本實用新型涉及一種沖擊式破碎機保護控制裝置，是用于對設備振動過大、電流不穩定進行保護控制的裝置。
背景技術：
目前PCL沖擊式破碎機在礦山領域應用廣泛，根據設備工作原理，設備保護控制為單臺電機額定電流過載保護，且該控制保護處于失效狀態中。
在實際操作使用過程中，由于使用者的使用習慣及自身技術水平有限，加之除鐵設備的效果不明顯，不免出現過鐵現象，不僅加快葉輪、耐磨塊磨損，而且對機架本身也帶來重大的沖擊，前期更換耐磨塊過程中未進行全套更換，以及未對葉輪總成進行動平衡校正，加之設備配置有兩臺同型號、同功率的電機，在運行過程中兩臺電機電流之間存在一定的電流差值，致使設備無法平穩運行。
綜合上述情況分析，均為引起設備振動的直接原因，且設備轉速過高，振動值超過設備允許的范圍值，致使機架斷裂，軸承及電機損壞事故，這樣既影響設備正常生產，又加大人工、備件消耗，從而增加設備運行成本。
技術實現要素：
針對現有沖擊式破碎機電氣保護控制技術的不足，本實用新型提出一種對設備振動、電機實現差流保護的控制裝置，通過該裝置可以使設備事故損失最小。
為了解決上述問題，本實用新型提供以下技術方案：
一種沖擊式破碎機保護控制裝置，包括中央處理器模塊 100 、模擬量轉化模塊 200 、電流變送器 400 、繼電器 600 、人機操作界面 300 、電流互感器；所述繼電器 600 一端分別連接在沖擊式破碎機的給料器、皮帶機、破碎機回路上，另一端連接到中央處理器模塊 100 的開關量輸出點；所述電流互感器分別安裝在破碎機的2臺驅動電機的動力電纜上采集2臺電機的運行電流，所述電流變送器 400 連接電流互感器，電流變送器 400 連接模擬量轉化模塊 200 ，電流變送器 400 將電流互感器的信號轉換為4-20mA后傳遞到模擬量轉化模塊 200 ；所述模擬量轉化模塊 200 連接中央處理器模塊 100 將模擬量轉化為數字量后通過扁平數據總線傳入中央處理器模塊 100 進行計算、分析：當單臺電機的電流強度達到閾值時或者電機之間的電流差值達到閾值時中央處理器模塊 100 發出指令吸合繼電器 600 ，順序斷開給料器、皮帶機、破碎機的運行接觸器，各臺設備依次停止工作；所述人機操作界面 300 通過MPI總線與中央處理器模塊 100 進行連接，實現數據通訊人機互動，在人機操作界面 300 可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置。
進一步：破碎機機體上安裝測量垂直方向振幅和測量水平方向振幅的振動傳感器，所述振動傳感器連接信號隔離器 500 ，所述信號隔離器 500 連接模擬量轉化模塊 200 ，振動傳感器采集的模擬量信號通過信號隔離器 500 輸入到模擬量轉化模塊 200 ；所述模擬量轉化模塊 200 連接中央處理器模塊 100 將模擬量轉化為數字量后通過扁平數據總線傳入中央處理器模塊 100 進行計算、分析：當破碎機機體水平或者垂直振動幅度達到閾值時中央處理器模塊 100 發出指令吸合繼電器 600 ，順序斷開給料器、皮帶機、破碎機的運行接觸器，各臺設備依次停止工作；在人機操作界面 300 可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置。
進一步：所述振動傳感器選用HG6800A一體式振動傳感器。
進一步：所述的中央處理器模塊 100 選用西門子CPU224XPCN；所述模擬量轉化模塊 200 選用西門子模擬量模塊EM235；所述人機操作界面 300 選用TK6070iP威綸通觸摸屏；所述繼電器 600 選用歐姆龍MY-2NJ220V中間繼電器；所述電流變送器 400 選用JD703I-7B0電流變送器。
進一步：所述破碎機的2臺電機為1#電機和2#電機，所述1#電機的電流通過電流互感器連接至JD703I-7B0電流變送器A 401 的XT3-1、XT3-2端口，然后通過1A+、1A-接入到西門子模擬量模塊EM235的A+、A-端口；2#電機的電流通過電流互感器連接至JD703I-7B0電流變送器B 402 的XT3-3、XT3-4端口，然后通過1B+、1B-接入到西門子模擬量模塊EM235的B+、B-端口；水平方向的振動通過振動傳感器連接到信號隔離器A 501 的XT3-5、XT3-6端口，然后通過1C+、1C-接入到西門子模擬量模塊EM235的C+、C-端口；垂直方向的振動通過振動傳感器連接到信號隔離器B 502 的XT3-7、XT3-8端口，然后通過1D+、1D-接入到西門子模擬量模塊EM235的D+、D-端口；給料器的繼電器KA1接入到西門子CPU224XPCN的Q0.0開關量輸出點；皮帶機的繼電器KA2接入到西門子CPU224XPCN的Q0.1開關量輸出點；破碎機的繼電器KA3接入到西門子CPU224XPCN的Q0.2開關量輸出點；所述TK6070iP威綸通觸摸屏通過MPI總線與CPU的PORT0口進行連接實現數據通訊；
進一步：所述西門子CPU224XPCN通過L21、N21進行交流220V電源供電；所述西門子模擬量模塊EM235通過L1+、M1進行直流24V電源供電。
有益技術效果
本實用新型對設備振動、電機實現差流保護的控制裝置，通過該裝置可以使設備事故損失最小化；對設備振動、電機實現差流保護的控制裝置，通過該裝置可以使設備事故損失最小化，延長葉輪、主、副耐磨塊、布料錐體的更換周期，也減少電機燒壞事故的發生，從而保證設備正常運行；
本實用新型設計簡單，易于制造，制造一套設備造價約12000元，便于廣泛應用。由于該設備為工藝流程當中的關鍵設備，設備是否正常運行直接影響到整個工藝流程，從而影響生產。
位于云南省馬關縣的某礦企，運用本裝置于2015年9月達標達產運行，根據目前統計情況，在未安裝該裝置前的情況：
1、從2015年9月至2016年4月，因設備故障停機合計633.25小時，停機直接經濟損失：16噸/h×633.25h×110.5元/噸=1120028.00元（產量16噸/h，單價110.5元/噸）；
2、出現220kw電機燒壞事故四起，造成設備損壞直接經濟損失：4臺×15000元/臺=60000.00元（220kw電機燒壞修復15000元/臺）；
3、機體、機座部分振動過大，導致整個機體出現裂紋，經多次焊接使用后無法修復，在2016年4月進行葉輪總成、軸承座總成的更換，合計132000.00元；
4、主、副耐磨鐵更換周期：24h/套；
5、布料錐更換周期：96h/套；
6、葉輪更換周期：1080h/套；
直接經濟損失計算：第1項+第2項+第3項=1312028.00元；
安裝該裝置之后的情況：
1、從2016年4月至今，未有因該設備影響的停機事故；
2、主、副耐磨鐵更換周期：120h/套，換算成產生的效益：（120h/套-24h/套）×1200元/套÷24h/套=4800.00元（主、副耐磨鐵單價：1200元/套）；
3、布料錐更換周期：240h/套，換算成產生的效益：（240h/套-96h/套）×2780元/套÷96h/套=4170.00元（布料錐單價：2780元/套）；
4、葉輪更換周期：3600h/套，換算成產生的效益：（3600h/套-1080h/套）×27800元/套÷1080h/套=64866.67元（葉輪單價：27800元/套）；
綜合以上情況，產生的直接經濟效益：（第1項+第2項+第3項）+ 第2項+第3項+第4項=1385864.67元。
附圖說明
圖1：本實用新型的連接示意圖；
圖中：100-中央處理器模塊，200-模擬量轉化模塊，300-人機操作界面，400-電機電流變送器，401-電流變送器A，402-電流變送器B，500-信號隔離器，501-信號隔離器A，502-信號隔離器B，600-繼電器。
具體實施方式
下面結合附圖及生產實踐應用對本實用新型作出進一步說明。
實施例1：如圖1所示，一種沖擊式破碎機保護控制裝置，包括中央處理器模塊100、模擬量轉化模塊200、電流變送器400、繼電器600、人機操作界面300、電流互感器；所述繼電器 600 一端分別連接在沖擊式破碎機的給料器、皮帶機、破碎機回路上，另一端連接到中央處理器模塊 100 的開關量輸出點；所述電流互感器分別安裝在破碎機的2臺驅動電機的動力電纜上采集2臺電機的運行電流，所述電流變送器 400 連接電流互感器，電流變送器 400 連接模擬量轉化模塊 200 ，電流變送器 400 將電流互感器的信號轉換為4-20mA后傳遞到模擬量轉化模塊 200 ；所述模擬量轉化模塊 200 連接中央處理器模塊 100 將模擬量轉化為數字量后通過扁平數據總線傳入中央處理器模塊 100 進行計算、分析：當單臺電機的電流強度達到閾值時或者電機之間的電流差值達到閾值時中央處理器模塊 100 發出指令吸合繼電器 600 ，順序斷開給料器、皮帶機、破碎機的運行接觸器，各臺設備依次停止工作；所述人機操作界面300通過MPI總線與中央處理器模塊100進行連接，實現數據通訊人機互動，在人機操作界面300可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置。
實施例2：如圖1所示，一種沖擊式破碎機保護控制裝置，包括中央處理器模塊100、模擬量轉化模塊200、電流變送器400、繼電器600、人機操作界面300、電流互感器；所述繼電器 600 一端分別連接在沖擊式破碎機的給料器、皮帶機、破碎機回路上，另一端連接到中央處理器模塊 100 的開關量輸出點；所述電流互感器分別安裝在破碎機的2臺驅動電機的動力電纜上采集2臺電機的運行電流，所述電流變送器 400 連接電流互感器，電流變送器 400 連接模擬量轉化模塊 200 ，電流變送器 400 將電流互感器的信號轉換為4-20mA后傳遞到模擬量轉化模塊 200 ；所述模擬量轉化模塊 200 連接中央處理器模塊 100 將模擬量轉化為數字量后通過扁平數據總線傳入中央處理器模塊 100 進行計算、分析：當單臺電機的電流強度達到閾值時或者電機之間的電流差值達到閾值時中央處理器模塊 100 發出指令吸合繼電器 600 ，順序斷開給料器、皮帶機、破碎機的運行接觸器，各臺設備依次停止工作；所述人機操作界面300通過MPI總線與中央處理器模塊100進行連接，實現數據通訊人機互動，在人機操作界面300可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置；破碎機機體上安裝測量垂直方向振幅和測量水平方向振幅的振動傳感器，所述振動傳感器連接信號隔離器 500（信號隔離器500是起到穩定測量信號防止干擾的作用），所述信號隔離器 500 連接模擬量轉化模塊 200 ，振動傳感器采集的模擬量信號通過信號隔離器 500 輸入到模擬量轉化模塊 200 ；所述模擬量轉化模塊 200 連接中央處理器模塊 100 將模擬量轉化為數字量后通過扁平數據總線傳入中央處理器模塊 100 進行計算、分析：當破碎機機體水平或者垂直振動幅度達到閾值時中央處理器模塊 100 發出指令吸合繼電器 600 ，順序斷開給料器、皮帶機、破碎機的運行接觸器，各臺設備依次停止工作；在人機操作界面 300 可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置。
實施例3：如圖1所示，一種沖擊式破碎機保護控制裝置，包括中央處理器模塊100、模擬量轉化模塊200、電流變送器400、繼電器600、人機操作界面300、電流互感器；所述繼電器 600 一端分別連接在沖擊式破碎機的給料器、皮帶機、破碎機回路上，另一端連接到中央處理器模塊 100 的開關量輸出點；所述電流互感器分別安裝在破碎機的2臺驅動電機的動力電纜上采集2臺電機的運行電流，所述電流變送器 400 連接電流互感器，電流變送器 400 連接模擬量轉化模塊 200 ，電流變送器 400 將電流互感器的信號轉換為4-20mA后傳遞到模擬量轉化模塊 200 ；所述模擬量轉化模塊 200 連接中央處理器模塊 100 將模擬量轉化為數字量后通過扁平數據總線傳入中央處理器模塊 100 進行計算、分析：當單臺電機的電流強度達到閾值時或者電機之間的電流差值達到閾值時中央處理器模塊 100 發出指令吸合繼電器 600 ，順序斷開給料器、皮帶機、破碎機的運行接觸器，各臺設備依次停止工作；所述人機操作界面300通過MPI總線與中央處理器模塊100進行連接，實現數據通訊人機互動，在人機操作界面300可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置；破碎機機體上安裝測量垂直方向振幅和測量水平方向振幅的HG6800A一體式振動傳感器，所述振動傳感器采集的模擬量信號通過信號隔離器500輸入到模擬量轉化模塊200；所述模擬量轉化模塊200將模擬量轉化為數字量后通過扁平數據總線傳入中央處理器模塊100進行計算、分析：當破碎機機體水平或者垂直振動幅度達到閾值時中央處理器模塊100發出指令吸合繼電器600，順序斷開給料器、皮帶機、破碎機的運行接觸器，各臺設備依次停止工作；在人機操作界面300可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置。
實施例4：如圖1所示，一種沖擊式破碎機保護控制裝置，包括西門子CPU224XPCN（中央處理器模塊100）、西門子模擬量模塊EM235（模擬量轉化模塊200）、JD703I-7B0電流變送器（電流變送器400）、歐姆龍MY-2NJ220V中間繼電器（繼電器600）、TK6070iP威綸通觸摸屏（人機操作界面300）；給料器、皮帶機、破碎機連接歐姆龍MY-2NJ220V中間繼電器，所述歐姆龍MY-2NJ220V中間繼電器接入到西門子CPU224XPCN的開關量輸出點；破碎機有2臺電機：1#電機和2#電機，1#電機的電流通過電流互感器連接至JD703I-7B0電流變送器A 401的XT3-1、XT3-2端口，然后通過1A+、1A-接入到西門子模擬量模塊EM235的A+、A-端口；2#電機的電流通過電流互感器連接至JD703I-7B0電流變送器B 402的XT3-3、XT3-4端口，然后通過1B+、1B-接入到西門子模擬量模塊EM235的B+、B-端口；所述西門子模擬量模塊EM235將模擬量轉化為數字量后通過扁平數據總線傳入西門子CPU224XPCN進行計算、分析：當單臺電機的電流強度達到閾值時或者電機之間的電流差值達到閾值時西門子CPU224XPCN發出指令吸合歐姆龍MY-2NJ220V中間繼電器，順序斷開給料器、皮帶機、破碎機的運行接觸器，各臺設備依次停止工作；所述TK6070iP威綸通觸摸屏通過MPI總線與西門子CPU224XPCN進行連接，實現數據通訊人機互動，在TK6070iP威綸通觸摸屏可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置；所述西門子CPU224XPCN通過L21、N21進行交流220V電源供電；所述西門子模擬量模塊EM235通過L1+、M1進行直流24V電源供電。
實施例5：如圖1所示，一種沖擊式破碎機保護控制裝置，包括西門子CPU224XPCN（中央處理器模塊100）、西門子模擬量模塊EM235（模擬量轉化模塊200）、JD703I-7B0電流變送器（電流變送器400）、歐姆龍MY-2NJ220V中間繼電器（繼電器600）、TK6070iP威綸通觸摸屏（人機操作界面300）；給料器、皮帶機、破碎機連接歐姆龍MY-2NJ220V中間繼電器，所述歐姆龍MY-2NJ220V中間繼電器接入到西門子CPU224XPCN的開關量輸出點；破碎機有2臺電機：1#電機和2#電機，1#電機的電流通過電流互感器連接至JD703I-7B0電流變送器A 401的XT3-1、XT3-2端口，然后通過1A+、1A-接入到西門子模擬量模塊EM235的A+、A-端口；2#電機的電流通過電流互感器連接至JD703I-7B0電流變送器B 402的XT3-3、XT3-4端口，然后通過1B+、1B-接入到西門子模擬量模塊EM235的B+、B-端口；所述西門子模擬量模塊EM235將模擬量轉化為數字量后通過扁平數據總線傳入西門子CPU224XPCN進行計算、分析：當單臺電機的電流強度達到閾值時或者電機之間的電流差值達到閾值時西門子CPU224XPCN發出指令吸合歐姆龍MY-2NJ220V中間繼電器，順序斷開給料器、皮帶機、破碎機的運行接觸器，各臺設備依次停止工作；所述TK6070iP威綸通觸摸屏通過MPI總線與西門子CPU224XPCN進行連接，實現數據通訊人機互動，在TK6070iP威綸通觸摸屏可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置；破碎機機體上安裝測量垂直方向振幅和測量水平方向振幅的HG6800A一體式振動傳感器，水平方向的振動通過HG6800A一體式振動傳感器連接到信號隔離器A 501 的XT3-5、XT3-6端口，然后通過1C+、1C-接入到西門子模擬量模塊EM235的C+、C-端口；垂直方向的振動通過HG6800A一體式振動傳感器連接到信號隔離器B 502的XT3-7、XT3-8端口，然后通過1D+、1D-接入到西門子模擬量模塊EM235的D+、D-端口；給料器的繼電器KA1接入到西門子CPU224XPCN的Q0.0開關量輸出點；皮帶機的繼電器KA2接入到西門子CPU224XPCN的Q0.1開關量輸出點；破碎機的繼電器KA3接入到西門子CPU224XPCN的Q0.2開關量輸出點；所述TK6070iP威綸通觸摸屏通過MPI總線與西門子CPU224XPCN進行連接，實現數據通訊人機互動，在TK6070iP威綸通觸摸屏可以對模擬量數據實時顯示，并可以對保護參數進行在線設置；所述西門子CPU224XPCN通過L21、N21進行交流220V電源供電；所述西門子模擬量模塊EM235通過L1+、M1進行直流24V電源供電。
工作原理
一、通過電流進行保護：1#和2#電機的額定電流為360A,電流通過電流互感器連接至電流變送器送入模擬量模塊EM235，經過模擬量模塊將模擬量轉換為數字量后傳入CPU進行計算，然后通過CPU的分析和計算控制開關量輸出端Q0.0、Q0.1、Q0.2在1#、2#電機電流分別大于390A時開關量輸出為“1”（即吸合）或者1#、2#電機的電流差值大于30A時開關量輸出為“1”（即吸合）。
二、通過振動值進行保護：水平和垂直振動傳感器監控破碎機機體的水平和垂直振動量，并將振動的數值轉換為模擬量輸出，通過模擬量模塊EM235轉換后經CPU進行計算，通過CPU的分析和計算控制開關量輸出端Q0.0、Q0.1、Q0.2在本機水平振動達到8mm的時候開關量輸出為“1”（即吸合）或者本機垂直振動達到4mm的時候開關量輸出為“1”（即吸合）。
通過上述保護控制KA1、KA2、KA3線圈得電，串入到給料器、皮帶機和破碎機控制接觸器中的常閉點斷開，三臺設備的運行接觸器失電停止工作，起到了很好的設備保護作用。
操作方法
設備通電后通過TK6070iP威綸通觸摸屏對控制參數進行設置，輸入工藝要求的保護參數跳閘電流390A;電流差值30A;水平振動8mm;垂直震動4mm，參數設置中還可以選擇啟用連鎖和停用連鎖控制方式，參數設置完后在參數鎖定中輸入除密碼外的任意數字，將參數設置畫面鎖定，不知道密碼的操作人員無法進入畫面進行參數修改，當設備正常運行起來后將在這個畫面看見實時的1、2#電機運行電流，實時的水平和垂直震動值，實時的1、2#電機電流差值，如果設備跳閘后能夠通過畫面上的指示燈知道，設備是因為震動故障跳閘還是因為電機電流故障跳閘。
在不脫離本實用新型范圍的情況下，還可以對實用新型進行各種變換及等同代替，因此，本實用新型專利不局限于所公開的具體實施過程，而應當包括落入本實用新型權利要求范圍內的全部實施方案。