姑山矿浓缩机及底流泵房自动控制系统

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1、姑山矿浓缩机及底流泵房自动控制系统程小舟1王荣林2翁金红2卞昌万2贾庆龙2(1．中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;2．马钢(集团)控股有限公司姑山矿业公司)摘要介绍了以SiemensS7-200PLC为控制运算核心，以无线和有线以太通讯网络为传输载体，SiemensWincc为组态人机接口操作平台的选厂精尾工段浓缩机及底流泵房自动控制系统。控制系统实现了对浓缩机及其底流泵房的自动控制、实时数据采集、状态判断及异常报警等功能。关键词浓缩机底流泵自动控制系统根据马钢(集团)控股有限公司姑山矿业公司选矿车间精尾工段浓缩机及其底流泵房工艺流程及生产处理过程中各种设备运行参数之间的衔

2、接特点，利用各种检测手段，实时检测各浓缩大井及其底流泵房的生产工艺参数。利用工段各种生产设备间的参数关系，建立数学模型，并结合有关规则和测定值等对各处理单元的工艺过程进行控制和参数进行系统分析和表达，实现自动控制优化生产过程，保证生产稳定，提高设备的利用率。系统的信息层设置在相应的控制室内，控制层与信息层之间采用了工业光纤以太网及无线以太网方式相连接。由于浓缩机在生产过程中不停地做圆周运动，故在每台浓缩机耙架上(即浓缩大井小车)设置一套PLC控制分站，此分站利用西门子工业以太网模块与相应的无线以太网模块相连，并通过此无线模块实现与控制室间的通讯连接，完成PLC与上位组态画面

3、间的数据交换及控制指令的下达。另外，本系统中每台浓缩大井小车的无线网络分站与主站间采用冗余设计，当某一条无线链路出现故障时，无线网络系统会自动寻找冗余通讯路径并在短时间内重新建立连接恢复通讯。此外，在每套浓缩大井的底流泵房也设置一套PLC监控分站，并采用光纤以太网实现PLC控制分站与控制室上位组态画面间的连接。在该系统中充分利用无线网络的灵活性及交换机技术的可缩放性能，使控制系统的通讯性能伸缩自如，控制站点的增减也实现了“热插拔”，完成了有线以太网与无线以太网通讯的组合。具体的系统架构见图1。控制系统架构与配置11．1控制系统架构系统以SiemensS7-200PLC为运算

4、控制核心，建立集中管理和分散控制相结合的DCS系统。控制系统架构以简单、实用、先进、投资合理为方向，并将安装、布线、施工量减至最小为基本原则。系统采用了3层结构模式:设备层、控制层和信息层。考虑到现场被控对象的物理分布位置及被控对象之间的相互关系，结合自动化技术与互联网技术结合的发展趋势和企业今后发展的需要，将控制层设置在各生产现场，各个控制点作为控制系统的控制层PLC分站并配备“远程/就地”控制选择功能。控制层与设备层之间采用传统的模拟信号连接方式，这样大大减小了控制层与设备层间的距离，实现了开关量信号和模拟量信号及各种智能模块和PLC之间的数据传输，又把I/O通道和现场

5、网络接口分散到实际需要的现场设备附近，从而使整个系统的工程费用、装配费用、硬件成本、设备调试和维修成本减少到最低，又避免了模拟信号的远程传输受干扰。系统配置(1)设备层。分布在现场的设备、传感器、仪表等利用传统接线方式与PLC分站相应的I/O模块连接，另外具有通讯功能的仪表利用RS485通讯方式接入就近的现场PLC分站，以减少远距离布线，减小或避免干扰进入系统，提高系统可靠性及稳定性，并易于实施安装和维护。由于现场设备的多样性和特点的不同，控制分站还分别提供了普通底层设备和过程仪表的连接能力，并提供成熟可靠的通讯接口，设备可以通过控制层任意一点均可接入，只需简单的操作编程便

6、可实现对设备层设备的完整组态、诊断、控制和数据采集等。(2)控制层。控制层提供了现场数据采集、过851．2程小舟(1981—)，男，工程师，硕士，243000安徽省马鞍山市经济开发区西塘路666号。总第511期现代矿业2011年11月第11期程数据处理、生产设备实时控制及数据的远程传输等功能，主要由PLC站及相应的模块组成。根据此次控制要求和现场工艺流程配置及分布状况，控制系统由12个控制分站组成，分别是:1#溢流泵房PLC监控分站、2#溢流泵房PLC监控分站、3#溢流泵房PLC监控分站、1#精矿浓缩大井小车无线PLC监控分站、1#精矿浓缩大井底流泵PLC监控分站、2#精矿

7、浓缩大井小车无线PLC监控分站、2#精矿浓缩大井底流泵PLC监控分站、精尾浓缩大井底流泵PLC监控分站、1#尾矿浓缩大井小车无线PLC监控分站、1#尾矿浓缩大井底流泵PLC监控分站、2#尾矿浓缩大井小车无线PLC监控分站、2#尾矿浓缩大井底流泵PLC监控分站。这些控制分站均采一台S7-200系列CPU控制器作为控制运算核心，加之用其相对应的功能模块等组成一个过程控制I/O站处理系统，负责对每段浓缩生产过程控制和处理。各控86制分站与控制室间构成星形网络结构，当一个控制分站出现故障不会影响其余分站工作，很大程度上提高