声音频率会变高，声强也增大；当立磨机内钢球量少时，立磨机发出的声音频率会降低，声强也会减弱，所以音频分析方法可以用于检测磨机内钢球填充率。

　　通过音频分析确定立磨机内钢球的填充率，实现该方法的系统如所示，该方法具体包括以下步骤：通过音频传感器获取立磨机工作时内部的声音，音频传感器将获取的声音转换为4~20mA的电流信号后输出给PLC模块3，PLC模块3利用以太网总线将噪音数据传输给上位机，上位机内安装有数据分析软件（如MATLAB软件5），通过数据分析软件对噪音数据进行数字信号处理，将获取的立磨机工作声音中夹杂的环境噪声滤掉，确保检测到的噪声值为立磨机发出的有效工作噪声值。

　　有效工作噪声值可以直观反应球磨机内钢球填充量的多少，当检测到立磨机内钢球量较少时，可以自动或手动补加钢球，实现立磨机中钢球充填率的稳定控制。

　　BUS现场总线技术同上位机之间相连，使得在监控室中就可以远程对立磨机的工作情况进行监测与控制，实现立磨机的远程自动控制。

　　4立磨机控制系统软件和硬件设计bookmark12 4.1硬件设计在综合考虑各因素后，系统选用了德国西门子公司提供的S7 -300型PLC控制器。控制系统的硬件结构如中所示，其中核心控制器为S7 -300型PLC控制器，通过音频传感器检测磨机内的钢球填充率；液位变送器对立磨机油站内的油位进行检测；振动加速度变送器检测主轴的振动；温度变送器对润滑油温度进行检测；压力变送器对润滑油的压力进行检测；电压、电流、功率变送器则对驱动电机的相关参数进行检测。而PLC控制器则对上4.2软件设计基于安全、稳定、可靠、智能的控制要求，立磨机的软件设计实现了多个回路的连锁控制。其中包括：主轴故障信号与油位开关及主轴温度信号连锁；减速机轴承故障信号与输入端、输出端轴温信号及振动信号连锁；滑动轴承故障信号与轴承温度信号连锁；主电机故障信号与主电机电流、轴承温度连锁；主电机备妥信号与主轴故障、减速机轴承故障、稀油站重度故障、滑动轴承故障、主电机故障、主电机紧急停按钮连锁。只有当主轴、减速机、稀油站等设备都正常时，电机备妥信号灯才会亮起，主电机才可以启动。所有的温度监测信号都设计两个阈值，当监测到的信号超过低阈值时触发轻度报警，提醒注意设备安全，此时不会停机；当监测到的信号超过高阈值时会触发重度报警，立磨机会自动停机，确保设备的安全。系统的控制流程如所示。

　　该大型立磨机的控制系统包含了主电机控制、减速机稀油站控制、滑动轴承自动润滑控制三个部分，控制系统对设备运行关键参数进行了实时监测，在多个回路实现了故障连锁报警功能6.当运行参数低于或超过设定的阈值时，控制系统能够发出报警信号，故障严重时会自动停机，确保不对设备造成损伤。该控制系统完全可以实现大型立磨机安全、稳定、智能地运行。

　　ROFIBUS现场总线I温度变送油位变送器立磨机硬件设计述检测到的数据，根据事先制定的控制模型输出相应控制量确保立磨机在稳定负荷内工作。

　　系统的人机交互界面为触摸屏，并使用PROFI-