金堆城钼业汝阳有限责任公司河南省洛阳市汝阳县471200
摘要:本文介绍分析了自动控制系统在我公司5000t/d选厂破碎系统的应用。首先对公司5000t/d选厂破碎系统工艺做了介绍,并结合工艺流程和生产特点,提出了自动化控制方案,在5000t/d选厂投入实际使用,取得显著效果。
关键词:破碎;自动化控制系统;
一、引言:
我公司成立于2004年初,控股股东为某钼业集团有限公司,为了促进地方经济更好又快地发展,公司拟投资18亿元建设2万吨/日钼采、选、焙烧项目,其中一期建设处理矿石量5000t/d选厂,整个工艺流程包括破碎、磨矿分级、浮选、磁选、脱水及尾矿输送等几部分。我公司委托东方测控技术有限公司对5000t/d选厂进行全流程自动化控制系统的实施,本文主要介绍了目前自动化控制在破碎系统上的实现。
二、工艺概况
整个破碎系统主要包括以下两个部分:
1、粗碎工艺工程:包括受料仓、旋回破碎机、粗碎机下料仓、重型铁板给矿机、NO.1带式输送机、粗矿仓、振动给矿机等;
2、筛分破碎工艺过程:包括圆振筛、中碎机1台、细碎机2台、圆振筛1台、香蕉直线筛2台、NO.2-8带式输送机等;
工艺流程图
三、自动控制原理
3.1顺控
1)、设备状态的集中监视
根据现场工艺要求情况,采用上位组态软件编制不同工艺画面,采用多种方式直观反映出现场电机设备的运行状态。主要包括设备的本地和远程操作状态,设备的运行与停止状态,设备的正常和故障状态以及皮带电机的跑偏、打滑、过热以及事故开关等状态。
2)、设备集中启停
对于现场所有电机设备,根据工艺要求可以采用多种开停机操作方式(料线),在控制室由上位机统一操作。对粗碎、筛分、中碎、细碎各部分设备可以采取集中启动模式按顺序开车。各个设备之间的开车时间间隔可以根据现场实际情况调整。同时也可以按照时间顺序实现设备的顺序停车。对于每台设备也可以实现单机操作,在控制室发出指令,可以单机启动设备。
3)、设备的故障保护和安全生产
在控制方式上不但可以降低设备的故障率,发挥设备的潜力,同时也充分保证了安全生产。在开车方式上实现鸣铃开车,鸣铃的次数和间隔根据现场调整。对于皮带电机的跑偏、打滑、过热都进行报警和安全处理。同时对于现场事故开关的状态也进行立即响应,充分保证生产和设备的安全进行。
3.2过程控制
1)、破碎机给矿自动控制
对于中、细碎破碎机系统的给矿控制首要分析破碎机的负荷情况。破碎机的工作负荷情况直接影响着破碎的生产效率指标。根据我们对多个现场的应用实践经验表明,对中、细碎机采用破碎腔料位和破碎机的功率进行检测,并通过智能专家功率控制系统分析破碎机的工作情况。采用变频器控制给料机完成破碎机的给料控制。实践证明,采用上述控制方法能完全保证破碎机的工作效率始终在最佳范围内。
细碎机给矿控制原理框图
2)、矿仓料位检测和控制
在破碎工段主要矿仓有旋回破碎矿仓、粗矿仓、筛分缓冲仓、中碎矿仓,细碎矿仓和球磨粉矿仓。矿仓料位分布情况直接反映目前的矿源情况,对于组织整个流程的生产具有很重要的指导作用。所以要对上述矿仓的料位实行检测,及时反馈给控制系统。
3)、破碎机自动监控系统
破碎机的安全联锁由其自身自带的PLC控制系统完成,设备参数信号经网络通信接入DCS控制系统,实现对设备状态的显示监控和整个系统联锁控制;
四、控制系统设计:
4.1硬件系统的构成与配置
(1)AS414-4-2H控制站
本系统采用AS414-4-2H全冗余容错热备中央控制站,它主要由如下几部分组成:
全冗余容错热备中央处理机架(UR2-H)
2个全冗余容错热备电源模块(PS407)
2个全冗余容错热备中央处理单元(CPU414-4H)
2个全冗余容错热备通讯接口模块(CP443-1)
(2)ET200M分布式IO系统
ET200M分布式I/O站主要由以下几部分组成:
热插拔DIN安装机架
热插拔BM总线模板
热插拔IM153-2通讯接口模块
热插拔高可靠的I/O信号接口模块
4.2软件特点
全部监控软件和编程软件均为统一的WINDOWSXP/2003Server操作系统。上、下位采用统一的编程软件PCS7对其进行组态。工程师站可以实现硬件编辑、现场过程站编程、现场总线智能仪表组态(可选)、操作员站组态及系统调试等。并可以离线编程,在线修改、调试。操作员站可以通过用户口令切换操作权限。下位机软件采用图形方式的编辑器,编程语言支持FBD、LD、CFC、SFC等方式。
4.3系统网络设计
系统的工业通讯网络系统选用了SIMATICNET工业以太网和PROFIBUS-DP现场总线。其中工业以太网用于系统操作员站和主控制站之间的连接;而PROFIBU-DP现场总线用于主控制站和远程I/O控制站之间的连接。
工业以太网
中央控制室内的操作员站、工程师站和控制站通过SIMATICNET工业以太网实现了相互连接。
现场级网络PROFIBUS-DP
中央控制器与现场I/O站通过PROFIBUS-DP互相进行通信,现场智能总线设备及仪表也可以通过PROFIBUS同中央控制器通信。
PROFIBUS是全球应用最广泛的过程现场总线系统。多年来,PROFIBUS成功的应用于化工过程自动化、制造业、楼宇自动化和电站自动化等领域。与常规非总线I/O技术相比,使用PROFIBUS过程现场总线可以使硬件(其中包括电缆)、工程设计、安装调试和维修费用节省40%以上。
PROFIBUS的技术性能使它可以应用于工业自动化各个领域,除了安装简单外,它有极高的传输速率(可达12Mbit/s),多种网络拓扑结构(总线型、星型、环型)以及可选的光纤双环冗余。
五、结束语
自控系统实施后,对整个破碎系统进行了优化控制、优化运行、优化管理。保证了生产系统的连续、稳定和高效。通过运用综合自动化系统,最终达到劳动生产率位于国内领先水平。通过设备监控与设备安全管理,达到保障设备安全运行、减少设备故障停机时间,提高设备作业率。
参考文献:
[1]石立,张国旺,肖骁.金属矿山选矿厂磨矿分级自动控制研究现状[J].金属材料与冶金工程,2014,42(01):43-48+56.