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        淺析PLC在磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)中的應用

        2020-10-20 06:57:53李燦
        科學與信息化 2020年22期
        關鍵詞:自動控制系統(tǒng)

        摘 要 現(xiàn)階段,大部分的磷礦井下排水泵自動控制系統(tǒng)多數(shù)采用的是還是傳統(tǒng)的繼電器控制模式,但是該模式的自動化性能不高,不能夠及時地在出現(xiàn)突發(fā)狀況時做出反應,因此也會導致出現(xiàn)重大安全隱患,不能夠適應現(xiàn)階段磷礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文主要分析了磷礦井下排水泵控制存在的問題,在此基礎上提出了一套基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)應用方案,以此來有效實現(xiàn)對磷礦主排水泵的有效控制。

        關鍵詞 PLC;主排水泵;自動控制系統(tǒng);磷礦

        伴隨著我國磷礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,磷礦主排水泵自動控制問題也被廣泛關注。新型的智能控制系統(tǒng)在磷礦主排水泵控制方面,能夠有效優(yōu)化磷礦主排水泵自動控制的目標,而PLC在磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)中的應用能夠完成在線實時監(jiān)測、故障報警以及問題記錄、數(shù)據(jù)分析的功能。

        1磷礦主排水泵控制存在的問題

        現(xiàn)階段,自動控制理論在我國磷礦生產(chǎn)企業(yè)之中已經(jīng)被廣泛運用,其整改生產(chǎn)與運作的過程中基本實現(xiàn)了自動化控制的應用,但是在實際的應用過程中并未取得理想的效果,甚至理論知識與實際情況存在嚴重不符的問題,使得自動控制設備出現(xiàn)較多的故障,或者一些設備被閑置,浪費了企業(yè)大量的人力、物力、財力[1]。同時,大部分磷礦主排水泵系統(tǒng)發(fā)展較為緩慢,磷礦主排水泵控制系統(tǒng)也多是沿用傳統(tǒng)的人工控制模式,采取自動控制技術與設備的企業(yè)也不夠健全,因此無法滿足迅速發(fā)展的磷礦企業(yè)的發(fā)展。而PLC在磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)中的應用,能夠有效解決技術落后與設備陳舊等問題,為磷礦主排水泵控制系統(tǒng)的運行提供保障。

        2基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)的功能設計

        結合磷礦的排水量與主排水泵設備的使用情況,基于PLC技術的磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)主要的功能分為以下幾方面的功能:其一,控制功能,即利用PLC程序設計實現(xiàn)自動排水功能;其二,故障診斷功能,即實時動態(tài)的監(jiān)測電機溫度、電流以及電壓情況,預定警戒值,超出這一警戒值則會自動報警停止運行,以此來保障設備安全;其三,參數(shù)顯示功能,即利用人機交互界面來顯示實時的排水量、電機溫度以及管道壓力參數(shù)等;其四,通信與監(jiān)控功能,即利用數(shù)據(jù)交互與通信光纜,實現(xiàn)井下PLC與地面工控機組相互連接,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬲{度指揮中心,以此來有效實現(xiàn)對設備運轉狀態(tài)及信息情況的反應。

        3基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)架構層次

        基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)所運用的是分布式集中控制方式,該系統(tǒng)的構成部分為五個方面,包括監(jiān)控系統(tǒng)、CPU處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)、邏輯處理系統(tǒng)?;赑LC的磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)運用三層分布式架構,自上而下共分為地面監(jiān)控設備層、通信層與邏輯層以及設備層。

        首先,監(jiān)控設備層。其構成部分包含工控機、監(jiān)控組態(tài)軟件以及可集成工業(yè)電視系統(tǒng),連接的方式是運用光纜及各工作面站點PLC組件以及網(wǎng)絡監(jiān)控設備等。工控機組態(tài)軟件主要是收集主排水泵的運行數(shù)據(jù),同時將信息傳輸?shù)降孛嬲{度中心。

        其次,通信與邏輯層。這一部分是自動控制系統(tǒng)的核心內容,相關數(shù)據(jù)的采集、處理、故障分析以及存儲等功能都是由PLC實現(xiàn)。該系統(tǒng)通過分析水位變化來控制主排水泵,收集設備的運行狀態(tài)、電機溫度以及排水量等,并將數(shù)據(jù)顯示到觸摸屏中,然后利用數(shù)據(jù)交換來將相關情況傳輸?shù)降孛鍼LC控制中心[2]。

        最后,設備層。包括主排水泵、電機、管道以及閥門。主要方式在原有的磷礦排水系統(tǒng)設備中加裝傳感器的方式,轉變原本的手動控制閥門方式,運用電控閥門,加裝真空泵來實現(xiàn)對水泵的自啟動與停止的控制。而針對出現(xiàn)故障問題無法自啟動的風險,將閘閥換成真空射流手動閘閥與電動兩用閘閥,同時增加真空泵,提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。

        4基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)程序設計與應用

        4.1 PLC程序設計

        首先,對硬件模塊組態(tài)與軟件進行調試,形成網(wǎng)絡中的各個模塊,同時對模塊的數(shù)據(jù)進行設置,確定硬件模塊組態(tài)的輸入與輸出模塊,即I/O模塊地址,以此來對控制程序的編制形成良好的順序基礎。其次,在PLC啟動之后,需要進行初始化的設置,選擇手動或自動控制設計,然后進入到系統(tǒng)控制程序流程??刂瞥绦蛄鞒痰臉嫵赡K包含水倉水位及運行狀態(tài)的檢測、故障診斷與報警、水泵機組啟停以及故障啟停等模塊。對已經(jīng)下載編制好的程序進行調試,選擇STEP7軟件運用在線連接的方式,對程序運行狀態(tài)開展實時的動態(tài)監(jiān)測,對數(shù)據(jù)強制更新,對輸入與輸出信號進行強制開/關功能等方面進行調試。

        4.2 組態(tài)軟件程序設計

        組態(tài)軟件程序的設計主要是生成人機交互界面,以此來有效的實施動態(tài)監(jiān)測。所選擇的是西門子的WINCC自動化監(jiān)控軟件設計程序,能夠形成標準化輸入、輸出域,也能夠生成棒圖、趨勢圖與矢量圖等,具備動態(tài)監(jiān)測的功能,以此來實現(xiàn)對系統(tǒng)運行的可視化監(jiān)控,利用人機交互界面來顯示集成消息與故障診斷信息[3]。而水泵操作工利用設備顯示觸摸屏來實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。光纜及地面上位機能夠實現(xiàn)同步的通信,以此實現(xiàn)遠程監(jiān)控的目標。

        5結束語

        基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)設計,能夠利用科學的程序設計與技術改造,實現(xiàn)對磷礦主排水泵控制系統(tǒng)的自動化,減少人工成本,可視化的信息數(shù)據(jù)采集以及故障的處理與報警等,提升磷礦主排水泵系統(tǒng)的自動化與機械化水平,提高其穩(wěn)定性與可靠性,達到降低增效的目標。

        參考文獻

        [1] 姜海鵬,秦鵬.基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)設計分析[J].電子制作,2014(16):233-234.

        [2] 邊晉.PLC在磷礦主排水泵自動控制系統(tǒng)中的應用[J].機械管理開發(fā),2018,33(8):201-202.

        [3] 夏希武.PLC技術在井下排水系統(tǒng)中的應用研究[J].能源與節(jié)能,2015(11):138-139.

        作者簡介

        李燦(1990-),男,湖南省漣源市橋頭河鎮(zhèn)人;學歷:大學本科,現(xiàn)就職單位:貴州鑫新實業(yè)控股集團有限責任公司,研究方向:機電。

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