基于plc控制的陶瓷过滤机系统

1、基于plc控制的陶瓷过滤机系统2005年No2铝镁通讯?47? 基于pie控制的陶瓷过滤机系统 耿强,杨海龙 (中国铝业中州分公司计控室自控车间,河南焦作454174) 摘要:本文简要介绍了选矿过程中陶瓷过滤机的作用,组成及工作原理,着重描述了系统的配置及单台设备控制功 能的实现及关键控制点. 关键词:陶瓷过滤机;上位机;下位机 1概述 陶瓷过滤机主要应用于有色矿山的精矿脱水, 是新一代高效节能的液固分离设备,我单位共使用 8台陶瓷过滤机,由于其控制系统复杂,且分散,所 以在就地采用了PLC控制,远程接人了DCS控制 系统,方便的控制方法,使其更有效的发挥作用. 2工作原理 陶瓷过滤机其机理与

2、盘式真空过滤机的工作原 理相类似,即在压强差的作用下,悬浮液通过过滤介 质时,颗粒被截留在介质表面形成滤饼,而液体则通 过过滤介质流出,达到了固液分离的目的.其不同 处在于陶瓷过滤板具有产生毛细效应的微孔,使微 孔中的毛细作用力大于真空所施加的力,具有良好 的过滤性和干燥性.陶瓷真空过滤机外形与盘式真 空过滤机相类似,主要由转子,搅拌器,刮刀组件,料 浆槽,分配器,陶瓷过滤板,水路系统,清洗设备和自 动化系统等组成.其中料浆槽起承载料浆的作用, 搅拌器在料浆槽内搅拌混和料浆,避免料浆沉积;陶 图1工艺流程图 瓷滤板安装在转子上,在减速机的带动下,以 2转/min旋转,料浆在真空的作用下,吸附在

3、陶瓷 过滤板上,滤饼由刮刀刮下,由输送机带走,滤液通 过分配器到达真空桶,并由滤泵通过水路系统反冲 洗陶瓷过滤板.滤泵在真空桶下3m,可从真空桶内 抽出滤液.陶瓷真空过滤机开停时,由整个PLC控 制. 3系统构成 整个系统由下位机和上位机及通信网络组成去 完成数据,指令及信息的传递.下位机的PLC与上 位机通过DH+网络连接;PLC与就地触摸屏通过 串口连接;此外通过一个AB通讯接口模块(CIM), 将DH+数据接口转换为RS232接口以后.连接到 DCS系统上.具体连接方式可参看系统拓扑图 图2控制系统拓扑图下位机 所采用的是ALLENBRADLEYCONTROL )GIC系列PLC,ab公

4、司的RSL()GIX500组态软 件包作为编程组态软件,RSLCGIXS00运行在NT 环境下,可完成梯形编程.拖放编辑,I/O模块布局 和配置,数据库编辑,程序出错诊断.故障预排除. 并提供DH+通讯功能,PLC系统采集陶瓷过滤机 ? 48?铝镁通讯2005年2 的工艺参数和设备状态等数据,I/(3模块和PLC机 架(7槽)之问保持实时通信,SLC5/04处理器组成 的模块化控制器,其I/O数高达4096个输入和 4096个输出,存储器容量为16K,32K和64K字之 一 .它们具有SLC5/03的全部性能,以及一个更快 的通信口和更短的执行时问.SLC5/04有一个取 代DH一485口的内

5、装式DH+通信口,它能实现与 其它的SL(/04和PLC处理器,操作员界面和编 程终端的通信.DH+网络的通信速度比DH一485 网络快3倍.DH+网络为多处理器及上位机联网 提供了方便的功能,其通讯速度比DH一485网快2 11倍,输入输出点可达到4096,并具有在线编辑 功能. 下位机显示系统采用PanelView600,Pan. elView600为操作员终端提供了一个高性能的,小 型平面型设计的操作员接口界面.它采用最新的操 作员接口技术,其信价比较高并具有增强型报警 系统,支持浮点数及在线打印等,保证在很小的形状 系数下,最大限度地增强了操作员终端的性能. PanelBuilder6

6、00组态软件图形界面的优点,简化了 应用设计,降低了开发费用.利用组态符号,动态目 标,图表和输入的位图,在下位机上显示手动/自动 开车,手动/自动停车,手动清洗,参数设定,自动运 行,故障查询,工艺参数图,手动控制图,主画面等.上位机 8套陶瓷过滤机的数据通过AB通讯接口模块 (CIM),将DH+数据转换为RS232通讯接口以后, 上传到选矿的DCS控制系统上作为上位机.选矿 DCS控制系统采用的是HI)NEYWELL的TPS控 制系统,它具有一个RS232通讯接口,可以与AB公 司多类型PLC(包括PL(,PL(,PL(及SL(二50o 控制器)以及其他串口设备进行通讯的能力,并具有 数据

7、的上传和下载的功能.它采用MODBUS作为 通讯协议,以主一从方式进行查询,即一设备(主设 备)能初始化传输(查询),其他设备(从设备)根据主 叵互五 圈三.TPS与SLc500连接方式 图311PS与SI.ff_5连接方式 设备查询提供的数据做出相应的反应,这里系统只 能作为主设备.在DCS的串行通讯处理器内建立 多个不同类型的数组点,可以读取SLC程序中的实 型,整形,布尔量和字符串.每个串行通讯处理器最 多可以连接2个串行通讯接口模件,而每个串行通 讯接口模件最多可以支持16个数组点.上位机与 下位机的通讯结构图见图三.通讯联接方式 8套陶瓷过滤机的SLC与选矿的D(通讯的 寻址方式基本

8、相同,只是站号不一样.这里只介绍 1#SLC与D(通讯的寻址方式.首先在SLC程 序中需要上传和下载的数据地址按类型归纳到一个 文件号中,例如将开关量定义到B10中,将模拟量 定义到Fll中,这样有利于D(寻址方便.然后在 D(的数组点里设置通讯的方式,包括站号,波特 率,数据地址等.DCS具体寻址见表一. 表一DCS串行通讯寻址表 11PS数组11PS数组PLC通讯网络SLC数 点名称点类型站号据地址备注 l#陶瓷过滤机开Fil t目ll布尔型关量 l#陶瓷过滤机模FiI t12浮点数拟量 2#陶瓷过滤机开FiI ts21布尔型关量 2#陶瓷过滤机模FiI t22浮点数4Rs232/192K

9、bsFll拟量 8#陶瓷过滤机开FiI terSl布尔型关量 8#陶瓷过滤机模F ter82浮点数拟量 4系统功能 现场每台设备上的下位机由岗位操作人员控 制,都具有自动控制和联锁保护装置,由触摸屏供现 场观察各工艺参数和设备状态,可手动/自动切换操 作以及紧急停机;上位机在远程控制室,通过建立 设备网络,监控整个生产过程;远程可实现对现场设 备的起停,控制,监控,同时综合故障信号也由PLC 通过网络传送给D(.手/自动开车 可进入到手/自动开车画面,选择采用开车的方 法,如选自动,则进入全自动开车状态,按照图四所 示步骤自动运行,在料浆槽液位达到600MM时,开 启真空泵.如选择手动开车,则

10、按照PanelView600 2005年No2铝镁通讯?49? 面版显示信息按图一所示手动开启各个设备. .-.开吸水阀AV04,真空阀AV05l初始化 YV 手/自动开开水泵,捧水阀AV02 VT 开进水阀AV0l系统进入自动控制 Y 开主轴,搅拌电机 围4 开真空泵V101 可进入到手/自动停车画面,选择采用停车的方 法,如选自动,则进入全自动停车状态,按照图五所 示步骤自动运行,在料浆槽液位低于60轴, 水阀AV01,系统停运自动控制 在陶瓷过滤机进入正常运行过程后,由两个自 动控制系统协助其完成过滤烘干过程,其一是料浆 槽液位自动控制,即料浆槽液位高于820MM时关 闭进料阀AV08,

11、液位低于500MM时,开进料阀. 确保料位高度在工作范围内;其二是真空桶的液位 控制,即液位高于550MM时,打开水泵出口的真空 桶出水阀,帮助其快速排水,液位低于200MM时, 关闭真空桶出水阀确保整个系统的真空不丢失. (上接第52页) 上式可直接化成Q0/F=Uc+dH2/dt 若以沉淀池进水负荷q0表示,由前面计算可得: dH2/dt=qoUc 这就是高浊度水异重流沉淀池的水量连续方程 式.高浊度水异重流浑水层能分离出一部分水并通 过该层进入上部清水区,另一方面还留有一部分水 于浑水层中,使浑水层发生膨胀. 在泥量的动平衡计算中,可近似认为沉淀池出 流水的含沙量为零,相应已被分离出的清

12、水体积的 遗留泥沙量为 UcSodt 而这部分被分离出来的泥沙,将全部通过浑水 层而进入底部淤泥层,淤泥层的泥沙量增加,其增量 为 dH3/dtsodt 根据沉淀池泥沙平衡关系,其泥沙量运动平衡 式为 Ucsodt=dH3/dtsodt 式中:dH3/dr池底淤泥层和升速度(m/S) 一 浑水淤泥层厚度(m) s【厂?淤泥层平均含少量(/m3) 一 进水含沙量(/m3) 上式可写成dH3/dt=Ulc(So/sU) 该式反映出高浊度水动态沉淀池,池底部泥沙 淤积厚度的变化规律.浑水层高度为H=H2+H3 将上述推导带人该式得 H=5(q0一ulc)dt+J6uc(So/Su)dt 根据试验及工厂实践经验对上式进行修正得 H=(qo/(1.980.004so)一uc)dt+6 Ulc(So/Su)dt 因此,实际控制浑液面高度为 H=(6(qo/(1.98