摘 要：根据矿山选矿系统中布料小车的自动化技术改造，本文介绍了一种由S7- 300 PLC和iFIX 4.0软件构成的自动控制系统，包括了系统的硬件结构，运行特点和软件设计。该系统采用具有高可靠性和高稳定性的PLC模块化技术，无线通讯、无线数据传输以及测量技术，最大限度地实现卸料小车的自动化，提高了生产的自动化水平。从现场应用来看，系统稳定可靠,具有较好推广价值。

　　关键词：选矿;布料; PLC;iFix;模块化;自动化

　　中图分类号：TH222 文献标识码：B

　　Abstract: Processing system in accordance with Mine fabric car automatic transformation, this paper presents a by S7-300 PLC and iFIX 4.0 software, consisting of automatic control systems, including the system's hardware structure, operation characteristics and software design. The system uses a high reliability and high stability of the PLC modular technology, wireless communications, wireless data transmission and measurement techniques, to maximize the car's automatic discharge to improve the production level of automation. Applications run from the scene, the system is stable and reliable, with good promotional value.

　　Keywords: ore dressing;discharging; PLC;iFix;Modular;Automation

　　0 引言

　　在生产过程控制中,PLC和上位机软件组成的控制系统已经成为一些中小型控制系统的首选,其具有集成性好、便于使用、易升级扩展、对外围设备开放且维护方便等特点。因此，我们在宝钢梅山选矿厂细碎车间23#皮带的项目改造中采用西门子的PLCS7300和GE的iFix4.0软件组成控制系统，并配有高可靠性的测量传感器和信息传输设备，可以较方便的实现生产过程的自动化。

　　1 过程和要求

　　23#皮带是选矿加工的中间环节，皮带将上一道工序出来的大颗粒矿石输送到细碎车间进行细碎加工。处于皮带上方轨道上的漏矿车将皮带上的矿石均匀的分配到轨道下面的13个漏斗型料仓中，料仓下方的碎化机再进一步对矿石碎化处理。生产过程中，布料的操作由人工进行，工人需要不停的观察矿仓中的料位清况和下方料位机的开机情况，手动控制漏矿车左移和右移，确定下矿的位置和下矿量的大小。

　　23#皮带漏矿布料系统改造要求：

　　1)采用高可靠性的无线数据传输技术以及测量技术，结合相应的控制设备，实现漏矿车全自动布料。自动布料控制系统根据各个矿仓料位的高低，自动控制布料车运行。

　　2)监控室上位机上实时显示布料车位置、各个矿仓的料位以及现场其他设备的运行状况，上位机中设有布料界面，通过点击鼠标人为指定当前布料位置，提高布料的灵活性。

　　3)根据生产的实际需要，系统的各个控制点可由人工干预控制，确保系统安全稳定的运行。

　　4)系统运行过程中出现错误或故障时发出报警信号进行故障报警。

　　2 系统硬件和结构

　　根据工艺和现场的实际需要，考虑系统的硬件配置应既合理又可靠。具体配置由可编程控制器和相应的外围设备构成，分上、下位机两级进行管理和直接控制。

　　上位机系统采用研华研华工控机PC610H，配高清显示器，负责整个控制系统的监督管理。

　　下位机控制选用西门子可编程控制器PLC，主要硬件配置如表1所示。

　　表1 系统控制硬件配置表 名称 型号 描述 数量 CPU 6ES7 315-1AF03-0AA0 CPU315模块 2

　　电源模块 6ES7 307-1EA00-0AA0 供24VDC工作电压 2

　　DI模块 6ES7 321-1BL00-0AA0 32点数字量输入 2

　　DO模块 6ES7 322-1HH01-0AA0 16点数字量输出 2

　　AI模块 6ES7 331-1KF01-0AB0 8通道直流模拟量输入 2

　　AO模块 6ES7 332-5HF00-0AB0 8通道直流模拟量输出 2

　　机架 6ES7 930-1AF30-0AA0 各模块扩充槽 2

　　存储卡 6ES7 951-0KE00-0AB0 PLC内部数据存储 2

　　485模块 6ES7972-0BA11-0XA0 通讯接口 2 考虑现场设备分散，PLC控制系统采用车载和地面两部分分开控制，其中交互的信号由雷达进行通讯。

　　根据系统需求，设4-20mA模拟量输入14个，数字量输入14个，数字量输出3个，PLC通讯占用16个数字量，计数信号1个。

　　传感器信号分别连接小车和地面PLC的I/O端口， PLC通过端口输出控制继电器电路控制小车动作，同时各传感信号通过以太网连接工控机输入节点，通过iFix对输入节点进线配置，可对现场设备运行进行图形化模拟和控制。

　　为避免任何可能的故障，布料车设有手动控制箱，确保在故障状况下能继续生产。

　　3 系统软件和功能

　　3.1 上位机

　　上位机运行平台为windows 2000系统，由iFix软件进行控制策略的开发和图形化编辑。iFix提供了一体化的开发环境,为控制工程师提供了设计、实施、归档与维护过程控制的工具。iFix软件具有数据采集、信号处理、流程监视、实时报警、历史趋势等功能，利用软件的iWEBSERVER可以方便实现B/S架构的远程监控，与原有生产管理系统一体化。所有的硬件配置和控制策略都嵌入HMI中。硬件地址的分配和增删模块由内部配置完成。

　　上位机通过以太网，连接现场PLC。作为工程师站，完成对PLC程序的编写、调试和下载。作为操作员站，主要完成以下几种功能：

　　模拟小车运行，直观的反映料车运行信息。

　　显示实时数据和动态颜色，反映料仓料位的高低，方便操作人员对生产进线控制。

　　设置手动、停止和自动布料按钮，切换各个操控模式，远程控制小车运行。

　　状态显示和报警，如矿仓料位越限、异常状态的出现等，以声音音响同时输出。

　　3.2 PLC软件设计

　　控制软件采用STEP7 V5.2编程。STEP7是西门子PLC专业程序开发软件，采用模块化编程，通过组织块OB、功能块FB、数据块DB等模块之间的调用，可以完成复杂的控制任务，而程序结构依然能保持简洁。

　　PLC的控制程序设计采用了实时检测、实时动作的循环控制设计方法，同时做到互锁严密，严控对象的任一步动作。确保在少数信号丢失时,也不会导致错误动作。控制程序由初始化、料位比对、定位走位及故障报警处理等程序组成。

　　本控制系统设计依据的主要数据是料位和小车定位数据。料位信息是PLC程序设计的判据，由料位决定小车的左行、右行或者停止，而定位信息则决定着运行的准确和安全。因此上述数据是PLC对整个系统准确控制的关键，在项目实施的过程中反复进行了分步测试和分步调试，确保各功能模块在运行时状态、性能稳定。

　　3.2.1 料位

　　料位反映了下料的需求。标定高低料位信号后，超声波料位计通过现场模拟量的形式将13个信号送到PLC的模拟量输入模块，信号按比例转化为实数类型，主控PLC比对所获得的数据，判断移动位置优先级，而后移动小车，合理的分配矿料以满足生产需求求。

　　以下面的一号仓料位处理的梯形图为例，当采集到一号仓料位信号时，首先便对数据进线处理，然后再进行初步的优先级判断，同时给与相应的优先级标记。

 1/2    1 2 下一页 尾页