控制设备PLC与DCSPLCandDCS自动化技术与应用,本系统控制过程较多,每个系列主要有给矿控制、返矿水控制、自动加球控制、大瓦温度控制、油泵控制、启停控制等。控制现场数据量大,以一个系列为例,经统计共有327个数据需采集及处理,其中157个数字量输入,112个数字量输出,39个模拟量输入,19个模拟量输出。在充分调研的基础上,主要控制器件选型如下:每个系列均的中央控制单元采用西门子的CPU315-2DP,其内部定时器达到126个,扫描1000条指令需10ms,足以满足现场控制的实时要求。它自带DP接口作为DP网络的主站,数据传输速率最大可达12Mbps;提供64KBRAM和128个模拟量IO及1024个数字量IO通道。PS307电源模块,通过背部总线给机架上其他模块提供5VDC和24VDC电源;模拟量输入输出模块SM331SM332及数字量输入输出模块SM321SM322。粒度仪是检测粒度的仪器,是控制中的最重要的检测设备,它的性能直接关系到磨矿粒度控制的效果。选用芬兰奥托昆普明太克公司的PSI200在线粒度分析仪,可直接安装在磨矿环境中。粒度仪的控制主要又取样阀、泵和搅拌器、回流阀、矿浆池液位控制等自动控制。粒度仪的控制单元较少,选用CPU314为中央控制器,节省了费用。
在STEP7软件中,可通过调用FC105SCALE和FC106UNSCALE模块进行模拟量的量程变换和反量程变换,对系统采集的数据进行标准化处理,并运用各种数制转换模块,使数值符合控制算法的要求。磨矿现场的干扰信号很多,输入的模拟量信号里往往含有干扰信号,必须经过滤波处理。如电耳是监测磨机运行状态的重要设备,由于环境噪音很大,其检测中的含有较多的干扰信号,需经过滤波处理后,才能得到较为可信的数据。除了在硬件上进行滤波,还需在软件上进行数字滤波,即在程序中对数值采用了限幅低通滤波的方法。STEP7的LEADLAG功能模块,能使输出超前或滞后于输入,也可作为带通滤波器。PID控制算法PID控制器是应用最广的闭环控制器。
工艺参数的传送制定数据块DB,作为接受上位机的信息存储区。在控制过程中,当PLC接受上位机传来的工艺参数后,须将其内容传送至指定数据区。西门子PLC的STEP7软件提供了SFC20BLKMOV功能块,可完成将源区域的数据传送至目标区域,但在实际应用中,须注意两区域不能有相互重叠的部分,且一般要保证两区域的大小相同,数据类型一致,否则容易导致数据传送出错。速率保护在磨机控制系统中,对一些重要参数必须时刻监控,确保系统的稳定运行。除了设定监测参数变化是否超出范围,还需通过其变化率来判断设备运行的状态及趋势。例如给矿量的变化,磨机大瓦温度,工作电流、粒度变化等。因此,设计了变化速率保护功能模块FC,PLC每一个控制循环都对这些重要参数模拟量进行监测,并判断是否超出系统预先设置的范围。若参数变化率超出设定范围,则系统报警并启动相应的故障处理机制。