緬甸布料機控制系統架構介紹與優化

胡浩

摘 要：緬甸萊比塘銅礦布料機采用德國先進技術，系統采用西門子S7300PLC，現場設備采用DP總線結構連接，PLC之間通訊采用DP/DP coupler耦合器實現系統間的網絡相互獨立，遠距離通訊的采用菲利克斯SHDSL調制解調器將Profibus DP信號轉成穩定傳輸距離遠的SHDSL信號，總體布料系統建模通過GPS定位實現X軸Y軸的精確定位布料控制，在不斷優化和完善系統運行越來越穩定。

關鍵詞：Profibus DP；DP/DP coupler耦合器；SHDSL調制解調器；GPS定位

中圖分類號：TV53 文獻標志碼：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 布料系統介紹

緬甸萊比塘銅礦布料機，運行CV皮帶800米，移動式棧橋340米，可達到日處理量10萬噸，是全亞洲最大的大型自移橋式布料機，控制系統采用西門子S7300PLC，布料機由四個部分組成帶式傳輸機（CV）、卸礦轉運（TCC）、移動式傳輸機棧橋（MSB）、卸礦布料小車（TCS），CV系統和TCC系統分都有一套CPU 315-2的plc控制，MSB和TCS系統共用一套CPU 315-2的plc，MSB的7個履帶都分別有一套單獨的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。整個布料系統共有10套S7300PLC控制系統。

2 系統組成構架

系統建模以MSB和CV作為系統坐標的x軸和y軸，CV的頭部為坐標的原點，系統有三個GPS定位，根據建立的坐標系來確保系統行走時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。下面主要介紹一下布料機四個系統的組成構架和調試時碰到的問題以及優化方案。

2.1 帶式傳輸機（CV）

CV主要的作用是將礦料從上級的運輸系統輸送至堆場的y軸上的各點，CV皮帶有兩臺560kW的10kV高壓電機帶動，CV頭部有兩臺可自由移動的履帶，用于CV系統移設和調整皮帶位置以及張力，履帶有4臺75kW的Vacon變頻器控制履帶速度和轉向，履帶的角度以及位置偏移量分別通過Baumer絕對值編碼器監測和控制的。CV皮帶的拉繩、跑偏開關量點接入現場附近的Dupline數字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系統控制可靠檢查故障方便直觀。

2.2 卸礦轉運（TCC）

TCC是沿著CV皮帶與MSB同步運動，將礦料從CV皮帶轉運到布料橋架MSB皮帶上。TCC有兩個履帶也是4臺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行走時根據便宜距離編碼器調整；CV和TCC的通訊以及TCC和MSB通訊通過調用SFC20功能塊實現地址間的映射，部分程序如下：

CALL SFC 20

SRCBLK：=P#I 118.0 BYTE 6 --DP/DPcoupler硬件的I區域地址；

RET_VAL：=#IN_FROM_CV

DSTBLK：=P#DB2021.DBX0.0 BYTE 6

TCC和MSB通過數據交換現實連鎖控制和運行參數。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 移動式傳輸機棧橋（MSB）

MSB橋架y軸方向運動，為了確保MSB棧橋行走時和CV皮帶的垂直度以及同步性，MSB系統設備種類最多，DP總線連接的設備包含了變頻器、編碼器、測斜儀、GPS、Prof Prof_HET無線遙控、7個履帶的DP/DP Coupler耦合器等設備。

系統設置了三個GPS， MSB首位分別有一個GPS定位，隨著MSB布料行走，通過GPS的坐標換算和控制確保MSB行走時跟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網絡通訊速率和站地址可以不同，實現兩個DP網絡電氣隔離，一個網段故障不影響另一個網段；數據通訊區最高可達到244字節輸入和輸出，設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棧橋上往返運行，將礦料從MSB皮帶運轉到TCS布料皮帶上布料，TCS上兩臺Vacon變頻器分別控制55kW的690V皮帶和12個2.1kW的690V行走電機，TCS由于一直在運動，而且TCS到MSB的DP通訊距離比較遠而且和690V強電線纜共用一根線纜，為了防止干擾和信號衰減，系統采用菲利克斯的SHDSL調制解調器（PSI-MODEM-SHDSL/PB）將Profibus-DP信號轉成穩定傳輸距離遠的SHDSL，SHDSL是DSL技術的一種，與其他的DSL技術相比，SHDSL的應用覆蓋范圍更大而且是上游和下游數據傳輸帶寬相等的對稱數據傳輸。

3 展望未來

展望未來，布料機系統對于萊比塘銅礦這樣運距長、運量大的大型礦山，必將發揮著舉足輕重的作用。選礦廠也將進一步加強設備管理，讓這張萊比塘銅礦的名片為公司帶來長遠的經濟效益！

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