PLC控制在球磨机改造中的应用
摘 要：随着我国经济的发展，我国对于矿产资源的
需求不断增加。球磨机是一种应用于工业矿产加工中的重要 设备，其主
要应用于物料初次破碎后的采集粉碎，从而使的 物料能够满足下次加工
的要求。其在水泥加工、建材加工以 及化肥、化工等领域有着广泛的应
用。在电子技术日益发展 的今天，通过对球磨机进行 PLC改造，使其能
够满足自动化 控制的需求，做好对于球磨机运行状态的监控，确保球磨
机
的正常使用。通过对某铜矿球磨机控制系统进行 PLC改造以 达
到提高球磨机使用效率， 保障球磨机的安全、 稳定的运行。
球磨机；PLC改造
前言 球磨机是一种应用在矿物粉碎中的重要设备，其通过对
完成初步破碎的矿物进行再次粉碎用以将矿物粉碎到满足 后续加工要求
的程度。在球磨机主轴轴颈上采用的是轴瓦作 为主要的滑动方式，为更
好的提高轴瓦的使用寿命和对轴瓦 进行降温需要采用稀油来对轴瓦进行
润滑，采用稀油润滑的 方式具有流动性好、成本相对较低且散热能力强
等特点。润 滑站的正常工作与否对于提高球磨机轴瓦运行时间确保球 磨
机能够正常工作有着十分重要的意义。
1 某铜矿球磨机控制系统中所存在的问题 某厂家所使用的球磨机在
控制系统中存在着以下问题：
（1）球磨机中所使用的 PLC种类繁多难以组成网络。在厂
家所使用的球磨机中都先后进行了 PLC的改造，但是在 PLC 的型
号选用上种类繁多，有三菱、西门子以及欧姆龙等的多 种型号，由于改
造的时间跨度较大， 一些球磨机所使用的 PLC 控制设备已经出现元器件
的老化从而造成球磨机停机停产
等的问题，严重的甚至出现 PLC无法对润滑泵站进行控制从 而造成
球磨机轴瓦发热过大而造成烧瓦的现象，对工厂的生
产造成极为严重的影响。一些球磨机的 PLC控制使用时间过 长已
经无法发挥其作用。（2）球磨机的PLC报警系统较为简 陋，原先造气的
PLC报警系统采用的是面板指示灯显示报警 信息的方式，从而使得报警信
息较为笼统，无法根据报警信 息直观的对球磨机的故障位置进行确定，
为了精确定位报警 信息需要使用组态软件对故障产生的机理进行分析，
来查找
最原始的故障报警信息， 为维修工作带来了较大的难度。
（ 3
） 在球磨机所使用控制系统由于时代的限制致使球磨机的控 制系统无法
实现远程控制，仅能通过本地实现对于球磨机的 控制。
2球磨机控制系统PLC改造的硬件设计 上文对某工厂的球磨机控制
系统中所存在的问题进行
了分析，为解决原球磨机控制系统中所存在的问题现确定了
使用西门子的S7-200C PU226作为一级主站来对球磨机的控 制系统进行
改造。
2.1球磨机PLC改造中的控制信号和显示信息 在控制柜面板信息的
排布中为了确保操作方便，应当在
球磨机自动控制的模式下， 选择“主机程序” 和“油站自动 控制，仅
需要按“系统启动”就可使得球磨机按照设定的程 序进行运作，当需要
使得球磨机停止运作时仅需要按下“系 统停止”按钮就能够使得球磨机
停止运作，方便操作人员对 球磨机进行控制。在控制柜面板上使用绿色
的指示灯对球磨 机的运行状态进行显示，当球磨机运行出现问题，使用
醒目 的红色作为报警显示，并在屏幕上显示详细的报警信息，比 如说：
当PLC由于检测到传感器传来的“压力低”信号而导
致球磨机主机停止工作时，在球磨机 PLC控制柜的显示面板
将显示主机运行状态的绿灯灭而将代表主机停止工作的 红灯亮起，同
时代表“压力低”的工作指示灯亮起。球磨机 的操作人员可以根据显示
屏中所显示的报警信息来对球磨 机的故障进行排除。
2.2球磨机PLC控制系统的硬件组成 通过对球磨机的运行状态监测
点进行统计发现，球磨机
的控制一共需要使用 52 个 I/O 点，并在此点数的基础上预留 20%的备
用I/O点，所以在选用的西门子 S7-200PLC系列的
CP U226主控模块的基础上附加三个扩展模块，以满足球磨
机PLC的I/O需求，根据球磨机测量输入输出信号的不同，
三个附加模块分别为数字、模拟与通信模块来分别用于数字
器来作为PLC运行状态的显示。
2.3球磨机PLC改造时所使用的传感器的设置 在球磨机PLC改造时
所使用的传感器需要根据其所作用
的位置、传感器的类型以及精度、量程、信号类型等来进行 选取。
3球磨机PLC改造时的控制系统软件的编制 3.1球磨机PLC控制的
系统软件的编制 在球磨机PLC控制系统软件的编制过程中，系统的
停止
与紧急停止都应当设置为常闭接入点，避免设置成常开接入 点时因紧急
停止信号故障并无法显示报警而造成事故。同时 为了避免重复按键而导
致误操作应当尽量的减少输入信号 的个数来避免此类事故的发生。同时
在对系统输入手动按钮
的设置时应当尽量设置成单按钮动作， 按下后 24V 接通， PLC
3.1.1球磨机PLC控制流程。球磨机运行的PLC控制流程
如下：当球磨机 PLC系统启动时首先低压泵运行，待到系统 低压压力稳
定后延时 20S 高压泵运行，待到压力升高到目标 后进行泄荷，而后延时
15S后球磨机的主机启动运行，待到
主机运行稳定后高压泵停止工作。而球磨机 PLC控制系统的
停止则需要将其启动方式反向运行即可。
3.1.2 做好对于系统备用泵的控制。在球磨机的润滑站
中设置有两组低压齿轮泵来确保球磨机润滑系统的供油，两 组低压齿轮
泵任何一台都可以设置成主工作泵，而将另外 台设置成辅助泵，当 PLC
检测到润滑系统中的压力低于设置 压力值时则启动另外一台泵对系统压
力进行升压，直至系统 压力恢复正常，当辅助泵工作后系统压力仍无法
达到低压压 力时则需要报警显示泵组故障。
信号、 模拟信号以及组网通信的处理。并附加一个触摸显示
接收输入信 号， 再按一次按钮 24V 断开，输入信号终止。
3.1.3球磨机PLC控制中的高压泵的控制。在球磨机主
机启停的过程中，由于球磨机自身重量较大将会带来较大的 惯性力，同
时施加于球磨机轴颈与轴瓦之间的摩擦阻力较大， 增大了系统主机启停
的困难，为解决这一问题，减少球磨机 的摩擦力，需要使用高压泵将主
轴顶升，在轴瓦与轴颈之间 形成一层油膜。在球磨机压力信号的检测过
程中需要将压力
表中的模拟信号转变为数字信号，在信号转变的过程中需要 注意
转变的方法。
3.2 对于球磨机监控组态及报警信息的编制 在球磨机控制柜中的显
示屏中需要显示主画面、操作提
示、自动控制以及手动控制、报警记录和压力记录等五个主 画面和相应
的辅助画面。其中报警画面将会根据故障发生的 时间来罗列好相应的报
警提示，如发生球磨机主机无法启动、 轴瓦温度过高、高压机构不脱扣
等的重大故障时需要自动弹
号，
可以根据需要进行编制，其中报警信息中需要包含有报警原 因以及报警
可能的触发因素等信息，从而为后续维修提供方 便。
4 结束语 通过对原有PLC控制系统进行现代化改造，使得系统在
具有自动化控制、手动控制的基础上提升了球磨机控制系统 的报警能
力，对于 PLC中的各项报警信息进行了详细说明，
为后续的球磨机维修提供了方便，同时新的 PLC控制系统提 升了
PLC的控制组网能力，从而可以实现对于球磨机生产过 程的实时监控，提
高了球磨机的运行效率，实时在线的状态 监控可以对球磨机的运行状态
进行实时了解，从而针对性的 做好对于球磨机的维护保养，确保球磨机
能够安全、可靠的 运行。
参考文献
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属设计， 2013， 4.
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动化技术与应用， 2014， 8.
[3]胡华国.PLC在球磨机润滑稀油泵站控制中的应用 [J].
江西化工， 2014， 6.
出报警信息并发出提示音。同时
PLC控制系统中的报警信息