基于S7-300PLC的泵房无人值守系统.pdf
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1、方胜海(1994),男,助理工程师,243000 安徽省马鞍山市。基于S7-300PLC的泵房无人值守系统方胜海王本治张浩金春雷陈昌明(安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司)摘要选矿厂清环水泵房担负着为选矿生产提供清水和循环水的任务,泵房设备的人工检修效率低,操作准确度不足。为此,设计建设泵房无人值守系统,采用西门子S7-300PLC可编程逻辑控制器,选用CPU315-2PN/DP和扩展模块,PLC输出端对应各台泵、阀门、风机等的继电器,在原操作箱上增设转换开关,新增上位机远程启停。系统投入运行后,取消了清环水泵房岗位,将清环水泵房的操作任务兼并至底流泵房操作室,优化人力资源,大大降低了工人的
2、劳动强度。关键词泵房无人值守S7-300PLC自动控制DOI:10.3969/j.issn.1674-6082.2023.10.044Unattended System of Pump Room Based on S7-300PLCFANG ShenghaiWANG BenzhiZHANG HaoJIN ChunleiCHEN Changming(Nanshan Mining Co.,Ltd.,Anhui Masteel Mining Resources Group)AbstractThe water pump room of the concentrator is responsible f
3、or providing clean water and circulating water for mineral processing production.The manual maintenance efficiency is low and the operationaccuracy is insufficient.Therefore,the unattended system of pump room is designed and constructed.Siemens S7-300PLC programmable logic controller is adopted.CPU3
4、15-2PN/DP and expansion module are selected.The output end of PLC corresponds to relays such as pumps,valves and fans.The conversion switchis added to the original field operation box,and the remote start-stop function of upper computer is added.After the system is put into operation,the position of
5、 water pump room is cancelled,and the operation taskof water pump room is merged into the operation room of the underflow pump room,which optimizes the human resources and greatly reduces the labor intensity of the workers.Keywordspump room,unattended system,S7-300PLC,automatic control总第 654 期2023 年
6、 10 月第 10 期现代矿业MODERN MININGSerial No.654October.2023南山矿和尚桥选矿厂清环水泵房包括1个清水池、1个环水池和8台单极双吸离心泵,其中环水泵5台,驱动功率315 kW,清水泵3台,驱动功率200 kW,均为6 kV高压三相异步电动机驱动。每台泵将对应泵池内的水打入主厂房以供生产需要,启动1台环水泵需要依次启动补水阀、排气阀、风机、主电机、出口阀一系列设备,泵启动前必须进行抽真空作业,时间长、效率低下。每台设备在现场有对应的操作箱,一套操作流程下来,1名岗位工人需跑5处地点。为保证清水池液位的平衡需岗位工人频繁调整清水补水阀,不仅操作过程复杂,
7、劳动强度大,且容易发生操作失误导致启动故障。S7-300PLC系统根据逻辑关系编写FC块,每台设备只需反复调用编写好的FC块,输出模块连接驱动各设备电机的继电器,输入模块连接上位机操作画面的按钮变量,同时通过电机温度接线盒、压力计、流量计等设备,采集模拟量信号输入至模拟量输入模块,即可在上位机画面上实现远程监控与操作1-2。本项目通过S7-300PLC系统和Wincc上位机软件,完成了远程一键操作,实现了泵房无人值守3-4。1泵房无人值守系统的构成1.1泵房设备及启动流程南山矿和尚桥选矿厂清环水泵房担负着选厂磨选工序和尾矿浓缩工序的生产清环水的保障供给和整个水系统平衡的任务,是和尚桥选矿厂的重
8、要工182现代矿业2023 年 10 月第 10 期总第 654 期序之一。清环水泵房的水泵型号为350S-44单极双吸离心泵,均为6 kV高压三相异步电动机驱动,双吸离心泵供输送清水或其他液体,适用于工厂、矿山、城市给排水、电站、农田排灌及各种水利工程。每当水泵需要作业时,启动前必须进行抽真空,打开抽真空用的补水泵阀门,抽真空完成后打开主电机冷却风机,打开进口阀、启动泵,延时30 s左右再打开出口阀门,最后关闭抽真空用补水阀,观察出口压力、电机运行电流等参数,若一切正常则启动完成。一台泵的启动流程见图1。1.2系统硬件设计系统采用西门子 S7-300 系列的 CPU315-2PN/DP为主,
9、通过2台IM153-2接口模块以PROFIBUS-DP网络扩展2个300机架,选取16点数字量输入模块,32点数字量输出模块,4通道模拟量输入模块和4通道模拟量输出量模块,累计共21块。以上为PLC柜正面布置,为节省占地空间,设计了双面PLC柜,背面设计安装420 mA信号隔离模块、端子型继电器以及输入输出端子,节省了空间,将所有元件都包含在1台控制柜中。AI模块负责采集电机温度、电机电流、出口压力、流量、泵池液位等模拟量信号。DI模块接收阀门开关到位信号和风机、泵运行信号,DO模块连接输出继电器,控制一系列设备的启停。1.3系统软件设计在软件设计上,由于现场8台设备几乎相同,启动与停止的操作
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