摘 要：本文設(shè)計(jì)了一套基于PLC的監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于金礦碎礦生產(chǎn)線控制系統(tǒng)改造。系統(tǒng)由性價(jià)比高的PLC，工控機(jī)和組態(tài)軟件構(gòu)成。通過(guò)PLC編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的全面自動(dòng)控制、聯(lián)鎖保護(hù)、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能;運(yùn)用組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)了具有良好的人/過(guò)程接口能力的監(jiān)控畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)了過(guò)程信息的集中顯示和處理。實(shí)際運(yùn)行表明，該系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行可靠，顯著提高了生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：金礦;設(shè)備改造;監(jiān)控系統(tǒng);PLC;組態(tài)軟件
1 引言
近年我國(guó)不少礦山企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保等各方面日益增長(zhǎng)的要求，積極進(jìn)行設(shè)備的更新改造。某金礦在碎礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)引進(jìn)了Nordberg HP圓錐破碎機(jī)，以進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)和提高效率。但是該礦原先采用的碎礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)是以人工操作為主的常規(guī)繼電器控制方式，自動(dòng)化水平低，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的各種信息缺乏有效的監(jiān)控手段，不能及時(shí)響應(yīng)各種情況，加上電氣設(shè)備老化，故障率高，維護(hù)頻繁，嚴(yán)重制約了新裝備生產(chǎn)效率的發(fā)揮。因此，需要對(duì)原有控制系統(tǒng)一并進(jìn)行改造�？删幊炭刂破鳎≒LC）作為一種先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，具有功能強(qiáng)大、編程靈活、調(diào)試使用方便，且性價(jià)比高等眾多優(yōu)點(diǎn)，特別是它適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的能力和高可靠性，使它得到廣泛的應(yīng)用。因此在本改造項(xiàng)目中，決定采用PLC來(lái)改造并擴(kuò)展原有控制系統(tǒng)的功能，并且運(yùn)用組態(tài)軟件www.1000ji.com，設(shè)計(jì)生動(dòng)直觀、功能豐富的監(jiān)控流程畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程信息的集中顯示和處理。
2 工藝與控制要求
某金礦碎礦工藝為三段一閉路流程：原礦首先從原礦倉(cāng)通過(guò)重型板式給礦機(jī)送入鄂式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，然后由1# 皮帶給入標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)進(jìn)行中碎，再經(jīng)2# 皮帶給入振動(dòng)篩，篩上產(chǎn)品經(jīng)3# 皮帶返回短頭圓錐破碎機(jī)進(jìn)行細(xì)碎，細(xì)碎產(chǎn)品匯入2# 皮帶，與振動(dòng)篩構(gòu)成閉路;篩下合格產(chǎn)品由4# 皮帶送至粉礦倉(cāng)。在控制上主要是對(duì)破碎、篩分及輸送設(shè)備的起/�？刂啤⒙�(lián)鎖控制及保護(hù)，以及對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)測(cè)記錄，包括：①重板給礦機(jī)、鄂式破碎機(jī)、2臺(tái)圓錐破碎機(jī)、振動(dòng)篩及4臺(tái)皮帶設(shè)備的電機(jī)起停控制、電機(jī)過(guò)載（熱繼電器狀態(tài)）的監(jiān)測(cè)及自動(dòng)聯(lián)鎖;②2個(gè)圓錐破碎機(jī)稀油站、自動(dòng)除鐵裝置、及3臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)起�？刂坪凸ぷ鳡顟B(tài)監(jiān)測(cè);③粉礦倉(cāng)超聲波料位計(jì)的信號(hào)監(jiān)測(cè);④控制室與現(xiàn)場(chǎng)各車(chē)間聯(lián)絡(luò)的聲光警示信號(hào)。
本次改造還增加了以下項(xiàng)目：⑤鄂式破碎機(jī)、2臺(tái)圓錐破碎機(jī)和軸瓦溫度監(jiān)測(cè);⑥2臺(tái)圓錐破碎機(jī)的電機(jī)工作負(fù)荷電流監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)恒定負(fù)荷控制;⑦1#和3#皮帶安裝電子皮帶秤和變頻器，以實(shí)現(xiàn)給礦量控制;⑧控制室原有集中操作臺(tái)和設(shè)備就地開(kāi)關(guān)保留，和PLC控制系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行工作方式切換。
3 系統(tǒng)硬件配置
根據(jù)前述控制要求，在充分考慮了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、通用性基礎(chǔ)上，確定本監(jiān)控系統(tǒng)采用集中式的控制結(jié)構(gòu)，分為3級(jí)：過(guò)程監(jiān)控站、PLC控制器和現(xiàn)場(chǎng)電氣驅(qū)動(dòng)和信號(hào)檢測(cè)。PLC控制器選用西門(mén)子SIMATIC S7-300，該型PLC技術(shù)成熟可靠，應(yīng)用廣泛，具有功能強(qiáng)、速度快、模塊化等特點(diǎn)，具體配置為：CPU314，帶有MPI接口，配64k EPROM存儲(chǔ)卡做程序掉電保護(hù);16通道DI模塊SM321，5個(gè);16通道DO模塊SM322，3個(gè);8通道AI模塊SM331，2個(gè);4通道AO模塊SM332，1個(gè);考慮系統(tǒng)的總點(diǎn)數(shù)和今后擴(kuò)展的需要，配置了1個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架之間通過(guò)通信模塊IM360和IM361通信。監(jiān)控站采用研華工控機(jī)，運(yùn)行澳大利亞的CitectSCADA過(guò)程監(jiān)控組態(tài)軟件。S7-300和監(jiān)控站計(jì)算機(jī)的通信采用MPI接口，在上位機(jī)中安裝CP5613通訊卡，通過(guò)MPI電纜進(jìn)行連接。
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