分析選礦廠電氣自動化的應(yīng)用

摘 要：針對選礦廠電氣自動化的應(yīng)用，做了簡單的論述。首先，分析了選礦廠電氣自動化特點；其次，總結(jié)了電氣自動化的應(yīng)用要求。最后，論述了選礦廠電氣自動化的具體應(yīng)用。從電氣自動化的應(yīng)用實際來說，若想發(fā)揮其作用，必須要明確應(yīng)用要求，做好系統(tǒng)設(shè)計的把控。

關(guān)鍵詞：選礦廠；電氣自動化；智能化

中圖分類號：TD928.9 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0264-02

引 言

目前，選礦廠運行中，采用自動化控制技術(shù)，能夠提升各作業(yè)系統(tǒng)運行的效率。比如，選礦球磨分級環(huán)節(jié)，利用自動化控制功能較為強大的磨礦分級自動化控制系統(tǒng)，改善了磨礦工藝，重新定義了生產(chǎn)模式。在電氣工程方面，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，增強了設(shè)備的自動化控制水平，有效提升了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

1 選礦廠電氣自動化特點

從電氣自動化應(yīng)用實際來說，其為選礦廠運行，提供了強有力的基礎(chǔ)支撐。具有以下特點：①自動化水平較高?；谧詣踊刂萍夹g(shù)，構(gòu)建電氣自動化控制系統(tǒng)，為各項生產(chǎn)作業(yè)，提供了技術(shù)保障。在具體應(yīng)用中，能夠滿足生產(chǎn)控制的要求。比如球磨機的控制，要確保充填率以及球料得以有效控制，若充填率過低，極易造成空載問題，或者縮短襯板壽命。若充填率過高，極易使得磨礦介質(zhì)運動空間不足，難以提供充足的沖擊力。而利用自動化控制技術(shù)，做好電氣控制系統(tǒng)的合理化設(shè)計，能夠提高控制水平；②故障率較低。依托現(xiàn)代化控制技術(shù)，比如PLC等，選用高性能的軟硬件設(shè)備，極大程度上優(yōu)化了電氣控制系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)的整體運行能力，同時還實現(xiàn)了運行故障自動化檢測和處理功能，有效保證了系統(tǒng)使用的效果。

2 電氣自動化的應(yīng)用要求

在實際應(yīng)用中，電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)建，要結(jié)合生產(chǎn)實際需求，明確應(yīng)用要求，包括設(shè)備配置和電氣控制配置等，保證自動化的應(yīng)用效果。以破碎生產(chǎn)線為例，對電氣自動化應(yīng)用，進行配置要求分析。

2.1 設(shè)備配置

在采選工作中，礦石破碎是重要工序，也是選礦廠生產(chǎn)的首道工序。一般來說，礦石要經(jīng)過破碎，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，去磨機的量越少越好，保證多破少磨，進而提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本。從生產(chǎn)線的組成情況來說，主要包括破碎機和運輸皮運機以及收塵風(fēng)機等。設(shè)備的配置，具體如下：①重負荷皮運機總計9條，單機的最大載荷能力可以達到4690t/h；②中細碎圓錘破共計11臺，單機配置獨立的控制系統(tǒng)以及圓振篩；③小車自動定位以及驅(qū)動裝置共計3套，利用進口E+H雷達以及3D料位計，進行料倉料位等的動態(tài)監(jiān)控。

2.2 電氣控制配置

從電氣控制角度來說，為實現(xiàn)各項控制功能，配置了以下軟硬件：①硬件PLC控制柜總計配置了4個。其具體組成包括S7-400H冗余系統(tǒng)以及ET200M，并且配套冗余電源冗余網(wǎng)卡。②工控電腦總計4臺，具體包括1個工作站以及3個操作員站。③使用的是西門子編程以及組態(tài)軟件。

3 選礦廠電氣自動化的具體應(yīng)用

選礦廠電氣自動化系統(tǒng)，利用SIEMENHS 414H冗余控制器，進行獨立控制，并且設(shè)置1臺工程師站；設(shè)置4臺操作員站；配置1臺打印機設(shè)備；配置3個PLC機柜?，F(xiàn)結(jié)合此系統(tǒng)的設(shè)計實踐，分析系統(tǒng)硬件和網(wǎng)絡(luò)配置等，做如下論述：

3.1 系統(tǒng)硬件及網(wǎng)絡(luò)配置

3.1.1 系統(tǒng)硬件

在設(shè)計中，采用的是冗余設(shè)計，保證系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時，能夠快速沒有擾動的切換，運行備用控制器，進而保證系統(tǒng)運行的可靠性。系統(tǒng)設(shè)計考慮到控制器切換時，可能會出現(xiàn)上位機數(shù)據(jù)中斷的情況，因此使用CP1613。生產(chǎn)現(xiàn)場布置E+H雷達料位計，總計21臺；配置3D料位計，總計1套，用于實時檢測倉內(nèi)的料位計。對于給料皮運機，采取的是變頻調(diào)速控制技術(shù)，進而保證給料的穩(wěn)定性和可控制性。硬件清單如下：①冗余CPU西門子414H；②配套冗余電池；③設(shè)置冗余通信模塊CP443-1，配置冗余網(wǎng)卡CP1623，總計4套；④配置冗余智能I/OET200M，總計5套；⑤根據(jù)實際需要，設(shè)置多個I/O模塊；⑥配置工業(yè)交換機，總計2臺等。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)配置

此選礦廠電氣自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，采取的是典型的架構(gòu)模式，總計3層，從下到上依次為：①通信層。生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動化采集模塊以及保護系統(tǒng)I/O通信；②中間層。CPU和智能I/O通信、或者CPU和其他獨立配置的控制系統(tǒng)通信，具體來說為中碎機西門子300控制系統(tǒng)；③人機數(shù)據(jù)交換層。該層為上位機以及CPU的通信，在實際通信中，使用的通信協(xié)議類型較多，比如以太網(wǎng)以及MODBBUS等[1]。

3.2 電氣設(shè)計與軟件設(shè)計

3.2.1 軟件設(shè)計

若想保證選礦廠電氣自動化應(yīng)用功能的高效實現(xiàn)，要做好軟件設(shè)計的把控。此系統(tǒng)PLC編程軟件，使用的是西門子step75.4sp5和WINCC7.0SP2以及Automasion License Manager5.0授權(quán)管理軟件。在軟件設(shè)計時，PLC編程軟件，使用的是西門子step75.4sp5，運用的編程語言，主要為梯形圖和語句表，以樹狀圖的形式進行嵌套。需要注意的是，編程使用的語言要簡潔，程序要嚴(yán)謹(jǐn)，不可以出現(xiàn)死循環(huán)，并且要最大程度上減少循環(huán)掃描的時間。主線和冗余PLC，其和單機系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交流，主要方式如下：①以太網(wǎng)通信連接；②I/O接口實時信號采集輸出。人機界面設(shè)計，使用的是西門子WINCC7.0SP2上位機編程軟件，在進行上位機編程時，要保證動靜態(tài)的把控，操作簡便，包括數(shù)據(jù)報表功能和報警記錄功能以及權(quán)限管理功能等。

3.2.2 電氣控制設(shè)計要點

基礎(chǔ)設(shè)計：電氣自動化控制系統(tǒng)中，電氣部分的設(shè)計，要滿足選礦廠生產(chǎn)實際，做好設(shè)計把控。從應(yīng)用實際來說，此系統(tǒng)要實現(xiàn)生個生產(chǎn)系統(tǒng)運行工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)等信息的實時采集，并且歸檔以及顯示。基于電氣自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)開車以及停車的自動化操作。除此之外，還要實現(xiàn)各個控制回路的閉環(huán)調(diào)節(jié)以及警報信息的存儲以及歸檔。只有保證基礎(chǔ)設(shè)計的質(zhì)量，才能夠最大程度上保證電氣控制系統(tǒng)的運行性能，因此要嚴(yán)格把控。在設(shè)計時，做好反復(fù)優(yōu)化，保證電氣控制設(shè)計的質(zhì)量[2]。

回路設(shè)計：做好回路設(shè)計，是保證各個生產(chǎn)設(shè)備高性能，提高選礦廠生產(chǎn)效率和可靠性的重要途徑，因此要做好嚴(yán)格的把控。從電氣回路的設(shè)計方面來說，在選礦工藝流程中，發(fā)揮著積極的作用。基于此，要做好嚴(yán)格的把控，保證電氣設(shè)備運行性能的有效發(fā)揮。由于電氣控制系統(tǒng)的回路設(shè)計較為復(fù)雜，需要設(shè)計人員能夠做好嚴(yán)格的把控?；谡麄€系統(tǒng)的角度，按照控制系統(tǒng)設(shè)計要求，做好回路設(shè)計的優(yōu)化，保障其作用的發(fā)揮。

電機的選擇：在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計中，軟啟動器作為電機控制裝置，具有軟啟動功能和軟停車功能等。軟啟動器使用的是三項反并聯(lián)晶閘管，用作調(diào)壓器，被設(shè)置在電源和電動機定子之間。在使用軟啟動器，驅(qū)動電動機時，晶閘管的輸出電壓不斷增加，此時電動機也逐漸加速運轉(zhuǎn)，當(dāng)晶閘管全部導(dǎo)通后，電動機在額定電壓的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)平滑啟動，減少啟動電流，以免啟動過流跳閘。當(dāng)電機運轉(zhuǎn)參數(shù)達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，完成啟動，此時由軟啟動器自動利用旁路接觸器，來替代晶閘管，實現(xiàn)額定電壓的供給，保障電動機能夠穩(wěn)定運行，減少晶閘管的損耗，進而增加啟動器的使用實際時間，提高設(shè)備的工作效率。基于此，在設(shè)計的過程中，要合理選擇，保障其作用的充分發(fā)揮[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，選礦廠電氣自動化的應(yīng)用，發(fā)揮著重要的作用，因此要做好嚴(yán)格的把控。這需要在設(shè)計的過程中，做好全面分析，明確系統(tǒng)的需求，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，合理配置軟硬件，保證電氣自動化的性能。通過采取系列把控措施，最大程度上保障電氣自動化的性能得以實現(xiàn)。

參考文獻

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[2]黃仍杰.澳大利亞選礦廠電氣安裝調(diào)試安全隔離程序[J].有色冶金設(shè)計與研究，2016，37（05）：69～71.

[3]盧佳安.淺析選礦廠電氣設(shè)備的維護與保養(yǎng)[J].電子制作，2015（12）：229.

收稿日期：2018-7-28

作者簡介：王 蘭（1985-），女，助理工程師，本科，主要從事選礦廠電氣技術(shù)員工作。