浅析S7-1200PLC在矿山无人值守泵站中的应用

江西铜业股份有限公司城门山铜矿 江西 九江 332100

引言

基于智能信息化时代下,我国矿山泵站开始朝着智能化、无人值守方向建设发展,矿山泵站在传统人工控制条件下,会进一步降低整体运行效率,提高人工成本。通过以S7-1200PLC为基础,针对泵站控制系统实施优化设计,能够促进泵站朝着智能化、无人化方向发展,强化泵站运行效率。

一、工程概况

国内某矿山选矿厂实际作业条件较为复杂,需要进行一系列的处理措施,促进选矿作业顺利实施。当下厂内相关泵站主要是采取人工控制方式进行管理。为有效转变现有状况,应该采取有效措施,实现智能化建设发展,通过自动化与信息化融合,针对采场内相关泵站实施无人值守改造。

比如在水处理泵站中实施自动控制系统改造,泵站相关控制系统中,要求针对管路阀门、变频器、水泵、循环水池等进行自动化控制。当下现场监控分站已经无法满足开发要求,为此应该积极引入自动化控制系统。S7-1200PLC充当主要站点根据相应的时间间隔,对站用监控分站进行一次轮询,在部分设置较多大型设备的场站中,会应用较多传感器和监控分站,通过该种方式实现数据交互。

二、系统改造方案

相关系统自动化改造中,应该针对现场调控合理设计控制顺序、控制逻辑,以及不同故障相关处理机制。促进控制系统实现自动化运行属于此次方案改造的核心。为此需要针对软件功能和逻辑实施精准定位,选择市面中较为可靠、成熟的硬件产品。为满足系统控制中的无人值守要求,系统应形成以下功能:第一是创建定期专业巡检与无人值守框架,对相关设备进行远程操控,削减操作人数,促进操作流程实现规范化发展,控制运营生产成本,提升整体经济收益。第二是拥有设备运行状态自主分析功能,可以对泵站相关设备实际运行状况进行实时分析,在产生异常问题后,系统应该进行有效预警,自主启动保护功能,有效降低风险发生。第三是能够对设备实际运行状况进行实时监控,保护设备的正常运行,做好故障诊断,提供准确诊断结果。此外还需提醒相关应用人员做好设备维护检修,提升设备运行效率和应用寿命。

为实现上述功能,此次控制系统选择S7-1200PLC控制系统,设置触摸屏充当人机交互界面,针对排气阀、水泵、排水阀以及泵站内取水泵等设备实施全面监控,通过额外增设其他检测装置,合理控制水仓水位变化,实时监控PH值、电流、压力、温度、震动、流量等数据信息[1]。

该选厂泵站在进行自动化改造后,应用效果较好,能够从根本层面改善生产人员不足以及效率低的问题,同时还能够优化补充系统设备原有检测缺陷,利用远程监控,准确判断设备操作状态,实现在线检测目标,促进设备预防维修,避免设备故障恶化,降低系统在生产方面的不良影响。优化职工相关工作环境,可以将现场部分岗位直接取消,控制设备运行成本,提高设备信息化与自动化运行水平。

三、控制系统相关硬件设计

此次控制系统针对现场相关设备实施电气化改造,增加部分传感装置参数监测,利用现场控制柜内自动化控制系统对各种设备的实际运行状态信息进行全面检测,并利用传输网将数据传输到主系统内,从触摸屏中显示出来。选择检测仪表中,因为泵站部分取水设备为露天状态,整体环境十分恶劣,为此相关检测仪表应该满足防雨雪、防高温、高精度以及输出线性好等要求。现场控制设备在现场各项设备的自动化控制中处于核心地位,因为某一设备在运行中还会带动其他设备进行相关操作,为此需要对设备开关、电机状态、电流状态、压力等参数进行监测,从而准确判断相关设备是否正常运行。现场过程控制站应该利用科学的电气设计和程序编制,促进泵组实现单体控制、全自动控制以及联动控制。因为自动化控制系统具备适应性强、功能完善、抗干扰能力强、可靠性高等特征,同时此次泵站相关控制系统为无人值守状态,在稳定性和可靠性方面具有较高要求,为此选择功能多样、使用灵活的西门子S7-1200PLC,能够满足相应控制条件。

四、系统软件设计

S7-1200PLC和监控分站之间的数据交互主要是通过监控分站、网络交换装置以及S7-1200PLC控制器等部分构成,监控分站利用通信口对传感数据进行采集,随后通过交换装置把所采集信息转化为TCP协议模式,传输至S7-1200PLC控制器内。程序控制逻辑设计中,为促进泵站实现无人值守,应该以各单体设备相关控制为基础,采取顺序控制方式,对各个独立设备进行联动启停,对现场操作设备实施全自动控制。单体设备控制主要对排气阀、取水泵、电动球阀、回水泵进行控制。顺序控制主要是先开启排气阀,同时开启主取水泵,而取水泵上水,形成压力后,将排气阀关闭,随后打开回水泵电动球阀,开启回水泵。取水泵、回水泵全面开启后,电机电流、压力、流量相关数据达到正常数值后,泵组处于运行状态下。停机时,设备在运行中能够顺利接收停止信号,关闭闸阀,停止取水泵和回水泵。全自动控制即系统联系两个泵组实际运行状态、泵组运行时间以及水位状况,对运行时间短的泵进行合理选择,将后备泵组投入,实施无人操作。而全自动控制主要利用自动控制、泵组顺控以及时间排序相关功能模块实现[2]。

结语

综上所述,将S7-1200PLC应用到矿山泵站当中,能够针对相关设备实施集中管理,初步落实现场无人值守管理目标,减少操作人员,优化工作环境,提升设备的信息化与自动化管理效果,提高企业生产中的社会效益与经济效益,对于矿山泵站智能化建设工作具有一定借鉴意义。