自動(dòng)化控制系統(tǒng)在膏體充填配料中的應(yīng)用

茶強(qiáng)華

（云南馳宏鋅鍺股份有限公司會(huì)澤礦業(yè)公司，云南 會(huì)澤 654211）

1 膏體充填配料工藝及控制要求

工藝概述。膏體充填工藝技術(shù)由備料系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)等部分組成，其中膏體配料系統(tǒng)在整個(gè)工藝系統(tǒng)中最為關(guān)鍵，膏體充填物料包括尾砂漿、骨料、水泥三種物料。

膏體充填配料系統(tǒng)包括尾砂漿供給、水泥螺旋機(jī)送料、骨料給料機(jī)給料三個(gè)環(huán)節(jié)組成，尾砂漿供給通過(guò)自動(dòng)執(zhí)行程序打開氣動(dòng)閥供給攪拌槽。

水泥、骨料由螺旋輸送機(jī)和給料機(jī)供給攪拌槽，供給的量與尾砂漿流量及濃度相關(guān)。

2 膏體配料控制要求

膏體充填的配料系統(tǒng)的配料參數(shù)將決定配制出的膏體性能。膏體性能決定了膏體輸送的穩(wěn)定性和采場(chǎng)內(nèi)膏體的強(qiáng)度及凝固時(shí)間。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，膏體配料工藝對(duì)電氣控制技術(shù)提出了較高的要求。

不僅要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，還要求配料達(dá)到較高精度執(zhí)行工藝配比的同時(shí)保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。人工配料將造成配料的精度低，不合格的膏體既浪費(fèi)成本又滿足不了實(shí)際生產(chǎn)需求，甚至?xí)斐啥鹿堋⒉蓤?chǎng)內(nèi)膏體不凝固以及膏體強(qiáng)度達(dá)不到要求等問(wèn)題，給采場(chǎng)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。為達(dá)到在膏體配料過(guò)程中的高精度執(zhí)行工藝配比、高質(zhì)量的工藝技術(shù)要求，只有使用自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)配料環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控及監(jiān)測(cè)，才能提高膏體配料的精度和配料過(guò)程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控且整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定。

3 膏體配料控制系統(tǒng)

3.1 控制中心結(jié)構(gòu)

膏體配料自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用工控機(jī)、PLC、變頻器聯(lián)合控制方式。工作站考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性采用2臺(tái)工控機(jī)、一套PLC主站和一套PLC子站、現(xiàn)場(chǎng)控制變頻器組成控制中心，高新傳感器元件作為在線監(jiān)控、檢測(cè)系統(tǒng)，采用先進(jìn)的通訊技術(shù)把控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)代工業(yè)的多項(xiàng)高新控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)膏體配料的自動(dòng)化控制。

3.2 控制系統(tǒng)的構(gòu)成

結(jié)合膏體配料工藝要求，整個(gè)控制系統(tǒng)主要由PLC、工控機(jī)、抽屜柜、變頻器、現(xiàn)場(chǎng)控制箱等組成。工控機(jī)采用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)作為人機(jī)操作界面發(fā)揮監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄、過(guò)程控制等功能。

應(yīng)用組態(tài)系統(tǒng)對(duì)配料自動(dòng)化控制系統(tǒng)PLC發(fā)出指令進(jìn)行處理，在工控機(jī)上顯示工藝流程流量、重量等參數(shù)信息。可以用數(shù)據(jù)庫(kù)記錄生產(chǎn)過(guò)程中的各種動(dòng)態(tài)信息和配料數(shù)據(jù)的累計(jì)量。

可以修改工藝技術(shù)等參數(shù)下傳給PLC。PLC主站和子站對(duì)整個(gè)配料工藝進(jìn)控制和管理。基于PLC具有的功能，選用西門子S7系列為主站PLC，是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，控制整個(gè)膏體配料系統(tǒng)，西門子S7系列為子站，執(zhí)行和反饋主站信息且直接控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。變頻器采用ABB-ACS800系列，對(duì)整個(gè)供料系統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整及運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)及監(jiān)控。抽屜柜提供整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定供電。現(xiàn)場(chǎng)控制箱提供設(shè)備可以現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程控制切換操作。

3.3 控制系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

通過(guò)建立膏體充填自動(dòng)控制系統(tǒng)，膏體配料主要實(shí)現(xiàn)了以下功能。

（1）工藝流程能在計(jì)算機(jī)屏幕上動(dòng)態(tài)顯示。

（2）用戶只需在上位機(jī)上輸入膏體配比及尾砂流量設(shè)定值。在工控機(jī)上點(diǎn)擊按鈕，整體配料自動(dòng)化控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行進(jìn)行全自動(dòng)配料。

（3）根據(jù)底流尾砂漿流量及濃度控制水泥螺旋輸送機(jī)和骨料給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，及時(shí)自動(dòng)調(diào)整物料的量，確保物料按工藝配比進(jìn)行配料及達(dá)到膏體性能要求。

（4）根據(jù)水泥流量稱和骨料電子秤的值，及時(shí)調(diào)整水泥螺旋輸送機(jī)和骨料給料機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)修正物料添加量。

4 硬件安裝及調(diào)試

硬件安裝遵守西門子安裝基本規(guī)則，步驟為：組態(tài)、安裝、布線、組網(wǎng)、編址、調(diào)試。

膏體配料自動(dòng)化控制系統(tǒng)程序用Step7-5.4進(jìn)行編寫，調(diào)試嚴(yán)格遵守西門子S7系統(tǒng)調(diào)試規(guī)則進(jìn)行。變頻器參數(shù)按最優(yōu)參數(shù)調(diào)試。現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表參數(shù)標(biāo)定嚴(yán)格按調(diào)試值執(zhí)行，在線監(jiān)測(cè)值控制在產(chǎn)品誤差允許范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)整套系統(tǒng)程序及參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)調(diào)試，系統(tǒng)得到穩(wěn)定運(yùn)行并投入到實(shí)際生產(chǎn)中。

5 系統(tǒng)使用及維護(hù)

在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為使整套系統(tǒng)穩(wěn)定且配料高精度，適時(shí)對(duì)整套系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)分析，對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)處理。

定期對(duì)工控機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份及PLC程序進(jìn)行優(yōu)化。適時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)儀器儀表、變頻器參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定及電子秤、流量秤進(jìn)行檢測(cè)校準(zhǔn)。讓膏體配料自動(dòng)化控制系統(tǒng)保持最優(yōu)狀態(tài)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

6 應(yīng)用效果

膏體配料自動(dòng)化控制系統(tǒng)于2006年在某礦山投入運(yùn)行，應(yīng)用效果較好，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)配制膏體，配制出高質(zhì)量的膏體，保證了膏體性能，提高了充填效率，同時(shí)節(jié)約了充填成本。

膏體物料水泥、骨料的添加量根據(jù)尾砂漿的濃度、流量由編制好的PLC程序及變頻器調(diào)速技術(shù)及時(shí)自動(dòng)調(diào)整，確保了高精度執(zhí)行工藝配比。

7 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明,該系統(tǒng)功能完善、性能可靠、維修方便,使膏體配料全過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在同行業(yè)中具有先進(jìn)性。在充填過(guò)程中能配制出合格的膏體，提高膏體性能具有重要作用。

采場(chǎng)內(nèi)膏體可以在短時(shí)間內(nèi)凝固，凝固的膏體強(qiáng)度可以達(dá)到預(yù)期的效果，采場(chǎng)安全系數(shù)得到了明顯提高。