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摘 要： 現如今，我國的科技發展的是比較迅速的，冶金行業也不例外，在冶金過程中也會產生一些廢水，這對環境是有一定污染的。本文是一篇 環境科技論文范文 ，主要論述了選礦廠水平衡控制系統研究。 摘要：冶金行業選礦廠水耗大，并產生廢水造成環境污染，因此選礦廠
現如今，我國的科技發展的是比較迅速的，冶金行業也不例外，在冶金過程中也會產生一些廢水，這對環境是有一定污染的。本文是一篇環境科技論文范文，主要論述了選礦廠水平衡控制系統研究。
摘要：冶金行業選礦廠水耗大，并產生廢水造成環境污染，因此選礦廠的水資源循環利用成為必須解決的問題。山東華聯礦業有限公司采用了選礦廠水平衡控制系統，使水資源得到了循環利用，減少了環境污染。
關鍵詞：選礦,水平衡,控制系統
選礦廠是冶金行業的水電能耗大戶，選礦生產過程中用水量大，產生的廢水含有殘留選礦藥劑對環境產生嚴重污染，因此對水資源的循環利用就顯得非常重要[1]。山東華聯礦業有限公司選礦廠生產用水主要有新水、環水和尾礦庫回水。選礦廠水平衡控制系統通過現場安裝的檢測儀表和電動調節閥，對生產過程中的用水量平衡計算和控制，這樣就實現了節約用水和保護環境的目的。
1選礦廠水平衡控制系統設計
1.1系統總體設計山東華聯礦業公司選礦廠生產清水供水點一共16處，地理位置分散，每個供水點都設有泵站，根據現場生產的需求要集中到選礦廠中央控制室遠程監控。選礦廠主要供水管道上都安裝電磁流量計，采集瞬時流量和累計量。當選礦生產過程中水量和水壓出現波動時，水平衡控制系統可以控制水量的增減保證選礦正常生產用水。沂河清水供水、一廠水井供水、三號尾礦壩供水、四號尾礦壩供水、五號尾礦壩供水這五個供水點安裝電動調節閥控制供水量，水泵電機電流和頻率，其他11個地點僅采集管道瞬時流量和累計流量值。由于選廠供水點分散，且供水點多達16處之多，選礦廠水平衡控制系統采用了西門子PLC控制系統。選礦廠水平衡控制系統設置一個PLC300主站位于選礦廠主廠房配電室中，在每個供水點泵站處設置一個PLC200分站，根據每個供水點的分布情況設置11個PLC分站用于現場數據采集。各個分站采用工業以太網光纖傳輸方式與主站進行通訊，所有數據集中到選廠中央控制室的工業控制計算機上實時顯示[2]。選礦廠水平衡系統網絡架構圖如圖1所示。系統的軟件采用西門子監控組態軟件WinCC7.0和PLC編程軟件STEP7。工業控制組態軟件WinCC7.0用于人機界面的編寫，PLC編程軟件STEP7用于系統PLC硬件配置、參數設置、通信定義和控制程序的編寫。1.2功能設計通過對選礦廠生產過程用水的自動化控制，使選礦廠的水資源得到循環利用，減少廢水對周圍環境的影響，并且節能降耗，給企業帶來經濟和社會效益。山東華聯礦業有限公司選礦廠水平衡控制系統實現了以下功能：1)通過控制系統對各供水泵站的設備實現遠程啟停，并對設備運行狀態實時監控，保證設備的安全運行，如圖2所示。2)對重要的工藝參數如：管道流量、管道壓力、泵池液位、給水泵電流等進行實時自動檢測和顯示，并用歷史曲線圖來記錄，便于查詢。對管道給水流量實現自動控制，保證各選廠用水流量和壓力恒定，從而保證了選礦廠生產工藝流程的穩定[3]。3)當工藝參數、設備狀況或網絡通訊出現異常時，系統將發出報警提示操作人員進行檢查，并根據現場情況采取相應措施。4)由于現場安裝在供水管道上的流量計分布比較分散，系統具備遠程抄表功能，自動記錄數據并形成日報表和月報表，減輕了現場操作人員的勞動強度。
2主要實現方法
2.1泵站過程控制選廠生產過程中水量和水壓經常出現波動，以往都是通過現場人工調整水泵頻率和閥門開度來控制水量。由于供水管道過長和人工調整的滯后性，會造成選礦工藝流程用水波動大從而影響正常生產，同時現場操作人員勞動強度大。在選礦廠新水取水點和尾礦壩回水取水點都設有泵站，在每個泵站都設有PLC分站，用于對泵站設備進行實時在線監控，保證選礦廠生產用水的需求[4]。中央控制室監控計算機可以遠程控制水泵電機頻率，保證供水管道的壓力。在供水管道上安裝有電磁流量計和電動調節閥，可以實現水量的PID閉環調節，保證水量恒定，滿足選礦廠生產的要求。2.2流量計MODBUS通訊電磁流量計一般具有標準的MODBUS通訊接口，波特率通常設置為9600。通過MODBUS通訊網絡，PLC主站可以采集瞬時流量和累積流量等參數[5]。電磁流量計采用的串口參數：1位起始位，8位數據位，1位停止位。電磁流量計的MODBUS通訊接口在物理結構上采用電氣隔離方式，能夠克服工業現場的各種干擾，保證通訊網絡的可靠運行。電磁流量計標準MODBUS通訊網絡是總線型網絡結構，支持1到99個電磁流量計組網，在網絡最遠的電磁流量計通常要在通訊線兩端并聯一個120Ω的終端電阻，標準通訊連接介質為屏蔽雙絞線。MODBUS協議是主從通訊方式，每次通訊由PLC主站發起，電磁流量計作為從站響應主站命令并回傳數據。電磁流量計僅采用MODBUS功能碼04，用來讀取讀電磁流量計實時信息，寄存器地址定義為4112(0x1010)。S7-200的MODBUS通訊是使用200PLC的自由口通訊功能，向電磁流量計發送命令并接收數據。PLC讀取電磁流量計瞬時流量的數據格式見表1和表2。2.3報表功能設計在工業生產中報表一直是非常重要的，它用來記錄現場的工藝參數和統計數據。早期的生產報表一般采用人工記錄和統計，工作量大，而且還容易出錯。隨著計算機和工業控制軟件的發展，報表已經實現計算機自動記錄統計。WinCC作為一款監控組態軟件，針對需求提供了報表組態功能，可以根據客戶的不同需求設計不同的表格樣式，并支持在線打印。選礦廠水平衡控制系統根據現場的需求，設計了日報表和月報表，還可以自定義時間查詢。日報表分小時記錄各供水管道流量計的瞬時流量和累計流量，并自動統計當天的用水量。WinCC自帶的歷史數據查詢控件不能夠滿足報表的要求，因此需要通過WinCCOLEDB方法連接WinCC歷史數據庫讀取數據，并采用VBS和SQ相結的編程方式[6]。報表的形式采用Excel表格的，日報表和月報表均可以保存為Excel文件，作為數據檔案保存。首先要制作Excel母本，內容包括各供水管道流量計的瞬時流量和累計流量，并定義字體大小、行列寬度、紙張類型、打印方向等。Excel母本定義好后，用WinccVBS腳本編輯Excel的表格內容，并使用Excel自帶的功能統計用水量。
3結束語
山東華聯礦業有限公司選礦廠水平衡控制系統于2014年4月上線，實現了選礦廠生產用水動態管理、泵站設備遠程自動控制、設備狀態監控、水量統計以及報表自動統計打印功能。系統運行效果顯示：該系統提高了選礦廠用水效率和企業現代化管理水平，提高了企業信息化水平，使水資源得到循環利用。
參考文獻
[1]董效林.企業水平衡的管理與實踐[J].水利科技與經濟，2012(12)：65-66
[2]梅明，胡桂周，魏陽，等.大冶銅綠山礦給排水方案的優化設計[J].武漢工程大學學報，2012，34(9)：44-53
[3]毛衛東.尾礦壩靜壓回水遠程自控系統研究及實踐[J].金屬礦山，2002(10)：42-43
[4]周啟昆，曹廣海，龐科旺.選礦廠生產用水模糊控制系統設計[J].電氣傳動自動化，2011(4)：16-19
[5]李守軍，馬小平.基于MODBUS協議的SiemensCP340模塊與多智能儀表之間通訊[J].礦山機械，2006(1)：89-91
[6]任韜，溫鵬.WinCC報表在提釩半鋼冶煉中的實踐應用[J].自動化技術與應用，2013，32(4)：23-26
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