【正文】 業(yè)務(wù)都可以應(yīng)用,特別適合點(diǎn)多分散的數(shù)據(jù)傳輸、跨地域的企業(yè)應(yīng)用、條件差、野外的使用環(huán)境、中小數(shù)據(jù)通信量的數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用(移動(dòng)車輛等)手持設(shè)備的應(yīng)用。 (2)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸:滿足中心對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。 GPRS數(shù)據(jù)傳輸組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的選擇 選礦廠無(wú)線傳輸系統(tǒng)是基于GPRS的無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通常包括三部分:GPRS網(wǎng)絡(luò)：提供數(shù)據(jù)傳輸通道；GPRSDTU:用戶數(shù)據(jù)終端單元,提供RS232/485接口；調(diào)度監(jiān)控中心:接收DTU發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的處理和對(duì)DTU進(jìn)行結(jié)果的返回。 本文在調(diào)度監(jiān)控中心和DTU的進(jìn)行通信時(shí),調(diào)度監(jiān)控中心采用TCP/IP協(xié)議和一臺(tái)接入Internet的工控PC來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收、處理以及對(duì)終端的管理。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。通信模式的選擇不同，即可實(shí)現(xiàn)通話也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸以及通話和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)兼容。(4)實(shí)時(shí)性好,數(shù)據(jù)量大,可靠性高. 整體方案設(shè)計(jì) 選礦廠的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是基于GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,主要由傳輸終端、GRPS通信網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度監(jiān)控中心組成。(2)無(wú)線上網(wǎng),建設(shè)成本低,網(wǎng)絡(luò)速度快。本文中,傳輸終端采用GPRS DTU模塊(類似于移動(dòng)通信中的MS)經(jīng)過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到Internet實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。第4章 基于GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能設(shè)計(jì)基于GPRS的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是以中國(guó)移動(dòng)的GPRS為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括GPRS終端設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、通信方案的選擇和監(jiān)控中心的設(shè)計(jì)。（6）本監(jiān)控系統(tǒng)還要實(shí)現(xiàn)部分辦公自動(dòng)化功能，如報(bào)表查詢、報(bào)警事件記錄、曲線分析等等。（4）尾礦壩高數(shù)據(jù)要實(shí)時(shí)檢測(cè)，并每小時(shí)輸入計(jì)算機(jī)，并通過(guò)GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)傳入中心調(diào)度室的總工控機(jī)。（2）各車間采集相應(yīng)的工藝參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和電氣運(yùn)行參數(shù)至可編程控制器 PLC。（6）安全保障：對(duì)于高壓、高流設(shè)備，為了安全起見(jiàn)，必須要對(duì)其電壓電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（4）連鎖控制： 包括皮帶和設(shè)備的的電器連鎖。為了測(cè)量電量，就需要在各個(gè)低壓配電室以及總配電室都安裝電度表。（2）水電消耗量水和電都屬于能源消耗，也是成本控制的一個(gè)方面。 數(shù)據(jù)采集的分類總結(jié)以上的需求分析，所需要采集的數(shù)據(jù)可以分為以下幾類：（1）投入產(chǎn)出量這部分變量主要是為了測(cè)量整個(gè)系統(tǒng)的投入以及產(chǎn)出，以及中間過(guò)程中的一些物料變量。此外，由于礦山和選廠的現(xiàn)實(shí)地理?xiàng)l件是在山區(qū)里，而選礦廠的辦公區(qū)和生產(chǎn)區(qū)之間的區(qū)域很大，所以為了讓決策者和調(diào)度員能夠?qū)崟r(shí)地看到選礦廠的工作狀況，必須將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼{(diào)度室的監(jiān)控組態(tài)畫面上，以便決策者和調(diào)度員及時(shí)地作出決策。所有數(shù)據(jù)的歷史記錄都必須存儲(chǔ)下來(lái)，以便隨時(shí)能夠查詢。 （4）便于管理為了更好的管理選礦廠，從監(jiān)控系統(tǒng)的角度來(lái)講，必須要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集記錄，并能保存歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)部分辦公自動(dòng)化功能。水位過(guò)高過(guò)低都會(huì)造成生產(chǎn)事故。事故發(fā)生后再去處理永遠(yuǎn)都是被動(dòng)的，為了預(yù)防事故的發(fā)生，必要時(shí)對(duì)各個(gè)設(shè)備要進(jìn)行正常的輪休檢查，這就涉及到監(jiān)控系統(tǒng)必須要能記錄下大設(shè)備的持續(xù)工作時(shí)間，到了其維護(hù)時(shí)間就必須停機(jī)檢查。比如中碎機(jī)停機(jī)了，破碎機(jī)到中碎礦倉(cāng)的皮帶就必須要停下來(lái)，破碎機(jī)也要停止工作，否則會(huì)造成料倉(cāng)溢出，甚至對(duì)中碎機(jī)造成危害。為了保證安全，大設(shè)備的電壓電流和溫度，監(jiān)控系統(tǒng)必須要實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)了超限情況，監(jiān)控系統(tǒng)要能夠立即作出報(bào)警，提醒現(xiàn)場(chǎng)人員作出反應(yīng)。人員安全是企業(yè)的基本職責(zé)，也是以人為本的基本要求，必須要積極保護(hù)好工人的安全。設(shè)備全對(duì)于正常生產(chǎn)的重要性是不言而喻的。這樣就能更好處理各個(gè)環(huán)節(jié)之間的工作協(xié)調(diào)，合理開(kāi)停機(jī)器，安排生產(chǎn)。為了達(dá)到這些優(yōu)化手段，必須對(duì)破碎機(jī)到中碎礦倉(cāng)的皮帶、中碎礦倉(cāng)到中碎機(jī)的皮帶、球磨礦倉(cāng)到球磨機(jī)的皮帶上都必須安裝皮帶秤，監(jiān)測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)的處理量；還要在中碎礦倉(cāng)和球磨礦倉(cāng)上安裝料位計(jì)，監(jiān)測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)的原料儲(chǔ)備量；所有設(shè)備的啟停信號(hào)也都必須進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的人工檢查方式雖然也能觀測(cè)到物料狀況和機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，但是信息比較分散，也有很大的滯后性，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化作用有限。具體到本鐵選廠來(lái)講，控制各設(shè)備的給礦量，破碎與中細(xì)碎、中細(xì)碎與磨選環(huán)節(jié)之間的工作協(xié)調(diào)是非常重要的優(yōu)化手段。 圖 選礦成本控制流程 （2）優(yōu)化生產(chǎn)在設(shè)備、人員一定的情況下，想增加產(chǎn)出，就必須優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。這些數(shù)據(jù)都要進(jìn)行監(jiān)控，最后進(jìn)入組態(tài)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)。具體到監(jiān)控系統(tǒng)上來(lái)講，就必須要對(duì)原礦的投放量，精礦的總產(chǎn)量，總用水量，總用電量等進(jìn)行監(jiān)控。它是以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為基本要素，是一項(xiàng)綜合性管理。與選廠的需求相適應(yīng)，本監(jiān)控系統(tǒng)也就必須針對(duì)這些需求提供技術(shù)支持。其中，控制成本和增加產(chǎn)出可以很明顯的提高企業(yè)的收支比，也即是提高了企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)效益，這與企業(yè)的根本需求是直接相符的，增加產(chǎn)出的方式主要是優(yōu)化選礦流程；保障安全是為了保證所有設(shè)備和人員的正常運(yùn)作，也就是為更好更多的產(chǎn)出提供了保障，這也與以人為本的精神相符合的；便于管理是為了給決策者以及操作人員更多的分析依據(jù)，必須提一些關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)據(jù)及其歷史數(shù)據(jù)、曲線分析、報(bào)表分析等。從系統(tǒng)工程的角度來(lái)講，就是要盡量降低投入的同時(shí)，增加產(chǎn)出。 經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)步驟之后就能得到品位較好的鐵礦砂，然后運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)煉鐵廠進(jìn)行加工得到鋼鐵產(chǎn)品。不合排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水須經(jīng)凈化處理。尾礦通常送尾礦庫(kù)堆存，有時(shí)先經(jīng)濃縮后再進(jìn)行堆存。細(xì)粒物料用濃縮機(jī)或水力旋流器和磁力脫水槽等濃縮，再經(jīng)真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾。選礦主要在水中進(jìn)行，選后產(chǎn)品需要脫水，方法有重力泄水、濃縮、過(guò)濾和干燥。磁選是利用礦物顆粒磁性的不同，在不均勻磁場(chǎng)中進(jìn)行選別。選別作業(yè)有重選、浮選、磁選、電選、揀選和化學(xué)選等。（5）選別 礦物原料經(jīng)粉碎作業(yè)后進(jìn)入選別作業(yè),使有用礦物和脈石分離，或使各種有用礦物彼此分離。原料如含有可溶性有用或有害成分，也要進(jìn)行洗礦。篩分和分級(jí)是在粉碎過(guò)程中分出合適粒度的物料，或把物料分成不同粒度級(jí)別分別入選。（3）篩分分級(jí) 按篩面篩孔的大小將物料分為不同的粒度級(jí)別稱篩分，常用于處理粒度較粗的物料。深坑鐵礦選用的就是球磨機(jī)。磨碎的粒度據(jù)有用礦物在礦石中的浸染粒度和采用的選別方法確定。磨礦以研磨和沖擊為主。 或 旋回式破碎機(jī)，中破使用 或 標(biāo)準(zhǔn)型圓錐式破碎機(jī)， 或 短頭型圓錐式破碎機(jī)。 深坑鐵礦的選礦工藝流程概圖下面簡(jiǎn)要介紹一下：（1）礦石破碎 破碎就是將礦山采出的粒度為 500～1500mm 的礦塊碎裂至粒度為 5～25mm 的過(guò)程。 第3章 選礦廠工藝流程分析 選礦流程簡(jiǎn)介 選礦，就是根據(jù)礦石中不同礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)，把礦石破碎磨細(xì)以后，采用重選法、浮選法、磁選法、電選法等，將有用礦物與脈石礦物分開(kāi)，并使各種共生的有用礦物盡可能相互分離，除去或降低有害雜質(zhì)，以獲得冶煉或其他工業(yè)所需原料的過(guò)程。在Modbus網(wǎng)絡(luò)上通訊期間，通訊協(xié)議能識(shí)別出設(shè)備地址、消息、命令以及包含在消息中的數(shù)據(jù)和其他消息，如果協(xié)議要求從設(shè)備予以答復(fù)，那么從設(shè)備將組建一個(gè)消息，并利用Modbus發(fā)送出去。不管采用何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，該消息結(jié)構(gòu)均可以被系統(tǒng)采用和識(shí)別。從設(shè)備必需用Modbus協(xié)議建立答復(fù)消息，其格式包含確認(rèn)的功能代碼，返回?cái)?shù)據(jù)和出錯(cuò)校驗(yàn)。它為用戶提供了一種開(kāi)放、靈活和標(biāo)準(zhǔn)的通訊技術(shù)，降低了開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本。它是由Modicon公司制定并開(kāi)發(fā)的。 比如，很多具有RS485 接口電路的用戶設(shè)備采用自己制定的簡(jiǎn)單通訊協(xié)議，或是直接取自ModBus 協(xié)議(AscII/RTU 模式)中的一部分功能；在電力通訊領(lǐng)域，當(dāng)前國(guó)家現(xiàn)在執(zhí)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，頒布有按設(shè)備分類的各種通訊規(guī)約，如CDT、SC180u4F、 規(guī)約和1995 年的IEC608705101 傳輸規(guī)約、1997 年的國(guó)際101 規(guī)約的國(guó)內(nèi)版本DL/T6341997規(guī)約；在電表應(yīng)用中，國(guó)內(nèi)大多數(shù)地區(qū)的廠商采用多功能電能表通訊規(guī)約(DL/T6451997)。 目前，RS485 在國(guó)內(nèi)有著非常廣泛的應(yīng)用，許多領(lǐng)域，比如工業(yè)控制、電力通訊、智能樓宇等都經(jīng)?？梢砸?jiàn)到具有RS485 接口電路的設(shè)備。 RS485協(xié)議概述 RS485 標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議；因此，用戶需要在RS485 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立自己的應(yīng)用層通信協(xié)議。 7)GPRS可以實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)流量、業(yè)務(wù)類型及服務(wù)質(zhì)量等級(jí)(QoS)的計(jì)費(fèi)功能,計(jì)費(fèi)方式更加合理,.用戶使用更加方便。~1秒之內(nèi)恢復(fù)數(shù)據(jù)的重新傳輸。 6) GPRS的設(shè)計(jì)使得它既能支持間歇的突發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸,又能支持偶爾的大量數(shù)據(jù)的傳輸。支持特定的點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)服務(wù),以實(shí)現(xiàn)一些特殊應(yīng)用,如遠(yuǎn)程信息處理。 4)GPRS網(wǎng)絡(luò)接入速度快,提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無(wú)縫連接。 3)支持中、高速率數(shù)據(jù)傳輸,~(每用戶)。 2)定義了新的GPRS無(wú)線信道,且分配方式十分靈活:每個(gè)TDMA幀可分配1到8個(gè)無(wú)限接口時(shí)隙。 6) GPRS用戶可隨意分布和移動(dòng)自己的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn),無(wú)需擔(dān)心線路的維護(hù)或移機(jī)時(shí)導(dǎo)致的通訊中斷。 5) GPRS計(jì)費(fèi)合理,采用流量計(jì)費(fèi)。對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可設(shè)置不同的服務(wù)質(zhì)量參數(shù):優(yōu)先級(jí)、可靠性、時(shí)延、數(shù)據(jù)速率,可根據(jù)實(shí)際靈活選擇服務(wù)質(zhì)量參數(shù)為用戶提供服務(wù)。 2) GPRS用戶永遠(yuǎn)在線,網(wǎng)絡(luò)接入速度快。這種情況下的數(shù)據(jù)傳送必須要經(jīng)過(guò)歸屬地的GGSN,然后送到移動(dòng)用戶。而GGSN再把PDU送給移動(dòng)終端所在的SGSN上GSN把PDU封裝成SNDC數(shù)據(jù)單元,再經(jīng)過(guò)LLC層處理為L(zhǎng)LC幀單元,最終通過(guò)空中接口送給移動(dòng)終端。 第二種情況,一個(gè)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶傳送數(shù)據(jù)到移動(dòng)終端時(shí),首先通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議建立數(shù)據(jù)網(wǎng)和GGSN之間的路由。GGSN把收到的消息進(jìn)行處理,轉(zhuǎn)換為可在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中傳送的格式(如PSPDN的PDU),最終送給公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的用戶。然后經(jīng)過(guò)LLC層處理為L(zhǎng)LC幀通過(guò)空中接口送到GSM網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)終端所處的SGSN。以及移動(dòng)終端處于漫游時(shí)數(shù)據(jù)路由的建立。而GPRS的路由管理表現(xiàn)在3個(gè)方面,即移動(dòng)終端發(fā)送數(shù)據(jù)的路由建立。其移動(dòng)終端通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)提供的尋址方案和運(yùn)營(yíng)商的具體網(wǎng)間互通協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)全球的通信。另外GPRS支持與基于IP的網(wǎng)絡(luò)互通,當(dāng)在TCP連接中使用數(shù)據(jù)報(bào)時(shí),GPRS提供TCP/IP報(bào)頭的壓縮功能。 SGSN和GGSN利用GPRS隨道協(xié)議(GTP),實(shí)現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)傳輸。GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用,也可把它稱為GPRS的路由器。SGSN的主要作用是記錄移動(dòng)臺(tái)的當(dāng)前位置信息,并且在移動(dòng)臺(tái)和GGSN間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。 SGSN是GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn),它與MSC處于網(wǎng)絡(luò)體系中的同一層。SGSN與GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)進(jìn)行通信,GGSN對(duì)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理,在發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò),。 用戶設(shè)備通過(guò)串行或無(wú)線的方式連接到GPRS終端上,GPRS終端與GSM基站通信。 GPRS技術(shù)概述 由于選礦廠地理位置分散, 數(shù)據(jù)量大, 為了節(jié)省投資和便于系統(tǒng)擴(kuò)展不便于采用有線的通信方式,基于GPRS 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控是選礦廠遠(yuǎn)程監(jiān)控投資最少,效益最高, 穩(wěn)定性最佳的解決方案之一。對(duì)于可靠性要求很高的場(chǎng)合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。 電源 PLC供電電源為50Hz、220（1177。 空氣避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。 震動(dòng)應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。 工作環(huán)境 溫度PLC要求環(huán)境溫度在0~55℃，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔；開(kāi)關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止太陽(yáng)光直接照射；如果周圍環(huán)境超過(guò)55℃，要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。多數(shù)PLC具有RS232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。 因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說(shuō)法。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，I/O數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC的硬件和軟件 PLC的硬件構(gòu)成，從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。　　PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC的定義有許多種。1968年美國(guó)GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。第2章 PLC技術(shù)與GPRS技術(shù)