西門子6ES7517-3AP00-0AB0銷售近年我國不少礦山企業(yè)為了實現(xiàn)高效,、節(jié)能,、環(huán)保等各方面日益增長的要求，積極進行設(shè)備的更新改造,。某金礦在碎礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)引進了Nordberg HP圓錐破碎機,，以進一步優(yōu)化生產(chǎn)指標和提高效率。但是該礦原先采用的碎礦生產(chǎn)控制系統(tǒng)是以人工操作為主的常規(guī)繼電器控制方式,，自動化水平低,，對生產(chǎn)過程的各種信息缺乏有效的監(jiān)控手段，不能及時響應(yīng)各種情況,，加上電氣設(shè)備老化,，故障率高，維護頻繁，嚴重制約了新裝備生產(chǎn)效率的發(fā)揮,。因此,，需要對原有控制系統(tǒng)一并進行改造?？删幊炭刂破鳎≒LC）作為一種*的工業(yè)自動控制裝置,，具有功能強大、編程靈活,、調(diào)試使用方便,，且性價比高等眾多優(yōu)點，特別是它適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的能力和高可靠性,，使它得到廣泛的應(yīng)用,。因此在本改造項目中，決定采用PLC來改造并擴展原有控制系統(tǒng)的功能,，設(shè)計生動直觀,、功能豐富的監(jiān)控流程畫面，實現(xiàn)生產(chǎn)過程信息的集中顯示和處理,。

2 工藝與控制要求

某金礦碎礦工藝為三段一閉路流程：原礦首先從原礦倉通過重型板式給礦機送入鄂式破碎機進行粗碎,，然后由1# 皮帶給入標準圓錐破碎機進行中碎，再經(jīng)2# 皮帶給入振動篩,，篩上產(chǎn)品經(jīng)3# 皮帶返回短頭圓錐破碎機進行細碎,，細碎產(chǎn)品匯入2# 皮帶，與振動篩構(gòu)成閉路;篩下合格產(chǎn)品由4# 皮帶送至粉礦倉,。在控制上主要是對破碎,、篩分及輸送設(shè)備的起/停控制,、聯(lián)鎖控制及保護,，以及對設(shè)備運行狀態(tài)和關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)測記錄，包括：①重板給礦機,、鄂式破碎機,、2臺圓錐破碎機、振動篩及4臺皮帶設(shè)備的電機起?？刂?、電機過載（熱繼電器狀態(tài)）的監(jiān)測及自動聯(lián)鎖;②2個圓錐破碎機稀油站、自動除鐵裝置,、及3臺除塵風機起?？刂坪凸ぷ鳡顟B(tài)監(jiān)測;③粉礦倉超聲波料位計的信號監(jiān)測;④控制室與現(xiàn)場各車間聯(lián)絡(luò)的聲光警示信號。

本次改造還增加了以下項目：⑤鄂式破碎機,、2臺圓錐破碎機和軸瓦溫度監(jiān)測;⑥2臺圓錐破碎機的電機工作負荷電流監(jiān)測,，以實現(xiàn)恒定負荷控制;⑦1#和3#皮帶安裝電子皮帶秤和變頻器,，以實現(xiàn)給礦量控制;⑧控制室原有集中操作臺和設(shè)備就地開關(guān)保留，和PLC控制系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)進行工作方式切換,。

3 系統(tǒng)硬件配置

根據(jù)前述控制要求,，在充分考慮了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性,、通用性基礎(chǔ)上,，確定本監(jiān)控系統(tǒng)采用集中式的控制結(jié)構(gòu)，分為3級：過程監(jiān)控站,、PLC控制器和現(xiàn)場電氣驅(qū)動和信號檢測,。PLC控制器選用西門子SIMATIC S7-300，該型PLC技術(shù)成熟可靠,，應(yīng)用廣泛，具有功能強,、速度快,、模塊化等特點，具體配置為：CPU314,，帶有MPI接口,，配64k EPROM存儲卡做程序掉電保護;16通道DI模塊SM321，5個;16通道DO模塊SM322,，3個;8通道AI模塊SM331,，2個;4通道AO模塊SM332，1個;考慮系統(tǒng)的總點數(shù)和今后擴展的需要,，配置了1個擴展機架,，主機架和擴展機架之間通過通信模塊IM360和IM361通信。監(jiān)控站采用研華工控機,，運行澳大利亞的CitectSCADA過程監(jiān)控組態(tài)軟件,。S7-300和監(jiān)控站計算機的通信采用MPI接口，在上位機中安裝CP5613通訊卡,，通過MPI電纜進行連接,。

4 PLC控制功能設(shè)計

PLC程序是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的核心，設(shè)計內(nèi)容較多,，下面主要介紹生產(chǎn)設(shè)備的起停聯(lián)鎖邏輯控制和破碎機恒定負荷控制,。

4.1設(shè)備起停聯(lián)鎖邏輯控制

碎礦設(shè)備控制具有以下特點：逆流程起動西門子6ES7517-3AP00-0AB0銷售，即先起動4 # 皮帶機,，后起動重板給礦機;順流程停機,，即先停重板給礦機，后停4 # 皮帶機,，并根據(jù)皮帶速度,、長度加以延時間隔,，以免發(fā)生堆料的現(xiàn)象。為保護設(shè)備及人員安全,，還需要滿足較為復雜的聯(lián)鎖關(guān)系：①當皮帶機,、振動篩、圓錐破碎機,、顎式破碎機中任一設(shè)備發(fā)生非正常停車或嚴重故障時,，立即停止上游設(shè)備的運行，下游設(shè)備保持原工作狀態(tài)不變;當重板給礦機,、除塵器和除鐵裝置等輔助設(shè)備發(fā)生故障跳閘時,，只向主控室發(fā)出故障信號，而不中斷系統(tǒng)的運行;②重要設(shè)備如圓錐破碎機等受到監(jiān)測的軸瓦溫度,、電機負荷電流和稀油站工作參數(shù)信號也參與聯(lián)鎖,，在信號超*自動停機，以防止設(shè)備受損;③根據(jù)皮帶機系統(tǒng)的故障性質(zhì),，進行緊急停機,、順序停機或發(fā)出聲光報警;④在監(jiān)控站畫面上及操作臺都設(shè)有“緊急停止”按鈕，當出現(xiàn)重大險情和故障時,，操作“緊急停止”按鈕能立即停止全線設(shè)備,。

系統(tǒng)從安全可靠、靈活高效的原則出發(fā),，設(shè)置3種控制方式：①計算機控制方式,，正常生產(chǎn)時使用，操作員在監(jiān)控站畫面實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)動或單動;②操作臺控制,，是保留系統(tǒng)原來的操作方式,，作為監(jiān)控站失效時的備用;③就地控制，可以用機旁電氣開關(guān)實現(xiàn)設(shè)備的起/停,，滿足設(shè)備檢修,、試車、緊急事故處理的需要;在PLC柜上設(shè)有轉(zhuǎn)換開關(guān)和轉(zhuǎn)換預(yù)置按鈕,，可在3種控制方式間進行任意轉(zhuǎn)換,。

通過對上述控制功能和PLC各個輸入輸出信號的仔細分析，確定出單臺設(shè)備的控制邏輯,，利用西門子STEP7編程軟件編寫出梯形圖（LAD）程序,，見圖1。其中,，K為控制設(shè)備起/停的PLC輸出信號,，Y為啟動邏輯信號，T為停止邏輯信號,，由以下信號按一定邏輯關(guān)系產(chǎn)生：L ,，與該設(shè)備有聯(lián)鎖關(guān)系的其他設(shè)備運行狀態(tài);S1,，上臺設(shè)備啟動后延時觸發(fā)信號;S2，轉(zhuǎn)換開關(guān)處于計算機控制方式;S3,，監(jiān)控畫面單動/聯(lián)動方式選擇按鈕,，“1”為聯(lián)動，“0”為單動;S4,，監(jiān)控畫面單動按鈕;S5,，控制方式預(yù)轉(zhuǎn)換按鈕;S6，轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài),，為“1”表示處于就地控制;S7,，設(shè)備正在運行狀態(tài)，是中間繼電器信號;B1,，聯(lián)動停止信號,，由上臺設(shè)備停止后觸發(fā)產(chǎn)生;B2，監(jiān)控畫面停止按鈕;D1,，預(yù)轉(zhuǎn)換過程結(jié)束信號,，“1”表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，由定時器延時觸發(fā);B3,，監(jiān)控畫面緊急停止按鈕;B4，操作臺緊急停止按鈕;S8,，與該設(shè)備存在聯(lián)鎖關(guān)系的其他設(shè)備運行狀態(tài);S9,，該設(shè)備PLC控制輸出狀態(tài)，為“1”表示PLC控制線路接通,。

4.2 破碎機恒定負荷控制