一、工程實(shí)例
某鎢礦選廠于2007年投入生產(chǎn)，在原礦中，金屬鎢的儲量相對較大，同時(shí)伴生金屬包括銅、鉬等。在選廠生產(chǎn)中，全廠分為重選段和細(xì)泥段二個(gè)作業(yè)工段，其中，重選段每天能夠處理原礦約4500t，選礦工藝相對成熟，但還未實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，工人僅僅能夠憑借自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，不僅較難實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的及時(shí)準(zhǔn)確控制，難以獲得良好的生產(chǎn)指標(biāo)，同時(shí)也缺乏合理有效的管理數(shù)據(jù)支撐，在成本核算中存在著較大的困難。應(yīng)用選礦自動(dòng)化技術(shù)，能夠充分考慮選礦過程中存在的各種影響因素，同時(shí)能夠隨著入選礦石性質(zhì)的變化，自動(dòng)改變對于各個(gè)變量的管理和控制，使得選礦指標(biāo)能夠達(dá)到*佳值，同時(shí)豐富管理手段，提高管理效果，降低管理成本。在鎢礦選廠生產(chǎn)中，應(yīng)用24v電磁流量計(jì)組成自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠有效豐富選礦管理手段，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。本文結(jié)合相應(yīng)的工程實(shí)例，對自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在鎢礦選廠生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。
二、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
針對鎢礦選廠生產(chǎn)的實(shí)際需求，這里應(yīng)用相應(yīng)的自動(dòng)化技術(shù)，對自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，遵循“方案合理、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、操作方便”的原則，系統(tǒng)整體采用集散控制系統(tǒng)，基于現(xiàn)場總線通訊，其整體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如下：
在設(shè)計(jì)區(qū)域建設(shè)中央控制室，包括一個(gè)工程師站和一個(gè)操作站。DCS主柜設(shè)置在設(shè)備室，位于控制室旁邊，在現(xiàn)場相對集中的區(qū)域，放置一套遠(yuǎn)程I/O柜，在主柜與I/O柜間，采用Profibus總線通訊；在工程師站、操作員站及DCS站主柜間，采用以太網(wǎng)通訊。對于上位組態(tài)軟件，采用亞控組態(tài)王軟件平臺，從實(shí)際管理需求出發(fā)，進(jìn)行自主開發(fā)。
根據(jù)該選廠生產(chǎn)管理的實(shí)際需要，應(yīng)該對以下設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測和控制：
（1）水計(jì)量：包括全廠14處用水，都需要進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)量考核，實(shí)現(xiàn)選廠用水調(diào)度的水平衡。
（2）合格礦計(jì)量：在選廠生產(chǎn)過程，一共需要4處合格礦需要進(jìn)行計(jì)量。
（3）原礦石計(jì)量：主要是在礦石機(jī)車運(yùn)輸軌道對需要運(yùn)出的礦石進(jìn)行計(jì)量。
（4）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測：對選廠生產(chǎn)中各類機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測和管理。

三、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
應(yīng)用自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠有效實(shí)現(xiàn)對選廠生產(chǎn)過程中用水、用電、物料、設(shè)備等的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，能夠及時(shí)對出現(xiàn)的故障進(jìn)行報(bào)警，對需要調(diào)節(jié)的設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)也可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，生成相應(yīng)的生產(chǎn)報(bào)表。整個(gè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)包括以下五個(gè)組成部分：
（1）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能，是針對設(shè)備啟停、故障及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測和管理，以及對一些特殊設(shè)備，如圓錐破碎機(jī)、棒磨機(jī)等工作電流、壓力等的監(jiān)測。在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中，通過采集設(shè)備電氣輔助點(diǎn)、熱繼信號點(diǎn)的信號，并將其傳輸?shù)较鄬械膮^(qū)域，然后經(jīng)由多芯線纜，傳輸?shù)絀/O柜的信息采集模塊，為后續(xù)的分析和管理提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。在圓錐破碎機(jī)和棒磨機(jī)中，存在著獨(dú)立的控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)與工程師站和操作站的相互通信，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)能夠通過通訊的方式，在自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中準(zhǔn)確直觀的反映出來。
（2）棒磨控制系統(tǒng)。在鎢礦選廠生產(chǎn)中，棒磨流程如下：采集到的礦石經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)送到輸送皮帶上，經(jīng)單螺旋分級機(jī)等環(huán)節(jié)，進(jìn)入棒磨機(jī)進(jìn)行磨礦加工。在該企業(yè)中，棒磨車間一共有二臺棒磨機(jī)。結(jié)合棒磨給料自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠以棒磨機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對于振動(dòng)給料機(jī)給料量和給料皮帶運(yùn)行速度的控制，從而實(shí)現(xiàn)對于棒磨進(jìn)料量的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。不僅如此，還能夠根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行相應(yīng)的人工干預(yù)。棒磨控制系統(tǒng)主要包括PLC、觸摸屏、變頻器以及電流檢測設(shè)備和通訊模塊等組成，通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與整個(gè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的連接。
（3）水計(jì)量系統(tǒng)。根據(jù)選廠新水用量、尾礦回水用量和廠前回水用量，結(jié)合相應(yīng)的用水分配情況及水處理工藝流程，在14處需要進(jìn)行計(jì)量的供水管道上，安裝24v電磁流量計(jì)，將流量信號傳輸?shù)絀/O柜的模擬量輸入模塊，經(jīng)由PLC系統(tǒng)進(jìn)行處理。水計(jì)量系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示各處流量，并進(jìn)行自動(dòng)累計(jì)，同時(shí)按照生產(chǎn)需要，自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表。對各水池水位實(shí)時(shí)顯示，方便生產(chǎn)調(diào)度及時(shí)調(diào)整抽水時(shí)段，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)用電的平峰填谷。在對24v電磁流量計(jì)進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該確保其附帶現(xiàn)場儀表，以方便現(xiàn)場了解用水情況。
（4）圓錐破碎控制系統(tǒng)。圓錐破碎控制系統(tǒng)是一個(gè)相對獨(dú)立的閉環(huán)控制系統(tǒng)，這里選擇西門子200PLC作為核心控制器，利用溫度變送器，實(shí)現(xiàn)對于潤滑油溫度的監(jiān)測；利用壓力變送器，實(shí)現(xiàn)對油缸壓力的監(jiān)測；利用電流變送器，實(shí)現(xiàn)對主電機(jī)電流的檢測。PLC系統(tǒng)能夠根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，按照相應(yīng)的控制模型，輸出一定的控制量，結(jié)合變頻器，控制給礦電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對給礦量的控制，保證圓錐破碎機(jī)工作負(fù)荷的穩(wěn)定性。不僅如此，應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的要求，對排礦口的大小進(jìn)行設(shè)定，并通過液壓系統(tǒng)的電磁閥，對錐體的升降進(jìn)行控制，以調(diào)整排礦口的大小。在系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程監(jiān)控級可以通過設(shè)計(jì)監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)對于破碎機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)測，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)的設(shè)置及破碎機(jī)的控制。該系統(tǒng)同樣通過以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的相互通訊。
（5）供電計(jì)量系統(tǒng)。在原本的選廠生產(chǎn)中，供電計(jì)量一般都是通過人工抄表的方式進(jìn)行，不僅工作效率低下，而且容易出現(xiàn)人為失誤。而在該供電計(jì)量系統(tǒng)中，可以在需要計(jì)量的位置安裝相應(yīng)的電計(jì)量模塊，從而實(shí)現(xiàn)對于用電度數(shù)的自動(dòng)計(jì)量，以及對各種電參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測，如三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等。所有的電計(jì)量模塊都能夠通過RS-485通訊，實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相互通訊，并在操作站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中自動(dòng)生成相應(yīng)的記錄報(bào)表，方便進(jìn)行管理。
四、結(jié)語
在實(shí)際應(yīng)用過程中，基于PLC和計(jì)算機(jī)的選礦生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)取得了良好的效果，系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，能夠有效滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，進(jìn)行相應(yīng)的功能和配置設(shè)計(jì)；設(shè)備選型合理，從鎢礦山的特點(diǎn)和周邊環(huán)境出發(fā)，對裝備進(jìn)行的合理選擇，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的同時(shí)，有效減少了成本投入，為生產(chǎn)成本的核算以及生產(chǎn)效率的提高提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，為企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。