摘 要：針對選礦廠電氣自動(dòng)化的應(yīng)用，做了簡單的論述。首先，分析了選礦廠電氣自動(dòng)化特點(diǎn)；其次，總結(jié)了電氣自動(dòng)化的應(yīng)用要求。最后，論述了選礦廠電氣自動(dòng)化的具體應(yīng)用。從電氣自動(dòng)化的應(yīng)用實(shí)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(jì)的把控。

關(guān)鍵詞：選礦廠；電氣自動(dòng)化；智能化

中圖分類號(hào)：TD928.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0264-02

引 言

目前，選礦廠運(yùn)行中，采用自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠提升各作業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行的效率。比如，選礦球磨分級環(huán)節(jié)，利用自動(dòng)化控制功能較為強(qiáng)大的磨礦分級自動(dòng)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(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，增強(qiáng)了設(shè)備的自動(dòng)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(dòng)化特點(diǎn)

從電氣自動(dòng)化應(yīng)用實(shí)際來說，其為選礦廠運(yùn)行，提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)支撐。具有以下特點(diǎn)：①自動(dòng)化水平較高。基于自動(dòng)化控制技術(shù)，構(gòu)建電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，為各項(xiàng)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(jī)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(yùn)動(dòng)空間不足，難以提供充足的沖擊力。而利用自動(dòng)化控制技術(shù)，做好電氣控制系統(tǒng)的合理化設(shè)計(jì)，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(yùn)行能力，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行故障自動(dòng)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(dòng)化的應(yīng)用要求

在實(shí)際應(yīng)用中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建，要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)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(dòng)化的應(yīng)用效果。以破碎生產(chǎn)線為例，對電氣自動(dòng)化應(yīng)用，進(jìn)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(jī)的量越少越好，保證多破少磨，進(jìn)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(jī)和運(yùn)輸皮運(yùn)機(jī)以及收塵風(fēng)機(jī)等。設(shè)備的配置，具體如下：①重負(fù)荷皮運(yùn)機(jī)總計(jì)9條，單機(jī)的最大載荷能力可以達(dá)到4690t/h；②中細(xì)碎圓錘破共計(jì)11臺(tái)，單機(jī)配置獨(dú)立的控制系統(tǒng)以及圓振篩；③小車自動(dòng)定位以及驅(qū)動(dòng)裝置共計(jì)3套，利用進(jìn)口E+H雷達(dá)以及3D料位計(jì)，進(jìn)行料倉料位等的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

2.2 電氣控制配置

從電氣控制角度來說，為實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)控制功能，配置了以下軟硬件：①硬件PLC控制柜總計(jì)配置了4個(gè)。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(jì)4臺(tái)，具體包括1個(gè)工作站以及3個(gè)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(dòng)化的具體應(yīng)用

選礦廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，利用SIEMENHS 414H冗余控制器，進(jìn)行獨(dú)立控制，并且設(shè)置1臺(tái)工程師站；設(shè)置4臺(tái)操作員站；配置1臺(tái)打印機(jī)設(shè)備；配置3個(gè)PLC機(jī)柜?，F(xiàn)結(jié)合此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)中，采用的是冗余設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，能夠快速?zèng)]有擾動(dòng)的切換，運(yùn)行備用控制器，進(jìn)而保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮到控制器切換時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)上位機(jī)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(dá)料位計(jì)，總計(jì)21臺(tái)；配置3D料位計(jì)，總計(jì)1套，用于實(shí)時(shí)檢測倉內(nèi)的料位計(jì)。對于給料皮運(yùn)機(jī)，采取的是變頻調(diào)速控制技術(shù)，進(jìn)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(jì)4套；④配置冗余智能I/OET200M，總計(jì)5套；⑤根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置多個(gè)I/O模塊；⑥配置工業(yè)交換機(jī)，總計(jì)2臺(tái)等。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)配置

此選礦廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，采取的是典型的架構(gòu)模式，總計(jì)3層，從下到上依次為：①通信層。生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集模塊以及保護(hù)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(dú)立配置的控制系統(tǒng)通信，具體來說為中碎機(jī)西門子300控制系統(tǒng)；③人機(jī)數(shù)據(jù)交換層。該層為上位機(jī)以及CPU的通信，在實(shí)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(jì)與軟件設(shè)計(jì)

3.2.1 軟件設(shè)計(jì)

若想保證選礦廠電氣自動(dòng)化應(yīng)用功能的高效實(shí)現(xiàn)，要做好軟件設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)，PLC編程軟件，使用的是西門子step75.4sp5，運(yùn)用的編程語言，主要為梯形圖和語句表，以樹狀圖的形式進(jìn)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(shí)間。主線和冗余PLC，其和單機(jī)系統(tǒng)實(shí)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(shí)時(shí)信號(hào)采集輸出。人機(jī)界面設(shè)計(jì)，使用的是西門子WINCC7.0SP2上位機(jī)編程軟件，在進(jìn)行上位機(jī)編程時(shí)，要保證動(dòng)靜態(tài)的把控，操作簡便，包括數(shù)據(jù)報(bào)表功能和報(bào)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(jì)要點(diǎn)

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，電氣部分的設(shè)計(jì)，要滿足選礦廠生產(chǎn)實(shí)際，做好設(shè)計(jì)把控。從應(yīng)用實(shí)際來說，此系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)生個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)等信息的實(shí)時(shí)采集，并且歸檔以及顯示?；陔姎庾詣?dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開車以及停車的自動(dòng)化操作。除此之外，還要實(shí)現(xiàn)各個(gè)控制回路的閉環(huán)調(diào)節(jié)以及警報(bào)信息的存儲(chǔ)以及歸檔。只有保證基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，才能夠最大程度上保證電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行性能，因此要嚴(yán)格把控。在設(shè)計(jì)時(shí)，做好反復(fù)優(yōu)化，保證電氣控制設(shè)計(jì)的質(zhì)量[2]。

回路設(shè)計(jì)：做好回路設(shè)計(jì)，是保證各個(gè)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(jì)方面來說，在選礦工藝流程中，發(fā)揮著積極的作用?；诖耍龊脟?yán)格的把控，保證電氣設(shè)備運(yùn)行性能的有效發(fā)揮。由于電氣控制系統(tǒng)的回路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)人員能夠做好嚴(yán)格的把控?；谡麄€(gè)系統(tǒng)的角度，按照控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，做好回路設(shè)計(jì)的優(yōu)化，保障其作用的發(fā)揮。

電機(jī)的選擇：在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，軟啟動(dòng)器作為電機(jī)控制裝置，具有軟啟動(dòng)功能和軟停車功能等。軟啟動(dòng)器使用的是三項(xiàng)反并聯(lián)晶閘管，用作調(diào)壓器，被設(shè)置在電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。在使用軟啟動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓不斷增加，此時(shí)電動(dòng)機(jī)也逐漸加速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)晶閘管全部導(dǎo)通后，電動(dòng)機(jī)在額定電壓的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)平滑啟動(dòng)，減少啟動(dòng)電流，以免啟動(dòng)過流跳閘。當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，完成啟動(dòng)，此時(shí)由軟啟動(dòng)器自動(dòng)利用旁路接觸器，來替代晶閘管，實(shí)現(xiàn)額定電壓的供給，保障電動(dòng)機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，減少晶閘管的損耗，進(jìn)而增加啟動(dòng)器的使用實(shí)際時(shí)間，提高設(shè)備的工作效率?；诖?，在設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)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(jì)方案，合理配置軟硬件，保證電氣自動(dòng)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(dòng)化的性能得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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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(jì)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(hù)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。