CN103389679B - 一种基于工业现场通讯技术的压滤机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于工业现场通讯技术的压滤机控制系统，将协议模块插入压滤机PLC的机架上，通过以太网双绞线连接到工业交换机上，将辅助系统PLC、OS站分别通过以太网连接到工业交换机上；工艺管道上设计安装有返矿阀；将辅助设备的信号经辅助系统PLC送入压滤机PLC，同时将压滤机PLC发出的信号送入辅助系统PLC；根据压滤机的工作过程完成对辅助设备的实时控制，进而降低精矿的含水量，提高排矿量，实现压滤机喂料过程的滤液循环利用，精矿高效安全输送的目的。解决了传统方法接线工程量大，对于辅助系统的控制过程简单，不利于最大限度的合理优化使用压滤机的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于选矿厂压滤车间的控制系统，特别是一种基于工业现场通讯技术的压滤机控制系统，属于工业现场总线技术和自动控制技术领域。
背景技术
压滤机作为一种成熟的脱水设备，其工作过程是通过喂料泵将矿浆输送至过滤室，以压力为动力依靠滤布过滤实现物料的固液分离、干燥，并完成固体滤饼的收集。由此可见，在其工作过程中，配套的矿浆给料系统、滤液水系统、空气系统、精矿输送系统是必不可少的。通常情况下，压滤机本体无法单独完成压滤作业，其控制系统必须在获取辅助设备的电气信号情况下，根据压滤机的工作过程，完成对辅助设备的控制。由此可见，随着所需信号或压滤机数量的增加，电缆的敷设量就会大幅增加，这样既增加了故障点出现的概率又加大了人力物力的投入，且不利于后期维护。当压滤机数量较少时，通常将辅助设备的信号采用电气接线的方式送入压滤机的控制系统，但当压滤机的数量达到一定规模且压滤车间产量较大时，传统方法接线工程量大，对于辅助系统的控制过程简单，不利于最大限度的合理优化使用压滤机。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于工业现场通讯技术的压滤机控制系统，将所有辅助设备的信号送入辅助控制系统，通过协议转换模块采用工业现场通讯技术实现压滤机PLC与辅助系统PLC的数据传输交换，根据压滤机的工作过程完成对辅助设备的实时控制，进而降低精矿的含水量，提高排矿量，实现压滤机喂料过程的滤液循环利用，精矿高效安全输送的目的。
本发明的目的是这样实现的，一种基于工业现场通讯技术的压滤机控制系统，包括压滤机PLC与辅助系统PLC，将协议模块插入压滤机PLC的机架上，通过以太网双绞线连接到工业交换机上，将辅助系统PLC 、OS站分别通过以太网双绞线连接到工业交换机上；工艺管道上设计安装有返矿阀；将辅助设备的信号经辅助系统PLC送入压滤机PLC，同时将压滤机PLC发出的信号送入辅助系统PLC；当压滤机运行后，返矿阀开到位信号以及喂料泵运行信号反馈到压滤机PLC，操作员在OS站上通过人机界面发出喂料指令，压滤机PLC通过协议模块向辅助系统PLC发出关闭返矿阀命令，辅助系统PLC收到命令后做出响应，将返矿阀关闭；压滤机收到返矿阀关到位信号后，正式开始喂料过程，发出指令打开位于压滤机入料口处的V1阀，喂料过程开始；喂料开始阶段大流量低压力，结束时高压力；当压滤机PLC检测到压滤机内充满矿浆之后，压滤机PLC发出停止喂料指令，同时关闭V1阀；辅助系统收到停止喂料指令后，将返矿阀打开，同时将喂料泵的频率降低到22-28Hz。
所述的喂料开始阶段大流量为700-770 m3/h，低压力为4-5bar，结束时高压力为6-7bar。
在开始喂料的55秒内，辅助控制系统将流量控制在700-770m3/h，然后提高泵速使得压力保持在6-7bar。
本发明控制系统优化了压滤机PLC对喂料泵的控制过程，将其对喂料泵的启停控制信号经过转换及程序编写改为对返矿阀的实时控制，精矿的含水量从11.09%下降到8.03%。排矿量也从25t提高到28t，避免了反复启停喂料泵对变频器和电网的冲击，满足了工艺设计的要求，达到了优化生产过程的目的，实现了合理优化压滤机喂料过程，循环利用滤液，高效安全的输送精矿等功能，解决了传统方法接线工程量大，对于辅助系统的控制过程简单，不利于最大限度的合理优化使用压滤机的问题。
附图说明
图1为本发明的系统网络配置图。
图2为本发明的硬件配置系统图。
图3为本发明的喂料过程程序控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明采用了将所有辅助设备的信号（包括冲洗水泵备妥信号、喂料泵系统备妥信号、压缩空气系统备妥信号、冲洗水泵运行信号、返矿阀开到位信号、返矿阀关到位信号、喂料泵运行信号、接料皮带运行信号），以协议转换模块为中介，利用以太网统一送入压滤机PLC，同时将压滤机PLC发出的信号（包括喂料泵启动命令、开关返矿阀命令、接料皮带启动信号、压滤机运行信号、压滤机故障信号、压滤机位置信号、压滤机循环完成信号）以相同的方式送入辅助系统PLC，进而实现两个PLC之间的双向数据读写。
如图1所示，协议模块型号为PROSOFT公司的ILX56-MM，是一块可以实现不同品牌PLC之间通讯的第三方PLC数据通讯模块，ILX56-MM是一块可以插到ControlLogix背板实现和AB其他控制系统或者第三方PLC数据通讯的模块，可实现和Modbus TCP/IP协议和西门子工业以太网的数据通讯，这种方式摒弃了传统的硬接线方式，用几根网线便解决了数据传输问题，通过对转换模块的配置，而且可以使通讯量足够大。将通讯模块（即协议模块）插入压滤机PLC的机架上，通过以太网双绞线连接到工业交换机上。辅助系统PLC通过以太网双绞线连接到工业交换机上，实现与协议转换模块的通讯。将两台OS站（操作员站）也同时通过以太网双绞线连接到工业交换机上，即可实现将压滤机的运行参数、产量的数据传送给辅助系统，以实现趋势监视、报表生成等功能。
压滤机的工作过程并不是连续不断的，而是分循环按阶段的，这就决定了喂料泵不能一直处于喂料过程。但是反复启停喂料泵对电机及变频器损害较大，为此工艺管道上设计安装了返矿阀，喂料过程中关闭返矿阀，保证喂料，喂料结束后无需停泵，只需打开返矿阀，矿浆完成循环流动（参见图2）。
本发明中控制系统优化了压滤机PLC对喂料泵的控制过程，将其对喂料泵的启停控制信号经过转换及程序编写改为对返矿阀的实时控制，以满足工艺设计的要求，达到优化生产过程的目的。
如图3所示，当压滤机运行后，返矿阀开到位信号以及喂料泵运行信号反馈到压滤机PLC，操作员在OS站上通过人机界面发出喂料指令，压滤机PLC通过协议模块向辅助系统PLC发出关闭返矿阀命令，辅助系统收到命令后做出响应，将返矿阀关闭。压滤机收到返矿阀关到位信号后，正式开始喂料过程，发出指令打开位于压滤机入料口处的V1阀，喂料过程开始。经过现场多次调试和带料生产试验，比较生产数据后，得到一条较为合理的喂料曲线，即开始阶段大流量低压力，结束时高压力：在开始喂料的55秒内，辅助控制系统利用PID控制器将流量控制在750m3/h，然后提高泵速使得压力保持在6.5bar左右。当压滤机PLC检测到压滤机内充满矿浆之后，压滤机PLC发出停止喂料指令，同时关闭V1阀。辅助系统收到停止喂料指令后，将返矿阀打开，同时将喂料泵的频率降低到25Hz（保证矿浆经过返矿回路返回到搅拌槽），以便节省能耗，同时避免了反复启停喂料泵对变频器和电网的冲击。
压滤机的生产效果不仅取决于设备本体的工作能力，作为检验压滤机工作效果的两个最重要参数，含水率和排矿量是我们最为关注的对象。在压滤机热试的过程中，随着压滤机喂料过程的优化，精矿的含水量从11.09%下降到8.03%。排矿量也从25t提高到28t。由此可见，合理优化的压滤机喂料过程对压滤机的生产效果有着明显的帮助和提高。
Claims (4)
1.一种基于工业现场通讯技术的压滤机控制系统，包括压滤机PLC与辅助系统PLC，其特征在于将协议模块插入压滤机PLC的机架上，通过以太网双绞线连接到工业交换机上，将辅助系统PLC 、OS站分别通过以太网双绞线连接到工业交换机上；工艺管道上设计安装有返矿阀；将辅助设备的信号经辅助系统PLC送入压滤机PLC，同时将压滤机PLC发出的信号送入辅助系统PLC；当压滤机运行后，返矿阀开到位信号以及喂料泵运行信号反馈到压滤机PLC，操作员在OS站上通过人机界面发出喂料指令，压滤机PLC通过协议模块向辅助系统PLC发出关闭返矿阀命令，辅助系统PLC收到命令后做出响应，将返矿阀关闭；压滤机收到返矿阀关到位信号后，正式开始喂料过程，发出指令打开位于压滤机入料口处的V1阀，喂料过程开始；喂料开始阶段大流量低压力，结束时高压力；当压滤机PLC检测到压滤机内充满矿浆之后，压滤机PLC发出停止喂料指令，同时关闭V1阀；辅助系统PLC收到停止喂料指令后，将返矿阀打开，同时将喂料泵的频率降低到22-28Hz。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业现场通讯技术的压滤机控制系统，其特征在于所述的喂料开始阶段大流量为700-770 m3/h，低压力为4-5bar，结束时高压力为6-7bar。
3.根据权利要求1所述的一种基于工业现场通讯技术的压滤机控制系统，其特征在于在开始喂料的55秒内，辅助系统PLC将流量控制在700-770 m3/h，然后提高泵速使得压力保持在6-7bar。
4.根据权利要求1所述的一种基于工业现场通讯技术的压滤机控制系统，其特征在于所述辅助设备的信号包括冲洗水泵备妥信号、喂料泵系统备妥信号、压缩空气系统备妥信号、冲洗水泵运行信号、返矿阀开到位信号、返矿阀关到位信号、喂料泵运行信号、接料皮带运行信号；所述压滤机PLC发出的信号包括喂料泵启动命令、开关返矿阀命令、接料皮带启动信号、压滤机运行信号、压滤机故障信号、压滤机位置信号、压滤机循环完成信号。
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