选矿厂磨矿S7-300PLC控制系统梯形图软件设计(2)

目 录 4.5 磨矿环节报警和复位 .................................................................................... 34

4.5.1料位报警程序块FB141 ....................................................................... 34 4.5.2给水报警程序块FB142 ....................................................................... 35 4.5.3磨机报警程序块FB143 ....................................................................... 37 4.6 磨矿环节模拟量处理 .................................................................................... 41

4.6.1 磨矿环节模拟量处理 .......................................................................... 41 4.6.2皮带秤压力信号标度变换模块FB101 ............................................... 43 4.6.3模拟量输入转换程序块FB102 ........................................................... 45 4.6.4模拟量输出转换程序块FB191 ........................................................... 47 4.7 磨矿环节PID 控制 ...................................................................................... 48 5 选矿厂磨矿环节系统模拟运行 .............................................................................. 55

5.1 WinCC 6.0组态监控软件简介 .................................................................. 55 5.2 S7-PLCSIM仿真软件简介 ............................................................................ 55 5.3 系统模拟运行 ................................................................................................ 56 结 论 ........................................................................................................................ 60 参考文献 ...................................................................................................................... 61 谢 辞 ........................................................................................................................ 62

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0引 言 0 引 言

选矿是根据矿石中不同矿物的物理、化学性质，把矿石破碎磨细以后，采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等，将有用矿物与脉石矿物分开，并使各种共生的有用矿物尽可能相互分离，除去或降低有害杂质，以获得冶炼或其他工业所需原料的过程。选矿使有用组分富集，减少冶炼或其他加工过程中的燃料、运输等的消耗，使低品位的贫矿石能得到经济利用。

国内的一些选矿厂设备单一、陈旧，选矿技术落后，采用粗放的发展模式，生产力十分有限。随着计算机技术，自动控制技术，检测技术，等科学技术的发展，对选矿中的的破碎、磨碎、分级、选别、过滤脱水、精矿出厂和尾矿处理等过程进行的自动控制。实现选矿生产过程自动化，可以大大提高劳动生产率，提高选矿回收率和精矿品位，改善劳动条件，降低药剂和电能的消耗。使选矿生产更加经济合理。

选矿综合自动化系统的投入可以大大提高企业的经济效益和社会效益，提高企业的装备技术水平，提高企业的管理水平。通过选矿综合自动化系统的实施，可以提高产品产量、质量以及合格率，降低能源消耗，减少设备维护费用，缩短设备检修时间，提高设备运转率，提高劳动生产率，减少岗位人员的数量，降低环境污染等。[1]

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河北联合大学轻工学院 1 绪 论

1.1 磁铁矿选矿介绍

磁铁矿在我国铁矿物的储量中占了很大的比例，达到了48.8％。找出合理的选矿工艺及选矿设备来处理磁铁矿物对于我们国家矿山的发展及整个钢铁业的发展都有着极为重要的意义。近年来我国的选矿工作者经过了不懈的努力使磁铁矿选矿工艺及设备有了很大的发展，铁精矿品位有了很大的提高。个别选矿厂已经达到了70％，全国平均提高了l％以上；而且杂质含量明显下降，有的选矿厂应用单一磁选法把二氧化硅含量降到了2％以下。 但选矿行业仍存在以下问题： 磨矿产品细度不尽合理； 磨矿设备单一；选别作业存在问题；[2]

1.2 选矿工艺及设备介绍

选矿工艺技术与选矿设备的发展是同步的，设备的技术水平不仅是工艺水平的最好体现，其生产技术状态也直接影响着生产过程、产品的质量和数量以及综合经济效益。 （1） 破碎筛分工艺

破碎是大块物料在机械力作用下粒度变小的过程。破碎是矿物加工过程的重要环节。破碎可分为四个阶段：破碎、超细破碎、超微破碎。破碎过程是高能耗的作业，破碎过程的基本原则是“多碎少磨”。现在工业中应用的破碎设备种类繁多，其分类方法也有多种。破碎设备可按工作原理和结构特征划分为：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲击式破碎机等。

振动筛是工业中普遍采用的一种筛子，应用范围广，适用于中、细碎的预先和检查筛分。根据筛框运动轨迹特点，可分为圆运动振动筛和直线振动运动筛两类。前者包括单轴惯性振动筛、自定中心振动筛和重型振动筛；后者包括双轴惯性振动筛和共振筛，按筛网层数还可以分为单层筛和双层筛两类。 （2）磨矿工艺

对选矿而言，采用一段或两段磨矿，便可经济地把矿石磨至选矿所需要的任何粒度。两段以上的磨矿，通常是由进行阶段选别的要求决定的。 1.球磨机

各种规格子型球磨机的构造基本相同，球磨机的筒体用厚约18～36毫米的钢板卷制焊成，它的两端焊有铸钢制的法兰盘 ，筒体内装有衬板，用锰钢、铬钢、耐磨铸铁或橡胶等材料制成，其中高锰钢应用较广，使用橡胶尚处于试制阶

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1 绪 论 段。衬板厚约50～130毫米，与筒壳之间有10～14毫米的间隙，用胶合板、石棉

垫、或塑料极或橡皮铺在其中，用来减缓钢球对简体的冲击。 2.棒磨机

目前选矿厂使用的棒磨机，只有溢流型和开口型两种，前者用得较普遍，后者现已停止制造。棒磨机的构造与溢流型球磨机大致相同。所用磨矿介质为长圆棒。

3.螺旋分级机

螺旋分级机是借助于固体粒大小不同，比重不同，因而在液体中的沉降速度不同的原理，细矿粒浮游在水中成溢流出，粗矿粒沉于槽底。由螺旋推向上部排出，来进行机械分级的一种分级设备，能把磨机内磨出的料粉级于过滤，然后把粗料利用螺旋片旋片旋入磨机进料口，把过滤出的细料从溢流管子排出。该机底座采用槽钢，机体采用钢板焊接而成。螺旋轴的入水头、轴头、采用生铁套，耐磨耐用，提升装置分电动和手动两种。 （3）磁选工艺

磁选机的工作原理：

矿浆经给矿箱流入槽体后，在给矿喷水管的水流作用下，矿粒呈松散状态进入槽体的给矿区。在磁场的作用，磁性矿粒发生磁聚而形成“磁团”或“磁链”，“磁团”或“磁链”在矿浆中受磁力作用，向磁极运动，而被吸附在圆筒上。由于磁极的极性沿圆筒旋转方向是交替排列的，并且在工作时固定不动，“磁团”或“磁链”在随圆筒旋转时，由于磁极交替而产生磁搅拌现象，被夹杂在“磁团”或“磁链”中的脉石等非磁性矿物在翻动中脱落下来，最终被吸在圆筒表面的“磁团”或“磁莲”即是精矿。精矿随圆筒转到磁系边缘磁力最弱处，在卸矿水管喷出的冲洗水流作用下被卸到精矿槽中。非磁性或弱磁性矿物被留在矿浆中随矿浆排出槽外，即是尾矿。[3]

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河北联合大学轻工学院 2 选矿厂自动化系统总体设计方案

2.1 系统总体设计思想

选矿自动化主要围绕提高产量与品位，节能降耗，增加效益为目标。选矿自动化系统是指运用各种自动控制技术完成破碎筛分、磨矿、分级、选别、浓缩脱水、过滤、精矿输送等工序，从而筛选出高质量精矿的控制系统。稳定性、准确性是系统必备的要素。该系统在工业生产中常以可编程控制器（PLC）来完成控制功能。在工业生产中大力开发使用PLC完成控制功能的选矿自动化系统是非常必要的。[3,4]本设计正是完成基于PLC为控制器的选矿厂综合自动化系统设计。

2.2 系统的基本功能

（1） 上位机监视、控制、操作系统的功能； （2） 中控室操作台— 操作、控制系统的单个设备启停的功能； （3） 手动模式—操作台控制的功能； （4） 自动模式—上位机控制的功能； （5） 现场模式—现场控制柜控制的功能； （6） 自动模式下故障的自动检测和报警；

（7） 关键设备电机的轴温、电流等参数的上位机显示和报警功能； （8） 磨矿环节给水量的PID闭环调节功能； （9） 磨矿环节给料量的PID闭环调节功能；

2.3 系统的组成环节

本设计按照实际情况将选矿厂分为破碎和磨矿两个独立的环节，但两个环

节又以传送皮带和物料缓冲仓为纽带构成一个整体的选矿厂系统。

设计时本着“集中管理,分散控制”为原则,分别将每个环节分为三个紧密的部分：

第一部分 上位机（工业控制计算机）

由工业控制计算机作为系统主机，上位机中央控制系统,包括1台工业控制机,显示器,UPS电源,打印机和操作键盘等是系统的中枢,它接收下位机的信号,除显示打印存储外,还按照程序要求回馈下位机运行方式和数据。 第二部分 下位机（S7—300 PLC）

下位机采用抵抗工业恶劣环境能力强且可靠性高的S7—300 PLC实现。

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