【正文】 和所需遵循的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，并從系統(tǒng)設(shè)計(jì)組成和系統(tǒng)操作方式這兩方面進(jìn)行了闡述。 首先 模塊化 、 無風(fēng)扇的設(shè)計(jì) ；其次硬件模塊 堅(jiān)固耐用， 拓展性良好， 容易擴(kuò)展 并具備 廣泛的通訊能力， 且較 容易實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu) ；在本文的控制系統(tǒng)中要求與上位機(jī)進(jìn)行通訊，同時(shí)能與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊。 （ 5）通信模塊 本系統(tǒng)的通信模塊為 CP4431， CP4431 用于將 SIMATIC S7400 連接到工業(yè)以太網(wǎng)。 ④液位計(jì)的 安裝方便 ，而且 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，即 經(jīng)濟(jì) 又 耐用。 ０．１％～１％ (由現(xiàn)場(chǎng) 的環(huán)境 條件及 設(shè)備的 量程 大小而定 )； ⑤ 射線計(jì)數(shù)率 的 長(zhǎng)期穩(wěn)定 與 重復(fù)性： ０．１％ 。 (6)核子秤 核子秤用于磨機(jī)給礦量檢測(cè)，工程項(xiàng)目中選用東方測(cè)控公司型號(hào)為 DF5500 （含現(xiàn)場(chǎng)顯示表）。 19 圖 1站 DI02 模塊接線圖 DI02 是數(shù)字量輸入模塊 DI 16 120 VAC/230 VAC，分成 4 組，對(duì)應(yīng)的輸入分別為高頻振動(dòng)篩 1～ 5 的手動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)的軟件編寫采用的是 Siemens 公司的專用軟件，對(duì)磨礦分級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、通信組態(tài) 與系統(tǒng)軟件的編寫。 S7 標(biāo)準(zhǔn) 包提供了 Step7 的所有軟件功能，功能 包括： 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)的設(shè)置 以及通信定義； 硬件模塊的參數(shù)及屬性設(shè)置；編程、測(cè)試、仿真以及維護(hù)等。 CPU 的初始組態(tài)可以通過 以 下兩種方式完成， MPI/DP,本系統(tǒng)的初始組態(tài)選擇的是 MPI。 [33][34] 27 圖 新建項(xiàng)目向?qū)D （ 2）編輯硬件組態(tài) 在 SIMATIC Manager 主窗口中，雙擊 SIMATIC 400 站點(diǎn)，彈出機(jī)架窗口，在 0 號(hào)機(jī)架上依次加載電源模塊、通信模塊、信號(hào)模塊 [17][6]。在 10 至11 號(hào)槽位插入模擬量輸出模塊， SIMATIC400→ SM400→ AO400→ AO8x12Bit。雙擊 IM153 模塊， 28 依次插入數(shù)字量輸入輸出模塊。 磨礦分級(jí) 過程 控制系統(tǒng)的硬件組態(tài) STEP7 軟件集成了 大 量的應(yīng)用軟件， 其中的 每個(gè)應(yīng)用軟件 都可完成工程 設(shè)計(jì)中 有特定作業(yè)， 比 如： 網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)（硬件組態(tài)、連接組態(tài)和接口組態(tài)）、 硬件的組態(tài)及其參數(shù)的設(shè)置、建立并調(diào)試用戶程序 等 。 DP通信的設(shè)定： PLC 側(cè)的通信速率設(shè)定為 。它包括：循環(huán)主程序塊 OB功能 FC、功能塊FB、中斷組織塊 OB35，數(shù)據(jù)塊 DB 等，用戶程序在 STEP7 軟件中編寫完畢后可通過 MPI 電纜或者以太網(wǎng)下載到 S7系列 PLC 的 CPU 中。 (4)1站繼電器接線圖如圖 圖 1站繼電器接線圖 23 CPU 數(shù)字量的輸出通過繼電器分別控制各個(gè)電機(jī)，它們分別是給料皮帶、長(zhǎng)皮帶、高頻篩、渣漿泵的啟停。2% 。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)有伺服系統(tǒng)、無需另配伺服放大器，有輸入信號(hào)及電源即可控制運(yùn)轉(zhuǎn)，連線簡(jiǎn)單，閥體為直通單座無底蓋上導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，閥芯為柱塞型結(jié)構(gòu) ，具有體積小、重量輕、流量大、調(diào)節(jié)精度高等特點(diǎn)，適用于流量大，泄漏量要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。這就使得 環(huán)境因素以及物料的 給定的速度、溫度等均對(duì)射線測(cè)量和 密度測(cè)量沒有影響。超聲波液位計(jì)的功能特點(diǎn) 為 ： ① 液位計(jì) 具有反向保護(hù)電路、限流保護(hù)電路，在 設(shè)備 安裝時(shí)正負(fù)極接反不會(huì)損壞變送器，異常時(shí) 變 送器會(huì)自動(dòng)限流在 35MA 以內(nèi)?，F(xiàn)在選用 5A 的電源，用于對(duì) SIMATIC S7400 的供電。在國(guó)內(nèi)外諸多領(lǐng)域的應(yīng)用中，有著豐富的經(jīng)驗(yàn)可以供參考、借鑒。 監(jiān)控系統(tǒng)（工藝過程監(jiān)控級(jí)）實(shí)現(xiàn)了如下功能： 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工作狀態(tài)顯示 （ 1）操作員站能綜合顯示字符和圖象信息，操作人員通過操作員站實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)生產(chǎn)過程的操作和監(jiān)視。 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制模式由上位機(jī)完成，操作人員可通過上位機(jī)畫面的自動(dòng)方式啟動(dòng)按鈕來啟動(dòng)生產(chǎn)線。所有應(yīng)用于 SIMATIC NET 的產(chǎn)品和模件都是為了工業(yè)應(yīng)用而開發(fā)，適用于可能遭受嚴(yán)重電磁干擾、液體侵蝕、高度污染和機(jī)械沖擊的工業(yè)環(huán)境，SIMATIC NET 網(wǎng)絡(luò)已被廣泛地安裝和應(yīng)用，經(jīng)過了時(shí)間的考驗(yàn)。 Wincc 為用戶提供了形象直觀的環(huán)境，可以利用其進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、組態(tài)和編程，從而得到我們所需要的操作窗口、運(yùn)行窗口、報(bào) 警窗口、趨勢(shì)曲線（包括實(shí)時(shí)、歷史）、報(bào)表等等。 (4)硬件組態(tài)用于對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行配置和參數(shù)設(shè)置。 所有 IO站都是通過 PROFIBUSDP 現(xiàn)場(chǎng)總線與主控制器相連接的。磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)很容易造成磨機(jī)的過負(fù)荷（即磨機(jī) “ 脹肚 ” ）或欠負(fù)荷，泵池礦漿外溢、泵喘振，致使磨礦分級(jí)生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，不僅影響磨機(jī)產(chǎn)量和分級(jí)溢流粒度達(dá)不到工藝要求，也直接影響后續(xù)選別流程的穩(wěn)定，影響最終產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量 [16][17]。除了系統(tǒng)的硬件的要求外，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件具有靈活的擴(kuò)展能力。 調(diào) 節(jié) 器 變 頻 器 給 礦 量礦 流 量 檢 測(cè)給 礦 量設(shè) 定 值+ 圖 給礦量控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 南方某鉭鈮礦一段磨礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建設(shè)目的是通過對(duì)磨礦進(jìn)行檢視、控制和管理，進(jìn)一步挖掘生產(chǎn)設(shè)備的潛能，穩(wěn)定工藝生產(chǎn)過程，穩(wěn)定并提高工藝技術(shù)指標(biāo)；提高設(shè)備自動(dòng)化，降低一線工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低系統(tǒng)維護(hù)成本，提高整體工作效率。 圖 磨礦分級(jí)工藝圖 6 給礦量工藝流程 由工藝要求可得， 在下位機(jī)內(nèi)設(shè)定礦量的給定值，核子秤測(cè) 得 的瞬時(shí)值 作為 檢測(cè)值，將檢測(cè)值與給定值進(jìn)行比較， 如 果存在 偏差， 由下位 機(jī)將信號(hào)輸出至變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)， 通過 改變給礦電機(jī) 的 轉(zhuǎn)速 從而使礦量改變，將檢測(cè)值與給定值的偏差消除 。磨礦過程的目標(biāo)是通過 改變 給水量和給礦量，使磨機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最 優(yōu)，并且使 分級(jí)的濃度和溢流粒度滿足要求。中國(guó)黃金集團(tuán)烏努格吐山銅鉬礦的選廠磨礦自控系統(tǒng)包括有：磨礦濃度自控、給礦量自控、礦倉(cāng)料位自控、旋流器的泵池液位值、給礦濃度（壓力）及溢流粒度自控， 實(shí)現(xiàn)了智能化給水、給礦和磨機(jī)工況自動(dòng)分析、判斷故障、歷史數(shù)據(jù)歸檔、故障報(bào)警和保護(hù)。但計(jì)算機(jī)在自磨機(jī)中的控制應(yīng)用則很少，國(guó)外只有塞浦路斯皮馬采礦公司及少數(shù)幾個(gè)選礦廠將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于自磨機(jī)上。目前，國(guó)外大多數(shù)選礦廠的自動(dòng)化水平處于這個(gè)階段。在上世紀(jì) 60 年代的十年期間，自動(dòng)檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)有了重大突破，如在線X 熒光分析儀和電子秤等， 70 年代末的 在線礦漿粒度儀的成功研制，就可直接通過對(duì)磨礦分級(jí)產(chǎn)品粒度分析并控制，可提高磨礦分級(jí)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。 通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出了磨礦分級(jí)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)、提高選礦過程作業(yè)指標(biāo)及節(jié)能降耗都有重要的經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值，并產(chǎn)生重要的經(jīng)濟(jì)和 社會(huì)效益。上世紀(jì)九十年代 以來 ， 在 國(guó)內(nèi)外自動(dòng)化 領(lǐng)域的專家學(xué)者、 科技工作者 、以及在一線的 選礦工作 人員 ， 在不斷的研究與探討磨礦分級(jí)過程中存在的一系列問題。 concentration。 (2)繪制磨礦分級(jí)中給礦量的工藝流程圖，根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)原則，畫出總體結(jié)構(gòu)框圖，包括上（下）位機(jī)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 I 碩 士 學(xué) 位 論 文 論文題目 : 磨礦分級(jí)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) II 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校 保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 (3) 為了實(shí)現(xiàn)磨礦分級(jí)過程給礦量、磨礦濃度及粒度三大設(shè)定值的控制，在分析 DCS系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)磨礦分 級(jí) 系統(tǒng)硬件進(jìn)行選擇和配置。 the PLC VII 目錄 第一章 引言 ................................................................. 1 課題背景及研究意義 ................................................... 1 磨礦分級(jí)過程控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) ................................. 2 初級(jí)階段 ........................................................ 2 穩(wěn)定生產(chǎn)階段 .................................................... 2 最優(yōu)化生產(chǎn)階段 .................................................. 3 本文的主要研究?jī)?nèi)容 ................................................... 4 本章小結(jié) ............................................................. 4 第二章 磨礦分級(jí)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)工藝流程及方案設(shè)計(jì) ........................... 5 磨礦分級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)工藝流程 ......................................... 5 給礦量工藝流程 ....................................................... 6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) ......................................................... 6 ......................................................... 6 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 ....................................................... 7 磨礦分級(jí)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ..................................... 7 磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 .................................... 7 系統(tǒng)編程軟件 ................................................... 9 系統(tǒng)組態(tài)軟件 Wincc .............................................. 9 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) ................................................ 10 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) ................................................... 10 系統(tǒng)擴(kuò)展接口設(shè)計(jì) ............................................... 10 系統(tǒng)的操作方式 ...................................................... 10 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制 ................................................... 10 遠(yuǎn)程手動(dòng)控制 ................................................... 11 就地手動(dòng)控制 ................................................... 11 磨礦分級(jí)過程的計(jì)算機(jī)監(jiān)控 ............................................ 11 本章小結(jié) ............................................................ 11 第三章 磨礦分級(jí)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................... 12 磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................ 12 磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件模塊組成 ................................... 12 磨礦自動(dòng)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)儀表輸入輸出電路設(shè)計(jì) ....................... 13 磨礦分級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件模塊線路設(shè)計(jì) ........................... 15 VIII 本章小結(jié) ............................................................ 23 第四章 磨礦分級(jí)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) ............................ 24 磨礦分級(jí)系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)流程 ........................................ 24 上位機(jī)與 PLC 通訊測(cè)試和系統(tǒng)的硬件組態(tài)