矿山工程和建设工程上，破碎设备的作业工况极为恶劣，工作负荷波动性很大，常因入料不均或破碎腔进入硬度极强的不可破碎物而突然出现大幅度超载险情，这就要求设备本身应具有良好的自我保护系统，以使设备安全运转，使故障率保持在较低的水平上。因此，过载保护系统在破碎设备中占有极为重要的作用。目前国产破碎设备在液压系统方面与国外同类产品相比存在很大差距，问题较多，主要是传统的液压系统常采用电接点压力表来监控油压，一旦油压过载，就跳闸停机，使破碎机在过载破碎物料时保护误动作频繁，影响破碎机的工作效率和安全可靠性，本文用PLC对液压系统进行监控，提高了系统的动作准确度。
1、矿用破碎机液压过载保护系统介绍
1.1过载保护装置工作原理
常用的液压过载保护装置的工作原理如图1所示。定颚4静止不动，固定在设备箱体内壁上。电动机5通过皮带轮，带动偏心轮1转动，从而带动动颚3做复摆运动，破碎物料。液压缸2的活塞杆和衬板6相联，和弹簧拉杆7铰接在动颚下端，决定了排矿口的大小和破碎物料颗粒的大小。当破碎腔遇到破碎强度超出设定值的物料时，液压缸活塞迅速向后回缩，增大排矿口，使得高强度的物料最终从排矿口排出。当高强度的物料靠自身重量自动排下后，液压控制系统迅速动作，向液压缸2右腔供油，使得活塞左移至极限位置，恢复常态工作。
1.2液压保护系统工作原理
图2为液压过载保护系统原理图。在破碎机开动前，首先要向液压缸15内充油。先将PLC电控箱上的选择开关放在“工作”位置，驱动液压泵4的电机5启动液压油经粗滤油器2进入液压泵，粗滤油器的主要目的是保护液压泵免遭较大颗粒杂质的直接伤害。为了不致影响液压泵的吸油能力，装在吸油路上的滤油器的通油能力应大于液压泵流量的两倍。液压油再经过带有发迅装置的精滤油器3进入控制阀。该滤油器要有一定强度，且它的最大压力降不能超过0.35 MPa，它的发迅装置为压力继电器，因长时间使用，油中的杂质在滤网上过多集结，从而使得油压降太大时，压力继电器就会发出报警信号提示要处理滤芯。按下“动锥上升”按钮，换向电磁阀G．通电，油液经换向阀和液控单向阀到达液压缸底部，使动锥开始上升，当升到工作位置后，即可停止电机5，液压缸内的压力仍保持平衡，破碎机开始工作。当非破碎物落入破碎腔时，造成破碎力急剧增加，系统油压也随之升高。当系统油压波动超过PLC程序的设定值时，电控箱通过PLC的编程发出过载报警信号，提醒破碎机上线停止给料。若仅是油压瞬时超高，报警信号和计时会自动中断，破碎机仍然正常工作，而瞬间的冲击压力和瞬间的大量油液由蓄能器来吸收。若油压持续超高，则停主电机，同时电磁卸荷阀的先导电磁铁G3通电，液压缸内的油液通过电磁先导卸荷阀快速排回油箱，使排料口进一步增大，排出卡阻物，实现超载液压卸荷安全保护。非破碎物排出后，由于破碎力急剧下降，系统油压也随之下降，使电磁先导卸荷阀复位，进而此卸荷油路关闭。同时蓄能器中的压力油经过节流阀缓慢地进入液压缸使动锥缓慢地自动复位，破碎机继续正常工作。若因为在卸荷时使油压降低过大，低于系统所需要的最低压力（此最低油压由压力继电器14.2调定），则压力传感器感受信号传人PLC，然后PLC发出报警信号，进而电磁换向阀G．通电向系统供油。
2、液压控制系统结构介绍
PLC控制系统能接受的信号分为4类：数字量输入(DI)、数字量输出(DO)、模拟量输入(AI)、模拟量输出(AO)。其中的数字量输入输出是对现场开关的状态的显示和控制。模拟量输入是对所检测对象参数的采集。模拟量输出是对监控对象的参数进行控制。本系统所有的信号都是数字量信号，其控制对象都为继电器。其控制系统结构图如图3所示。根据液压保护系统的工作流程，本系统一共有8个工作继电器，其中2个是用作限制最高压和最低压力继电器，两个控制油泵的开启和停止，剩下的为电磁换向阀。一共8个DI和10个DO。在确定了输入输出点位后，为系统配置响应的PLC控制器模块。本次控制系统选用的西门子S7-300的PLC控制器，按照要求，选择一个电源模块，一个CPU，一个16通道的数字量输入模块和16通道数字量输出模块。其模块配置如表l所示。
3、控制系统软件设计
根据继电器的控制启动过程，笔者把8个继电器分别用Yl-Y8表示，当通过电控柜按动启动按钮后，Y1和Y2得电，两个液压泵被启动，将油箱中的液压油抽出，当油压到达一定的压力后．Ys过滤器3中的压力继电器和电磁换向阀同时得电，液压油到达液压缸的底部，当动颚到达了工作位置，两个继电器失电关闭Y1和Y2，继而破碎机开始正常工作，当非破碎物掉人破碎腔时，提醒破碎机上线停止给料。若但是油压瞬时超高，则报警信号和计时自动中断，破碎机仍然正常工作，则瞬间的冲击压力和瞬间的大量油渣由蓄能器来吸收。如果压力还在增加，Y7压力继电器的电信号传人PLC，通过编程使电磁换向阀Y6得电，液压油重新流回油箱里。非破碎物排出后，压力下降，少部分，K力能用蓄能器补给，压力下降过大时Y1和Y2重新得电．重复开始过程。其部分梯形图编程如图4所示。
4、结语
液压过载保护破碎机与机械保护装置相比，具有很明显的优势。通过PLC对液压过载保护系统的控制，减少了传统系统的失误动作，操作精度也有了很大的提高，并且可靠性高，易于操作，自动化程度高。能自动排除故障，并能迅速恢复正常工作状态。
