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摘 要：针对选矿厂电气自动化的应用，做了简单的论述。首先，分析了选矿厂电气自动化特点；其次，总结了电气自动化的应用要求。最后，论述了选矿厂电气自动化的具体应用。从电气自动化的应用实际来说，若想发挥其作用，必须要明确应用要求，做好系统设计的把控。
关键词：选矿厂；电气自动化；智能化
中图分类号：TD928.9 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0264-02
引 言
目前，选矿厂运行中，采用自动化控制技术，能够提升各作业系统运行的效率。比如，选矿球磨分级环节，利用自动化控制功能较为强大的磨矿分级自动化控制系统，改善了磨矿工艺，重新定义了生产模式。在电气工程方面，自动化控制技术的应用，增强了设备的自动化控制水平，有效提升了生产效率和质量。
1 选矿厂电气自动化特点
从电气自动化应用实际来说，其为选矿厂运行，提供了强有力的基础支撑。具有以下特点：①自动化水平较高。基于自动化控制技术，构建电气自动化控制系统，为各项生产作业，提供了技术保障。在具体应用中，能够满足生产控制的要求。比如球磨机的控制，要确保充填率以及球料得以有效控制，若充填率过低，极易造成空载问题，或者缩短衬板寿命。若充填率过高，极易使得磨矿介质运动空间不足，难以提供充足的冲击力。而利用自动化控制技术，做好电气控制系统的合理化设计，能够提高控制水平；②故障率较低。依托现代化控制技术，比如PLC等，选用高性能的软硬件设备，极大程度上优化了电气控制系统，保证了系统的整体运行能力，同时还实现了运行故障自动化检测和处理功能，有效保证了系统使用的效果。
2 电气自动化的应用要求
在实际应用中，电气自动化系统的设计和构建，要结合生产实际需求，明确应用要求，包括设备配置和电气控制配置等，保证自动化的应用效果。以破碎生产线为例，对电气自动化应用，进行配置要求分析。
2.1 设备配置
在采选工作中，矿石破碎是重要工序，也是选矿厂生产的首道工序。一般来说，矿石要经过破碎，生产出合格的产品，去磨机的量越少越好，保证多破少磨，进而提高生产效率，减少生产成本。从生产线的组成情况来说，主要包括破碎机和运输皮运机以及收尘风机等。设备的配置，具体如下：①重负荷皮运机总计9条，单机的最大载荷能力可以达到4690t/h；②中细碎圆锤破共计11台，单机配置独立的控制系统以及圆振筛；③小车自动定位以及驱动装置共计3套，利用进口E+H雷达以及3D料位计，进行料仓料位等的动态监控。
2.2 电气控制配置
从电气控制角度来说，为实现各项控制功能，配置了以下软硬件：①硬件PLC控制柜总计配置了4个。其具体组成包括S7-400H冗余系统以及ET200M，并且配套冗余电源冗余网卡。②工控电脑总计4台，具体包括1个工作站以及3个操作员站。③使用的是西门子编程以及组态软件。
3 选矿厂电气自动化的具体应用
选矿厂电气自动化系统，利用SIEMENHS 414H冗余控制器，进行独立控制，并且设置1台工程师站；设置4台操作员站；配置1台打印机设备；配置3个PLC机柜。现结合此系统的设计实践，分析系统硬件和网络配置等，做如下论述：
3.1 系统硬件及网络配置
3.1.1 系统硬件
在设计中，采用的是冗余设计，保证系统出现异常情况时，能够快速没有扰动的切换，运行备用控制器，进而保证系统运行的可靠性。系统设计考虑到控制器切换时，可能会出现上位机数据中断的情况，因此使用CP1613。生产现场布置E+H雷达料位计，总计21台；配置3D料位计，总计1套，用于实时检测仓内的料位计。对于给料皮运机，采取的是变频调速控制技术，进而保证给料的稳定性和可控制性。硬件清单如下：①冗余CPU西门子414H；②配套冗余电池；③设置冗余通信模块CP443-1，配置冗余网卡CP1623，总计4套；④配置冗余智能I/OET200M，总计5套；⑤根据实际需要，设置多个I/O模块；⑥配置工业交换机，总计2台等。
3.1.2 网络配置
此选矿厂电气自动化系统网络，采取的是典型的架构模式，总计3层，从下到上依次为：①通信层。生产数据自动化采集模块以及保护系统I/O通信；②中间层。CPU和智能I/O通信、或者CPU和其他独立配置的控制系统通信，具体来说为中碎机西门子300控制系统；③人机数据交换层。该层为上位机以及CPU的通信，在实际通信中，使用的通信协议类型较多，比如以太网以及MODBBUS等[1]。
3.2 电气设计与软件设计
3.2.1 软件设计
若想保证选矿厂电气自动化应用功能的高效实现，要做好软件設计的把控。此系统PLC编程软件，使用的是西门子step75.4sp5和WINCC7.0SP2以及Automasion License Manager5.0授权管理软件。在软件设计时，PLC编程软件，使用的是西门子step75.4sp5，运用的编程语言，主要为梯形图和语句表，以树状图的形式进行嵌套。需要注意的是，编程使用的语言要简洁，程序要严谨，不可以出现死循环，并且要最大程度上减少循环扫描的时间。主线和冗余PLC，其和单机系统实现数据交流，主要方式如下：①以太网通信连接；②I/O接口实时信号采集输出。人机界面设计，使用的是西门子WINCC7.0SP2上位机编程软件，在进行上位机编程时，要保证动静态的把控，操作简便，包括数据报表功能和报警记录功能以及权限管理功能等。
3.2.2 电气控制设计要点
基础设计：电气自动化控制系统中，电气部分的设计，要满足选矿厂生产实际，做好设计把控。从应用实际来说，此系统要实现生个生产系统运行工艺参数和设备参数等信息的实时采集，并且归档以及显示。基于电气自动化系统，实现开车以及停车的自动化操作。除此之外，还要实现各个控制回路的闭环调节以及警报信息的存储以及归档。只有保证基础设计的质量，才能够最大程度上保证电气控制系统的运行性能，因此要严格把控。在设计时，做好反复优化，保证电气控制设计的质量[2]。
回路设计：做好回路设计，是保证各个生产设备高性能，提高选矿厂生产效率和可靠性的重要途径，因此要做好严格的把控。从电气回路的设计方面来说，在选矿工艺流程中，发挥着积极的作用。基于此，要做好严格的把控，保证电气设备运行性能的有效发挥。由于电气控制系统的回路设计较为复杂，需要设计人员能够做好严格的把控。基于整个系统的角度，按照控制系统设计要求，做好回路设计的优化，保障其作用的发挥。
电机的选择：在电气控制系统设计中，软启动器作为电机控制装置，具有软启动功能和软停车功能等。软启动器使用的是三项反并联晶闸管，用作调压器，被设置在电源和电动机定子之间。在使用软启动器，驱动电动机时，晶闸管的输出电压不断增加，此时电动机也逐渐加速运转，当晶闸管全部导通后，电动机在额定电压的状态下运转，能够实现平滑启动，减少启动电流，以免启动过流跳闸。当电机运转参数达到额定转数时，完成启动，此时由软启动器自动利用旁路接触器，来替代晶闸管，实现额定电压的供给，保障电动机能够稳定运行，减少晶闸管的损耗，进而增加启动器的使用实际时间，提高设备的工作效率。基于此，在设计的过程中，要合理选择，保障其作用的充分发挥[3]。
4 结束语
综上所述，选矿厂电气自动化的应用，发挥着重要的作用，因此要做好严格的把控。这需要在设计的过程中，做好全面分析，明确系统的需求，不断优化设计方案，合理配置软硬件，保证电气自动化的性能。通过采取系列把控措施，最大程度上保障电气自动化的性能得以实现。
参考文献
[1]樊双雁.锡铁山选矿厂SAB磨矿电气及控制系统设计[J].山东工业技术，2017（24）：101～103.
[2]黄仍杰.澳大利亚选矿厂电气安装调试安全隔离程序[J].有色冶金设计与研究，2016，37（05）：69～71.
[3]卢佳安.浅析选矿厂电气设备的维护与保养[J].电子制作，2015（12）：229.
收稿日期：2018-7-28
作者简介：王 兰（1985-），女，助理工程师，本科，主要从事选矿厂电气技术员工作。
关键词：选矿厂；电气自动化；智能化
中图分类号：TD928.9 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0264-02
引 言
目前，选矿厂运行中，采用自动化控制技术，能够提升各作业系统运行的效率。比如，选矿球磨分级环节，利用自动化控制功能较为强大的磨矿分级自动化控制系统，改善了磨矿工艺，重新定义了生产模式。在电气工程方面，自动化控制技术的应用，增强了设备的自动化控制水平，有效提升了生产效率和质量。
1 选矿厂电气自动化特点
从电气自动化应用实际来说，其为选矿厂运行，提供了强有力的基础支撑。具有以下特点：①自动化水平较高。基于自动化控制技术，构建电气自动化控制系统，为各项生产作业，提供了技术保障。在具体应用中，能够满足生产控制的要求。比如球磨机的控制，要确保充填率以及球料得以有效控制，若充填率过低，极易造成空载问题，或者缩短衬板寿命。若充填率过高，极易使得磨矿介质运动空间不足，难以提供充足的冲击力。而利用自动化控制技术，做好电气控制系统的合理化设计，能够提高控制水平；②故障率较低。依托现代化控制技术，比如PLC等，选用高性能的软硬件设备，极大程度上优化了电气控制系统，保证了系统的整体运行能力，同时还实现了运行故障自动化检测和处理功能，有效保证了系统使用的效果。
2 电气自动化的应用要求
在实际应用中，电气自动化系统的设计和构建，要结合生产实际需求，明确应用要求，包括设备配置和电气控制配置等，保证自动化的应用效果。以破碎生产线为例，对电气自动化应用，进行配置要求分析。
2.1 设备配置
在采选工作中，矿石破碎是重要工序，也是选矿厂生产的首道工序。一般来说，矿石要经过破碎，生产出合格的产品，去磨机的量越少越好，保证多破少磨，进而提高生产效率，减少生产成本。从生产线的组成情况来说，主要包括破碎机和运输皮运机以及收尘风机等。设备的配置，具体如下：①重负荷皮运机总计9条，单机的最大载荷能力可以达到4690t/h；②中细碎圆锤破共计11台，单机配置独立的控制系统以及圆振筛；③小车自动定位以及驱动装置共计3套，利用进口E+H雷达以及3D料位计，进行料仓料位等的动态监控。
2.2 电气控制配置
从电气控制角度来说，为实现各项控制功能，配置了以下软硬件：①硬件PLC控制柜总计配置了4个。其具体组成包括S7-400H冗余系统以及ET200M，并且配套冗余电源冗余网卡。②工控电脑总计4台，具体包括1个工作站以及3个操作员站。③使用的是西门子编程以及组态软件。
3 选矿厂电气自动化的具体应用
选矿厂电气自动化系统，利用SIEMENHS 414H冗余控制器，进行独立控制，并且设置1台工程师站；设置4台操作员站；配置1台打印机设备；配置3个PLC机柜。现结合此系统的设计实践，分析系统硬件和网络配置等，做如下论述：
3.1 系统硬件及网络配置
3.1.1 系统硬件
在设计中，采用的是冗余设计，保证系统出现异常情况时，能够快速没有扰动的切换，运行备用控制器，进而保证系统运行的可靠性。系统设计考虑到控制器切换时，可能会出现上位机数据中断的情况，因此使用CP1613。生产现场布置E+H雷达料位计，总计21台；配置3D料位计，总计1套，用于实时检测仓内的料位计。对于给料皮运机，采取的是变频调速控制技术，进而保证给料的稳定性和可控制性。硬件清单如下：①冗余CPU西门子414H；②配套冗余电池；③设置冗余通信模块CP443-1，配置冗余网卡CP1623，总计4套；④配置冗余智能I/OET200M，总计5套；⑤根据实际需要，设置多个I/O模块；⑥配置工业交换机，总计2台等。
3.1.2 网络配置
此选矿厂电气自动化系统网络，采取的是典型的架构模式，总计3层，从下到上依次为：①通信层。生产数据自动化采集模块以及保护系统I/O通信；②中间层。CPU和智能I/O通信、或者CPU和其他独立配置的控制系统通信，具体来说为中碎机西门子300控制系统；③人机数据交换层。该层为上位机以及CPU的通信，在实际通信中，使用的通信协议类型较多，比如以太网以及MODBBUS等[1]。
3.2 电气设计与软件设计
3.2.1 软件设计
若想保证选矿厂电气自动化应用功能的高效实现，要做好软件設计的把控。此系统PLC编程软件，使用的是西门子step75.4sp5和WINCC7.0SP2以及Automasion License Manager5.0授权管理软件。在软件设计时，PLC编程软件，使用的是西门子step75.4sp5，运用的编程语言，主要为梯形图和语句表，以树状图的形式进行嵌套。需要注意的是，编程使用的语言要简洁，程序要严谨，不可以出现死循环，并且要最大程度上减少循环扫描的时间。主线和冗余PLC，其和单机系统实现数据交流，主要方式如下：①以太网通信连接；②I/O接口实时信号采集输出。人机界面设计，使用的是西门子WINCC7.0SP2上位机编程软件，在进行上位机编程时，要保证动静态的把控，操作简便，包括数据报表功能和报警记录功能以及权限管理功能等。
3.2.2 电气控制设计要点
基础设计：电气自动化控制系统中，电气部分的设计，要满足选矿厂生产实际，做好设计把控。从应用实际来说，此系统要实现生个生产系统运行工艺参数和设备参数等信息的实时采集，并且归档以及显示。基于电气自动化系统，实现开车以及停车的自动化操作。除此之外，还要实现各个控制回路的闭环调节以及警报信息的存储以及归档。只有保证基础设计的质量，才能够最大程度上保证电气控制系统的运行性能，因此要严格把控。在设计时，做好反复优化，保证电气控制设计的质量[2]。
回路设计：做好回路设计，是保证各个生产设备高性能，提高选矿厂生产效率和可靠性的重要途径，因此要做好严格的把控。从电气回路的设计方面来说，在选矿工艺流程中，发挥着积极的作用。基于此，要做好严格的把控，保证电气设备运行性能的有效发挥。由于电气控制系统的回路设计较为复杂，需要设计人员能够做好严格的把控。基于整个系统的角度，按照控制系统设计要求，做好回路设计的优化，保障其作用的发挥。
电机的选择：在电气控制系统设计中，软启动器作为电机控制装置，具有软启动功能和软停车功能等。软启动器使用的是三项反并联晶闸管，用作调压器，被设置在电源和电动机定子之间。在使用软启动器，驱动电动机时，晶闸管的输出电压不断增加，此时电动机也逐渐加速运转，当晶闸管全部导通后，电动机在额定电压的状态下运转，能够实现平滑启动，减少启动电流，以免启动过流跳闸。当电机运转参数达到额定转数时，完成启动，此时由软启动器自动利用旁路接触器，来替代晶闸管，实现额定电压的供给，保障电动机能够稳定运行，减少晶闸管的损耗，进而增加启动器的使用实际时间，提高设备的工作效率。基于此，在设计的过程中，要合理选择，保障其作用的充分发挥[3]。
4 结束语
综上所述，选矿厂电气自动化的应用，发挥着重要的作用，因此要做好严格的把控。这需要在设计的过程中，做好全面分析，明确系统的需求，不断优化设计方案，合理配置软硬件，保证电气自动化的性能。通过采取系列把控措施，最大程度上保障电气自动化的性能得以实现。
参考文献
[1]樊双雁.锡铁山选矿厂SAB磨矿电气及控制系统设计[J].山东工业技术，2017（24）：101～103.
[2]黄仍杰.澳大利亚选矿厂电气安装调试安全隔离程序[J].有色冶金设计与研究，2016，37（05）：69～71.
[3]卢佳安.浅析选矿厂电气设备的维护与保养[J].电子制作，2015（12）：229.
收稿日期：2018-7-28
作者简介：王 兰（1985-），女，助理工程师，本科，主要从事选矿厂电气技术员工作。