焦家金矿自动控制系统通讯完善改造

焦家金矿自动控制系统通讯完善改造

发表时间：2018-08-17T10:49:34.923Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：乔娇

[导读] 摘要：焦家金矿6000t/d选矿自动化工程包括工业现场总线技术、在线检测与分析技术、生产过程控制技术等部分，可实现选矿工艺流程的集中监控和操作。

山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿山东莱州 261441

摘要：焦家金矿6000t/d选矿自动化工程包括工业现场总线技术、在线检测与分析技术、生产过程控制技术等部分，可实现选矿工艺流程的集中监控和操作。但是在实际运用，因现场实际环境潮湿、粉尘大等因素的影响，选矿自动控制出现了信号传输不稳、通讯中断、数据虚报等问题，为了解决这些问题，焦家金矿对选矿自动控制系统的通讯进行了完善和改造，使其更符合实际控制需要，保证了工艺与设备的安全与平稳，保证了生产指标的完成。

关键词：自动化；通讯；完善；生产指标

一、前言

焦家金矿采选 6000t/d 扩建工程于 2007 年立项，于2009年竣工，投入使用，至今已服务将近十年。选矿自动化项目是该工程的一个重点部分，选矿自动控制系统的稳定运行是焦家金矿选矿过程控制自动化与智能化的基础。

焦家金矿选矿自动化工程主要包括四个方面：一是生产监控集中化，二是生产操作自动化，三是磨矿的节能优化，四是管理信息化。自动控制系统要实现这四个方面的功能，必须依赖于强大且稳定的通讯系统。在生产监控集中化中，利用现场总线技术实现选矿工艺、设备、指标、操作等生产过程数据的安全高效的集成，实现全流程的集中监控和操作，提高生产劳动效率，降低生产劳动强度。

在生产操作自动化和磨矿节能优化中，通讯的作用是将设备运行状态以及传感器采集到的数据信息传送到PLC进行处理，PLC利用逻辑连锁控制实现对全流程生产设备的远程自动操作、管理和调节。同时，利用过程回路控制技术实现生产过程工艺参数的远程自动调节，达到工艺与设备运行安全、平稳和保证产品质量的目的。

在管理信息化中，只有通讯真实稳定，才能保证数字化矿山和企业信息化管理数据源的真实可靠。

焦家金矿选矿厂在通讯过程中，主要采用的通讯方式有：PLC站与工控机之间采用光纤通讯，PLC与工程师站、操作员站之间采用以太网通讯，电机驱动设备与PLC之间采用PROFIBUS-DP通讯、传感器仪表与PLC之间采用FROFIBUS-PA通讯。

在选矿厂自动化控制系统的实现中，需要采集众多现场信息，例如在选矿生产的破碎段与洗筛分段，需要运用料位计来测量料仓的实际料位，然后将料位信息通过PA线传送给PLC，PLC根据实际料位进行数据运算处理，发出控制命令，实现给料机、给矿皮带、布料小车的启停控制。

二、选矿厂自动化控制系统的通讯问题

焦家金矿选矿自动控制系统自2009年投产以来，已经服务将近十年，在十年的运行维护中，选矿自动化技术人员遇到过许多设计人员在设计时不曾想到的问题。

这是因为自动化控制系统所使用的设备、仪表大多是精密部件，对环境的要求极为严格，而选矿过程使一个环境相对恶劣的过程，既潮湿又粉尘大。维修工人临时进入工作环境，都需佩戴防尘口罩及耳塞，严密防护，而设备、仪表、通讯电缆等精密部件常年累月暴露于恶劣环境中，即使按照要求做好了防护，也难免出现腐蚀损坏。

焦家金矿选矿车间破碎与洗筛段也面临这样的问题：破碎段的中碎料仓、洗筛段的洗矿筛料仓、检查筛料仓，都用现场采用西门子LR260雷达料位计进行料位监测，通讯方式Profibus-PA通讯，将信号传送到西门子ET200M+DP/PA coupler，然后再经Profibus-DP传送至下位机主站（GE RX3I）。

此种通讯方式在应用过程中出现了以下问题：

1是料仓进料时，大量的粉尘、湿度大，造成料位计的数据误判断。

2是线路敷设影响，存在一定的电磁干扰，造成料位计的通讯异常。

3是受现场环境影响，湿度大、粉尘含氯高等因素影响，镀锌管路锈蚀严重，坚持不了一年就透了，造成通讯线路裸露、受损。

以上三种情况造成了PA主站与现场设备的通讯中断、传输异常、数据异常等问题的产生。而这直接导致了现场操作人员的误判断和误控制，因为上位机显示料仓没有料，所以皮带给料机不停地送料，导致料仓在短时间内即被压满，随后导致矿石溢出。

料仓因此失去了缓冲的作用，打满料仓后，皮带给料机继续上料，导致现场设备很短的时间内就会被矿石埋没，造成设备停车。若要恢复，需要很长时间的清理，6小时以上才能恢复正常生产，在2017年下半年以来，在破碎段出现过四次这种情况。溢出的矿石造成现场设备损坏，现场清理又浪费了大量的人力物力，严重影响了设备开车时间。

三、具体解决方案

为解决这一难题，选矿车间自动化技术人员经过长期摸索、不断试验，琢磨出了一套专门针对通讯故障的完善措施。

1是为了解决环境潮湿、粉尘大造成的腐蚀问题，对保护线路进行优化升级。将原有PA线路的镀锌钢管保护全部更换，换成贴地敷设的，不易腐蚀的高压胶管。

2是为了减少电磁干扰，对PA线路和DP线路进行全面改造，重新规划敷设路线，规定安全距离，进行隔离，单独敷设。

3是为了避免传感器测量不准造成的数据虚报，对传感器参数进行调整优化，适当的降低刷新频率、刷新精度，以保障雷达料位计测量的数据准确，可以尽量的避免干扰。

4是为明确发生原因，及时作出判断处理，减少通讯不稳发生频率与时间。采用Profibus-DP读取ET200M的模块状态，实现故障预警。该模块的故障指示，可以明确的指示出故障发生的原因，例如，如果现场PA线路短路、接地、单芯开路等，可以通过故障指示判断出（故障指示为：下部主线上发生故障，与ET200M无关）。

5是运用自动化技术手段严密监控设备台，通过对西门子DP/PA coupler的设置，读取现场设备的通讯位，从而判定该设备的链接状态。进而将该通讯位的数据发送到下位机PLC【GE RX3I】，从而实现设备的断线报警。hndyzzh@

四、结论

通过对选矿厂自动控制系统通讯的完善改造，基本避免了因通讯不稳造成了料仓溢矿、掩埋给料机等事故的产生，保障了设备开车时