分析選礦廠電氣自動化的應用

摘 要：針對選礦廠電氣自動化的應用，做了簡單的論述。首先，分析了選礦廠電氣自動化特點；其次，總結了電氣自動化的應用要求。最后，論述了選礦廠電氣自動化的具體應用。從電氣自動化的應用實際來說，若想發揮其作用，必須要明確應用要求，做好系統設計的把控。

關鍵詞：選礦廠；電氣自動化；智能化

中圖分類號：TD928.9 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0264-02

引 言

目前，選礦廠運行中，采用自動化控制技術，能夠提升各作業系統運行的效率。比如，選礦球磨分級環節，利用自動化控制功能較為強大的磨礦分級自動化控制系統，改善了磨礦工藝，重新定義了生產模式。在電氣工程方面，自動化控制技術的應用，增強了設備的自動化控制水平，有效提升了生產效率和質量。

1 選礦廠電氣自動化特點

從電氣自動化應用實際來說，其為選礦廠運行，提供了強有力的基礎支撐。具有以下特點：①自動化水平較高。基于自動化控制技術，構建電氣自動化控制系統，為各項生產作業，提供了技術保障。在具體應用中，能夠滿足生產控制的要求。比如球磨機的控制，要確保充填率以及球料得以有效控制，若充填率過低，極易造成空載問題，或者縮短襯板壽命。若充填率過高，極易使得磨礦介質運動空間不足，難以提供充足的沖擊力。而利用自動化控制技術，做好電氣控制系統的合理化設計，能夠提高控制水平；②故障率較低。依托現代化控制技術，比如PLC等，選用高性能的軟硬件設備，極大程度上優化了電氣控制系統，保證了系統的整體運行能力，同時還實現了運行故障自動化檢測和處理功能，有效保證了系統使用的效果。

2 電氣自動化的應用要求

在實際應用中，電氣自動化系統的設計和構建，要結合生產實際需求，明確應用要求，包括設備配置和電氣控制配置等，保證自動化的應用效果。以破碎生產線為例，對電氣自動化應用，進行配置要求分析。

2.1 設備配置

在采選工作中，礦石破碎是重要工序，也是選礦廠生產的首道工序。一般來說，礦石要經過破碎，生產出合格的產品，去磨機的量越少越好，保證多破少磨，進而提高生產效率，減少生產成本。從生產線的組成情況來說，主要包括破碎機和運輸皮運機以及收塵風機等。設備的配置，具體如下：①重負荷皮運機總計9條，單機的最大載荷能力可以達到4690t/h；②中細碎圓錘破共計11臺，單機配置獨立的控制系統以及圓振篩；③小車自動定位以及驅動裝置共計3套，利用進口E+H雷達以及3D料位計，進行料倉料位等的動態監控。

2.2 電氣控制配置

從電氣控制角度來說，為實現各項控制功能，配置了以下軟硬件：①硬件PLC控制柜總計配置了4個。其具體組成包括S7-400H冗余系統以及ET200M，并且配套冗余電源冗余網卡。②工控電腦總計4臺，具體包括1個工作站以及3個操作員站。③使用的是西門子編程以及組態軟件。

3 選礦廠電氣自動化的具體應用

選礦廠電氣自動化系統，利用SIEMENHS 414H冗余控制器，進行獨立控制，并且設置1臺工程師站；設置4臺操作員站；配置1臺打印機設備；配置3個PLC機柜。現結合此系統的設計實踐，分析系統硬件和網絡配置等，做如下論述：

3.1 系統硬件及網絡配置

3.1.1 系統硬件

在設計中，采用的是冗余設計，保證系統出現異常情況時，能夠快速沒有擾動的切換，運行備用控制器，進而保證系統運行的可靠性。系統設計考慮到控制器切換時，可能會出現上位機數據中斷的情況，因此使用CP1613。生產現場布置E+H雷達料位計，總計21臺；配置3D料位計，總計1套，用于實時檢測倉內的料位計。對于給料皮運機，采取的是變頻調速控制技術，進而保證給料的穩定性和可控制性。硬件清單如下：①冗余CPU西門子414H；②配套冗余電池；③設置冗余通信模塊CP443-1，配置冗余網卡CP1623，總計4套；④配置冗余智能I/OET200M，總計5套；⑤根據實際需要，設置多個I/O模塊；⑥配置工業交換機，總計2臺等。

3.1.2 網絡配置

此選礦廠電氣自動化系統網絡，采取的是典型的架構模式，總計3層，從下到上依次為：①通信層。生產數據自動化采集模塊以及保護系統I/O通信；②中間層。CPU和智能I/O通信、或者CPU和其他獨立配置的控制系統通信，具體來說為中碎機西門子300控制系統；③人機數據交換層。該層為上位機以及CPU的通信，在實際通信中，使用的通信協議類型較多，比如以太網以及MODBBUS等[1]。

3.2 電氣設計與軟件設計

3.2.1 軟件設計

若想保證選礦廠電氣自動化應用功能的高效實現，要做好軟件設計的把控。此系統PLC編程軟件，使用的是西門子step75.4sp5和WINCC7.0SP2以及Automasion License Manager5.0授權管理軟件。在軟件設計時，PLC編程軟件，使用的是西門子step75.4sp5，運用的編程語言，主要為梯形圖和語句表，以樹狀圖的形式進行嵌套。需要注意的是，編程使用的語言要簡潔，程序要嚴謹，不可以出現死循環，并且要最大程度上減少循環掃描的時間。主線和冗余PLC，其和單機系統實現數據交流，主要方式如下：①以太網通信連接；②I/O接口實時信號采集輸出。人機界面設計，使用的是西門子WINCC7.0SP2上位機編程軟件，在進行上位機編程時，要保證動靜態的把控，操作簡便，包括數據報表功能和報警記錄功能以及權限管理功能等。

3.2.2 電氣控制設計要點

基礎設計：電氣自動化控制系統中，電氣部分的設計，要滿足選礦廠生產實際，做好設計把控。從應用實際來說，此系統要實現生個生產系統運行工藝參數和設備參數等信息的實時采集，并且歸檔以及顯示。基于電氣自動化系統，實現開車以及停車的自動化操作。除此之外，還要實現各個控制回路的閉環調節以及警報信息的存儲以及歸檔。只有保證基礎設計的質量，才能夠最大程度上保證電氣控制系統的運行性能，因此要嚴格把控。在設計時，做好反復優化，保證電氣控制設計的質量[2]。

回路設計：做好回路設計，是保證各個生產設備高性能，提高選礦廠生產效率和可靠性的重要途徑，因此要做好嚴格的把控。從電氣回路的設計方面來說，在選礦工藝流程中，發揮著積極的作用。基于此，要做好嚴格的把控，保證電氣設備運行性能的有效發揮。由于電氣控制系統的回路設計較為復雜，需要設計人員能夠做好嚴格的把控。基于整個系統的角度，按照控制系統設計要求，做好回路設計的優化，保障其作用的發揮。

電機的選擇：在電氣控制系統設計中，軟啟動器作為電機控制裝置，具有軟啟動功能和軟停車功能等。軟啟動器使用的是三項反并聯晶閘管，用作調壓器，被設置在電源和電動機定子之間。在使用軟啟動器，驅動電動機時，晶閘管的輸出電壓不斷增加，此時電動機也逐漸加速運轉，當晶閘管全部導通后，電動機在額定電壓的狀態下運轉，能夠實現平滑啟動，減少啟動電流，以免啟動過流跳閘。當電機運轉參數達到額定轉數時，完成啟動，此時由軟啟動器自動利用旁路接觸器，來替代晶閘管，實現額定電壓的供給，保障電動機能夠穩定運行，減少晶閘管的損耗，進而增加啟動器的使用實際時間，提高設備的工作效率。基于此，在設計的過程中，要合理選擇，保障其作用的充分發揮[3]。

4 結束語

綜上所述，選礦廠電氣自動化的應用，發揮著重要的作用，因此要做好嚴格的把控。這需要在設計的過程中，做好全面分析，明確系統的需求，不斷優化設計方案，合理配置軟硬件，保證電氣自動化的性能。通過采取系列把控措施，最大程度上保障電氣自動化的性能得以實現。

參考文獻

[1]樊雙雁.錫鐵山選礦廠SAB磨礦電氣及控制系統設計[J].山東工業技術，2017（24）：101～103.

[2]黃仍杰.澳大利亞選礦廠電氣安裝調試安全隔離程序[J].有色冶金設計與研究，2016，37（05）：69～71.

[3]盧佳安.淺析選礦廠電氣設備的維護與保養[J].電子制作，2015（12）：229.

收稿日期：2018-7-28

作者簡介：王 蘭（1985-），女，助理工程師，本科，主要從事選礦廠電氣技術員工作。