緬甸布料機(jī)控制系統(tǒng)架構(gòu)介紹與優(yōu)化

胡浩

摘 要：緬甸萊比塘銅礦布料機(jī)采用德國先進(jìn)技術(shù)，系統(tǒng)采用西門子S7300PLC，現(xiàn)場設(shè)備采用DP總線結(jié)構(gòu)連接，PLC之間通訊采用DP/DP coupler耦合器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立，遠(yuǎn)距離通訊的采用菲利克斯SHDSL調(diào)制解調(diào)器將Profibus DP信號轉(zhuǎn)成穩(wěn)定傳輸距離遠(yuǎn)的SHDSL信號，總體布料系統(tǒng)建模通過GPS定位實(shí)現(xiàn)X軸Y軸的精確定位布料控制，在不斷優(yōu)化和完善系統(tǒng)運(yùn)行越來越穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：Profibus DP；DP/DP coupler耦合器；SHDSL調(diào)制解調(diào)器；GPS定位

中圖分類號：TV53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）10-0144-02

Abstract： The advanced German technology is used in the distributing machine of Letpadaung Copper Mine in Myanmar， and the Siemens S7300PLC is used in the system. The communication between the systems is realized by using the DP bus structure and the DP/DPcoupler to realize the network independence between the systems. The Felix SHDSL modem is used to transform the ProfibusDP signal into a SHDSL signal with a long transmission distance. The modeling of the overall distribution system realizes the accurate positioning and distribution control of the X-axis and Y-axis by GPS positioning， so as to become more and more stable in the continuous optimization and improvement of the system.

Keywords： Profibus DP； DP/DP coupler； SHDSL modem； GPS positioning

1 布料系統(tǒng)介紹

緬甸萊比塘銅礦布料機(jī)，運(yùn)行CV皮帶800米，移動(dòng)式棧橋340米，可達(dá)到日處理量10萬噸，是全亞洲最大的大型自移橋式布料機(jī)，控制系統(tǒng)采用西門子S7300PLC，布料機(jī)由四個(gè)部分組成帶式傳輸機(jī)（CV）、卸礦轉(zhuǎn)運(yùn)（TCC）、移動(dòng)式傳輸機(jī)棧橋（MSB）、卸礦布料小車（TCS），CV系統(tǒng)和TCC系統(tǒng)分都有一套CPU 315-2的plc控制，MSB和TCS系統(tǒng)共用一套CPU 315-2的plc，MSB的7個(gè)履帶都分別有一套單獨(dú)的CPU315-2 plc控制，MSB的履帶plc和MSB的plc也是通過DP/DP coupler耦合器通訊。整個(gè)布料系統(tǒng)共有10套S7300PLC控制系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)組成構(gòu)架

系統(tǒng)建模以MSB和CV作為系統(tǒng)坐標(biāo)的x軸和y軸，CV的頭部為坐標(biāo)的原點(diǎn)，系統(tǒng)有三個(gè)GPS定位，根據(jù)建立的坐標(biāo)系來確保系統(tǒng)行走時(shí)MSB和CV的垂直以及下料口對齊，確保布料的工整和減少布料盲區(qū)。下面主要介紹一下布料機(jī)四個(gè)系統(tǒng)的組成構(gòu)架和調(diào)試時(shí)碰到的問題以及優(yōu)化方案。

2.1 帶式傳輸機(jī)（CV）

CV主要的作用是將礦料從上級的運(yùn)輸系統(tǒng)輸送至堆場的y軸上的各點(diǎn)，CV皮帶有兩臺(tái)560kW的10kV高壓電機(jī)帶動(dòng)，CV頭部有兩臺(tái)可自由移動(dòng)的履帶，用于CV系統(tǒng)移設(shè)和調(diào)整皮帶位置以及張力，履帶有4臺(tái)75kW的Vacon變頻器控制履帶速度和轉(zhuǎn)向，履帶的角度以及位置偏移量分別通過Baumer絕對值編碼器監(jiān)測和控制的。CV皮帶的拉繩、跑偏開關(guān)量點(diǎn)接入現(xiàn)場附近的Dupline數(shù)字i/o模塊G3440，所有的I/O模塊再通過CAN總線和Dupline通道接口模塊G3891通訊，模塊G3891與S7300plc通過Profibus-DP通訊。Dupline系統(tǒng)控制可靠檢查故障方便直觀。

2.2 卸礦轉(zhuǎn)運(yùn)（TCC）

TCC是沿著CV皮帶與MSB同步運(yùn)動(dòng)，將礦料從CV皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)到布料橋架MSB皮帶上。TCC有兩個(gè)履帶也是4臺(tái)75kW的Vacon變頻器控制履帶速度，履帶的方向由履帶液壓桿伸縮來控制，TCC行走時(shí)根據(jù)便宜距離編碼器調(diào)整；CV和TCC的通訊以及TCC和MSB通訊通過調(diào)用SFC20功能塊實(shí)現(xiàn)地址間的映射，部分程序如下：

CALL SFC 20

SRCBLK：=P#I 118.0 BYTE 6 --DP/DPcoupler硬件的I區(qū)域地址；

RET_VAL：=#IN_FROM_CV

DSTBLK：=P#DB2021.DBX0.0 BYTE 6

TCC和MSB通過數(shù)據(jù)交換現(xiàn)實(shí)連鎖控制和運(yùn)行參數(shù)。PLC之間相互傳送周期為0.5s脈沖變化變量判斷通訊是否正常。

2.3 移動(dòng)式傳輸機(jī)棧橋（MSB）

MSB橋架y軸方向運(yùn)動(dòng)，為了確保MSB棧橋行走時(shí)和CV皮帶的垂直度以及同步性，MSB系統(tǒng)設(shè)備種類最多，DP總線連接的設(shè)備包含了變頻器、編碼器、測斜儀、GPS、Prof Prof_HET無線遙控、7個(gè)履帶的DP/DP Coupler耦合器等設(shè)備。

系統(tǒng)設(shè)置了三個(gè)GPS， MSB首位分別有一個(gè)GPS定位，隨著MSB布料行走，通過GPS的坐標(biāo)換算和控制確保MSB行走時(shí)跟CV保持垂直以及MSB與CV和TCC的距離確保TCC下料口和MSB下料口對齊。

MSB的PLC通過DP/DPcoupler耦合器分別和履帶的PLC之間Profibus-DP通訊，耦合器兩端的DP網(wǎng)絡(luò)通訊速率和站地址可以不同，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)DP網(wǎng)絡(luò)電氣隔離，一個(gè)網(wǎng)段故障不影響另一個(gè)網(wǎng)段；數(shù)據(jù)通訊區(qū)最高可達(dá)到244字節(jié)輸入和輸出，設(shè)備雙路冗余供電方式，可靠性高。

2.4 卸礦布料小車（TCS）

TCS在MSB棧橋上往返運(yùn)行，將礦料從MSB皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)到TCS布料皮帶上布料，TCS上兩臺(tái)Vacon變頻器分別控制55kW的690V皮帶和12個(gè)2.1kW的690V行走電機(jī)，TCS由于一直在運(yùn)動(dòng)，而且TCS到MSB的DP通訊距離比較遠(yuǎn)而且和690V強(qiáng)電線纜共用一根線纜，為了防止干擾和信號衰減，系統(tǒng)采用菲利克斯的SHDSL調(diào)制解調(diào)器（PSI-MODEM-SHDSL/PB）將Profibus-DP信號轉(zhuǎn)成穩(wěn)定傳輸距離遠(yuǎn)的SHDSL，SHDSL是DSL技術(shù)的一種，與其他的DSL技術(shù)相比，SHDSL的應(yīng)用覆蓋范圍更大而且是上游和下游數(shù)據(jù)傳輸帶寬相等的對稱數(shù)據(jù)傳輸。

3 展望未來

展望未來，布料機(jī)系統(tǒng)對于萊比塘銅礦這樣運(yùn)距長、運(yùn)量大的大型礦山，必將發(fā)揮著舉足輕重的作用。選礦廠也將進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)備管理，讓這張萊比塘銅礦的名片為公司帶來長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益！

參考文獻(xiàn)：

[1]李正軍.現(xiàn)場總線及其應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

[2]姜建芳.西門子S7-300/400PL

C工程應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[3]楊延西.過程控制與自動(dòng)化儀表[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2017.

[4]Siemens.DP/DP Coupler使用[Z].2009.

[5]廖常初.S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[6]楊光.西門子自動(dòng)化系統(tǒng)接地指南[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2016.

[7]李征航.GPS測量[M].武漢大學(xué)出版社，2013.