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西门子S7—200PLC在碎矿工段自动控制系统中的应用

2018-01-04霍世伟

中国绿色画报 2017年11期
关键词:单机输送机皮带

霍世伟

[摘要]:本文从设备概况、系统配置、软件设计、应用效果等方面介绍了PLC在碎矿工段顺序自动控制系统中的应用。

[关键词]:S7-200PLC;順序控制;软件设计

1、设备概况:

呼伦贝尔山金矿业有限公司3000t/d选矿厂采用了SABC碎磨工艺(不受矿石含泥含水的影响、单系列处理能力高)、分段浮选分段回水工艺(生产用水在厂房内循环)以及尾矿膏体排放、冰下放矿工艺等国际一流、国内领先技术。其中碎矿工段主要包括重型板式给矿机、1#皮带输送机、颚式破碎机、2#皮带输送机及除尘器等几类重要设备,每台设备有独立的控制柜,物料输送流程如下:

重型板式给矿机→1#皮带输送机→颚式破碎机→2#皮带输送机

自重型板式给矿机至2#皮带输送机末端距离约为140米,因控制柜安装位置比较分散,设备完全启动起来需要15-20分钟左右,并且还需要人为控制启动顺序并保证物料输送正常,当后序工段出现问题无法及时停止前序工段,造成堆料或者堵料,此时通过PLC来控制碎矿工段设备的顺序启停显得尤为重要。

2、系统配置

2.1 主要设备配置说明

依据碎矿工段设备分布情况,运用了集中控制的方式,集控室安装控制操作台一面,使用S7-200PLC(主机单元型号为:6ES7 214-2BD23-0XB8)一台,14路开关量输入/10路开关量输出;扩展单元(型号为:6ES7 223-1PL22-0XA8)一块,16路开关量输入/16路开关量输出;威纶通触摸屏(型号为:MT6100i)一块;操作台台面设置有就地单机控制/远程单机控制/远程自动控制转换开关,单台设备启动停止按钮和运行故障指示灯,一键启动/一键停止,急停按钮等进入PLC检测或者通过PLC输出控制指示。

2.2主要设备功能说明

2.2.1 PLC主机及扩展单元一方面完成碎矿工段设备的就地、远程、运行、故障、皮带拉绳开关、皮带跑偏开关、皮带打滑等信号的采集,同时采集集控操作台上工作方式、启动/停止按钮、急停等输入信号,另一方面将PLC运算的后的输出作用于设备的启动和停止以及集控操作台上的运行、故障指示灯。

2.2.2 触摸屏完成与PLC的通讯,既能显示设备运行的工作状态,同时可以设定设备顺序启动以及停止时的时间间隔,又能记录设备发生故障时的信息。

3、软件设计

3.1控制系统达到的要求:

为保证碎矿工段的高效、安全运行,在本次PLC改造系统设计中考虑以下几个方面:

3.1.1重型板式给矿机、1#皮带输送机、颚式破碎机、2#皮带输送机等设备应按照物料输送的逆序启动和顺序停止。

3.1.2设备在就地单机控制、远程单机控制、远程自动控制三种模式下运行,必须按照各种模式设定的程序运行,防止误操作运行。

3.1.3设备在远程自动控制模式下,碎矿工段设备启动和停止过程中,相应的时间间隔应合理设置,一般在检测到前一工序运行或者停止信号时,间隔0-10S启动或者停止下一工序为宜,时间间隔还可以根据生产实际情况在触摸屏上进行设定。

3.1.4设置两个急停开关,一个用于控制重型板式给矿机和1#皮带输送机紧急情况下的停车控制,一个用于整个系统紧急情况下的停车控制。

3.1.5当PLC检测到单台设备故障停机时,物料输送前端设备应立即停车,物料输送后端设备经延时自动停车。

3.1.6当PLC出现故障时,满足应急开车功能。

3.1.7触摸屏既能显示设备运行的工作状态,又能记录设备发生故障时的信息。

3.2系统运行模式

3.2.1就地单机控制

在此工作模式下,先将操作台就地单机控制/远程单机控制/远程自动控制模式开关打在就地单机控制,操作某台设备时,将此控制设备上的就地/远程开关打在就地位置,可以通过控制设备上的启动/停止按钮来操作设备,控制柜里的各种安全保护均保留。此种工作模式多用于单台设备的检修与维护,不受集控室的远程控制,检修完毕后将控制设备上的就地/远程开关打在远程位置,将控制权归还给集控室。

3.2.2远程单机控制

在此工作模式下,先将操作台就地单机控制/远程单机控制/远程自动控制模式开关打在远程单机控制,操作某台设备时,可以通过集控室操作上的某台设备的启动/停止按钮来操作,控制柜里的各种安全保护均保留,此时还应注意此控制设备上的就地/远程开关打在远程位置,此种工作模式多用于单台设备依次启动/停止控制。

3.2.2远程自动控制

在此工作模式下,先将操作台就地单机控制/远程单机控制/远程自动控制模式开关打在远程自动控制,可以通过集控室操作上的一键启动/停止按钮来操作,控制柜里的各种安全保护均保留,此时还应注意此控制设备上的就地/远程开关打在远程位置,此种工作模式用于生产过程中的自动控制运行。

4、应用效果

通过现场使用情况来看,改造后的顺序自动控制系统在我公司碎矿工段的应用,极大提高了设备运行的安全性和高效性,同时降低了成本,主要表现在以下几个方面:

1顺序自动控制系统投入以后,避免了原来因某一设备故障时,物料输送方向前一工序不立即停车,造成的堵料和堆料故障。

2碎矿工段设备完全启动运行时间由原来15-20分钟减少到目前的不到2分钟,大大降低了设备空运转时间,避免了电能浪费。

3顺序自动控制系统投用以后,系统运行可靠,系统的故障率较原来大幅降低,生产效率得到大幅度提高。

4触摸屏的使用,使设备运行状况更加直观,便于操作人员及时掌握各设备的运行情况和快速判断问题,为生产提供可靠依据。

5、结语

此次PLC在碎矿工段顺序自动控制系统中的应用,取得了良好的效果,设备运行的安全性和可靠性得到了提高,设备故障率大幅度降低,生产效率得到了提高,同时减少人员的误操作,大大降低了工人的劳动强度,后续我们将在目前的基础上进一步完善,将更加安全可靠的控制系统用于生产当中,推动PLC在各类生产工序自动化系统中的应用。

[参考文献]:

[1]李言武。可编程控制技术,北京邮电大学出版社,2015年

[2]廖常初。S7-200PLC编程及应用第2版,机械工业出版社,2016年

[3]刘敏 钟苏丽。可编程控制器技术项目化教程第2版,机械工业出版社,2013年

[4]Step7 MicroWIN编程手册

[5]EasyBuilder8000使用手册endprint

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