介紹S7-300系列西門子PLC在金礦設備改造上的應用案例。
摘 要：本文設計了一套基于PLC的監(jiān)控系統(tǒng)，應用于金礦碎礦生產(chǎn)線控制系統(tǒng)改造。系統(tǒng)由性價比高的PLC，工控機和組態(tài)軟件構(gòu)成。通過PLC編程，實現(xiàn)了對生產(chǎn)設備的全面自動控制、聯(lián)鎖保護、運行狀態(tài)監(jiān)測等功能;運用組態(tài)軟件，設計了具有良好的人/過程接口能力的監(jiān)控畫面，實現(xiàn)了過程信息的集中顯示和處理。實際運行表明，該系統(tǒng)功能設計合理，運行可靠，顯著提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：金礦;設備改造;監(jiān)控系統(tǒng);PLC;組態(tài)軟件

1 引言

　　近年我國不少礦山企業(yè)為了實現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保等各方面日益增長的要求，積極進行設備的更新改造。某金礦在碎礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)引進了Nordberg HP圓錐破碎機，以進一步優(yōu)化生產(chǎn)指標和提高效率。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，自動化水平低，對生產(chǎn)過程的各種信息缺乏有效的監(jiān)控手段，不能及時響應各種情況，加上電氣設備老化，故障率高，維護頻繁，嚴重制約了新裝備生產(chǎn)效率的發(fā)揮。因此，需要對原有控制系統(tǒng)一并進行改造。可編程控制器（PLC）作為一種先進的工業(yè)自動控制裝置，具有功能強大、編程靈活、調(diào)試使用方便，且性價比高等眾多優(yōu)點，特別是它適應各種工業(yè)環(huán)境的能力和高可靠性，使它得到廣泛的應用。因此在本改造項目中，決定采用PLC來改造并擴展原有控制系統(tǒng)的功能，并且運用組態(tài)軟件www.1000ji.com，設計生動直觀、功能豐富的監(jiān)控流程畫面，實現(xiàn)生產(chǎn)過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：原礦首先從原礦倉通過重型板式給礦機送入鄂式破碎機進行粗碎，然后由1# 皮帶給入標準圓錐破碎機進行中碎，再經(jīng)2# 皮帶給入振動篩，篩上產(chǎn)品經(jīng)3# 皮帶返回短頭圓錐破碎機進行細碎，細碎產(chǎn)品匯入2# 皮帶，與振動篩構(gòu)成閉路;篩下合格產(chǎn)品由4# 皮帶送至粉礦倉。在控制上主要是對破碎、篩分及輸送設備的起/�？刂啤⒙�(lián)鎖控制及保護，以及對設備運行狀態(tài)和關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)測記錄，包括：①重板給礦機、鄂式破碎機、2臺圓錐破碎機、振動篩及4臺皮帶設備的電機起�？刂�、電機過載（熱繼電器狀態(tài)）的監(jiān)測及自動聯(lián)鎖;②2個圓錐破碎機稀油站、自動除鐵裝置、及3臺除塵風機起停控制和工作狀態(tài)監(jiān)測;③粉礦倉超聲波料位計的信號監(jiān)測;④控制室與現(xiàn)場各車間聯(lián)絡的聲光警示信號。

　　本次改造還增加了以下項目：⑤鄂式破碎機、2臺圓錐破碎機和軸瓦溫度監(jiān)測;⑥2臺圓錐破碎機的電機工作負荷電流監(jiān)測，以實現(xiàn)恒定負荷控制;⑦1#和3#皮帶安裝電子皮帶秤和變頻器，以實現(xiàn)給礦量控制;⑧控制室原有集中操作臺和設備就地開關(guān)保留，和PLC控制系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)進行工作方式切換。

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：過程監(jiān)控站、PLC控制器和現(xiàn)場電氣驅(qū)動和信號檢測。PLC控制器選用西門子SIMATIC S7-300，該型PLC技術(shù)成熟可靠，應用廣泛，具有功能強、速度快、模塊化等特點，具體配置為：CPU314，帶有MPI接口，配64k EPROM存儲卡做程序掉電保護;16通道DI模塊SM321，5個;16通道DO模塊SM322，3個;8通道AI模塊SM331，2個;4通道AO模塊SM332，1個;考慮系統(tǒng)的總點數(shù)和今后擴展的需要，配置了1個擴展機架，主機架和擴展機架之間通過通信模塊IM360和IM361通信。監(jiān)控站采用研華工控機，運行澳大利亞的CitectSCADA過程監(jiān)控組態(tài)軟件。S7-300和監(jiān)控站計算機的通信采用MPI接口，在上位機中安裝CP5613通訊卡，通過MPI電纜進行連接。