西门子PLC在井下溜破控制系统中的应用.pdf
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1、第 50 卷 第 3 期有色金属设计Vol.50 No.32023 年 9 月Nonferrous Metals DesignSept.2023收稿日期:2023-05-26作者简介:程硕(1985),男,云南昆明人,工程师。主要研究方向:电气工程与自动化。西门子 PLC 在井下溜破控制系统中的应用程硕1,王亮2(1.昆明有色冶金设计研究院股份公司,云南 昆明 650051;2.凉山矿业股份有限公司,四川 西昌 615146)摘要:文章以拉拉铜矿落凼矿区深部矿段采矿工程井下溜破系统为背景,介绍了以西门子 S7-1500 PLC 为核心,通过工业总线通讯接口、通信网络等将控制器、人机操作界面 H
2、MI、ABB ACS550、ACS880 系列变频器及多种传感器等相互连接,按工艺流程要求通过控制逻辑实现系统半自动、自动运行,减少了人工操作量,对系统的安全稳定运行,提高产量起到了关键作用;同时,系统较高的自动化水平对矿山数字化、智能化建设起到推进作用。关键词:S7-1500PLC;顺序控制;Profinet-IO 现场总线;数据通讯;通讯协议;系统组态中图分类号:TD2文献标识码:B文章编号:1004-2660(2023)03-0082-05Application of Siemens PLC in Underground Chute Blasting Control SystemCHEN
3、G Shuo1,WANG Liang2(1.Kunming Engineering&Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.,Ltd.,Kunming Yunnan 650051,China;2.Liangshan Mining Industry Co.,Ltd.,Xichang Sichuan 615146,China)Abstract:Based on the background of underground chute blasting system for mining engineering in deep mining are
4、a in Luodang mine of Lala Copper Mine,this paper introduces the use of Siemens S7-1500 PLC as the core component and the interconnection of various devices,including the controller,human-machine interface(HMI),ABB ACS550,ACS880 series variable frequency drives,and multiple sensors,through industrial
5、 bus communication interfaces and communication networks.By implementing control logic according to the process requirements,the system achieves semi-automatic and automatic operation,reducing manual labor and playing a crucial role in ensuring the safe and stable operation of the system while impro
6、ving production output.Additionally,the systems high level of automation promotes the digitization and intelligent construction of the mine.Keywords:S7-1500 PLC;Sequence control;Profinet-IO field bus;Data communication;Communication protocol;System configuration0 引 言地下矿山深部开采溜破系统是矿石从采场到选厂初加工及运输中转的重要环
7、节。溜破系统中各设施设备如:矿石仓、给料机、破碎机、成品仓、振动放矿机、皮带机、计量箕斗等由不同厂家生产或制造,相互独立,基本都为本地控制。在实际生产过程中,各现场设备较为分散,工作人员需要在各中段频繁巡检、操作现场设备。各中段之间往来不便,信息沟通不畅,且环境相对较差,需要投入大量的人力进行生产活动。尽管如此,本地操作设备运行缺乏统一协调,同时存在安全隐患,生产效率低下。程硕,王亮:西门子 PLC 在井下溜破控制系统中的应用1 工艺流程1 760 m 电机车曲轨卸矿至碎前溜井(1 7601 730 m)矿料通过电动链式闸门、振动放矿机至颚式破碎机,破碎后进入碎后溜井(1 730 1 700
8、m),通过振动放矿机、可移动胶带机输送矿料至箕斗计量漏斗,放矿至提升机箕斗后完成流程。主流程见图 1。图 1 主流程Fig.1 Main process2 控制系统概述溜破控制系统通过 PLC 网络控制系统进行自动控制。在破碎硐室、装矿硐室分设控制台,内设 PLC 控制站,以通讯方式互联,并与提升系统共同组成控制网络。控制台配置西门子公司 S7-1500 系列 PLC 以输入输出模块,对溜破及装矿系统低压电气设备进行监控,所有料仓料位信号接入 PLC 控制站。2 个控制站均配置有西门子公司 15 寸工业图形显示器(HMI),按照用户需求显示完善的系统信息,包括井下设备的运行、报警状态,运行参数
9、的实时及历史数据等等。溜破控制系统通过光纤环网与提升控制系统连接,所有控制、运行信号通过综合通讯平台将信息传输到矿山调度室。2.1 破碎控制站破碎控制台上设 S7-1500 PLC、工业光纤交换机、15 寸触摸式工业图形显示器及中间继电器、开关按钮信号灯、电铃等元器件。触摸式工业图形显示器与 PLC 通讯获取监控数据,显示破碎系统设备运行状态、实时数据、参数,并提供故障报警信息的生成、存储。破碎控制台通过通讯方式与颚式破碎机软启动装置进行信号联系,进行远程启动、停止,并采集运行、进料联锁信号等。电动链式闸门、碎前振动放矿机由破碎控制站自动联锁控制。破碎系统启动顺序:破碎机电动链式闸门振动放矿机
10、;破碎系统关闭顺序:振动放矿机电动链式闸门破碎机。2.2 装矿控制站装矿控制台上设 S7-1500 PLC、工业光纤交换机及中间继电器、开关按钮、信号灯、电铃等元器件。装矿操作在控制台上完成,可实现全自动定量装矿及手动装矿操作,并对给料皮带、矿石振动给矿机、液压装置进行联锁集中控制。操作台上设西门子彩色工业图形显示器 1 台,触摸屏尺寸 15 寸。显示信号系统、定量自动装矿系统及给料设备运行状态、实时数据、参数,并提供故障报警信息的生成、存储。2.2.1 定量自动装矿在控制系统组态画面上预先设置待装矿重量,同时设置矿料湿度比例参数,提升机箕斗到位信号满足后,按下一键启动按钮,系统根据装矿重量及
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