環境科技論文范文選礦廠水平衡控制系統研究

發布時間：2016-11-05所屬分類：科技論文瀏覽：1次

摘 要： 現如今，我國的科技發展的是比較迅速的，冶金行業也不例外，在冶金過程中也會產生一些廢水，這對環境是有一定污染的。本文是一篇 環境科技論文范文 ，主要論述了選礦廠水平衡控制系統研究。 摘要：冶金行業選礦廠水耗大，并產生廢水造成環境污染，因此選礦廠

　　現如今，我國的科技發展的是比較迅速的，冶金行業也不例外，在冶金過程中也會產生一些廢水，這對環境是有一定污染的。本文是一篇環境科技論文范文，主要論述了選礦廠水平衡控制系統研究。

　　摘要：冶金行業選礦廠水耗大，并產生廢水造成環境污染，因此選礦廠的水資源循環利用成為必須解決的問題。山東華聯礦業有限公司采用了選礦廠水平衡控制系統，使水資源得到了循環利用，減少了環境污染。

　　關鍵詞：選礦,水平衡,控制系統

　　選礦廠是冶金行業的水電能耗大戶，選礦生產過程中用水量大，產生的廢水含有殘留選礦藥劑對環境產生嚴重污染，因此對水資源的循環利用就顯得非常重要[1]。山東華聯礦業有限公司選礦廠生產用水主要有新水、環水和尾礦庫回水。選礦廠水平衡控制系統通過現場安裝的檢測儀表和電動調節閥，對生產過程中的用水量平衡計算和控制，這樣就實現了節約用水和保護環境的目的。

　　1選礦廠水平衡控制系統設計

　　1.1系統總體設計山東華聯礦業公司選礦廠生產清水供水點一共16處，地理位置分散，每個供水點都設有泵站，根據現場生產的需求要集中到選礦廠中央控制室遠程監控。選礦廠主要供水管道上都安裝電磁流量計，采集瞬時流量和累計量。當選礦生產過程中水量和水壓出現波動時，水平衡控制系統可以控制水量的增減保證選礦正常生產用水。沂河清水供水、一廠水井供水、三號尾礦壩供水、四號尾礦壩供水、五號尾礦壩供水這五個供水點安裝電動調節閥控制供水量，水泵電機電流和頻率，其他11個地點僅采集管道瞬時流量和累計流量值。由于選廠供水點分散，且供水點多達16處之多，選礦廠水平衡控制系統采用了西門子PLC控制系統。選礦廠水平衡控制系統設置一個PLC300主站位于選礦廠主廠房配電室中，在每個供水點泵站處設置一個PLC200分站，根據每個供水點的分布情況設置11個PLC分站用于現場數據采集。各個分站采用工業以太網光纖傳輸方式與主站進行通訊，所有數據集中到選廠中央控制室的工業控制計算機上實時顯示[2]。選礦廠水平衡系統網絡架構圖如圖1所示。系統的軟件采用西門子監控組態軟件WinCC7.0和PLC編程軟件STEP7。工業控制組態軟件WinCC7.0用于人機界面的編寫，PLC編程軟件STEP7用于系統PLC硬件配置、參數設置、通信定義和控制程序的編寫。1.2功能設計通過對選礦廠生產過程用水的自動化控制，使選礦廠的水資源得到循環利用，減少廢水對周圍環境的影響，并且節能降耗，給企業帶來經濟和社會效益。山東華聯礦業有限公司選礦廠水平衡控制系統實現了以下功能：1)通過控制系統對各供水泵站的設備實現遠程啟停，并對設備運行狀態實時監控，保證設備的安全運行，如圖2所示。2)對重要的工藝參數如：管道流量、管道壓力、泵池液位、給水泵電流等進行實時自動檢測和顯示，并用歷史曲線圖來記錄，便于查詢。對管道給水流量實現自動控制，保證各選廠用水流量和壓力恒定，從而保證了選礦廠生產工藝流程的穩定[3]。3)當工藝參數、設備狀況或網絡通訊出現異常時，系統將發出報警提示操作人員進行檢查，并根據現場情況采取相應措施。4)由于現場安裝在供水管道上的流量計分布比較分散，系統具備遠程抄表功能，自動記錄數據并形成日報表和月報表，減輕了現場操作人員的勞動強度。

　　2主要實現方法

　　2.1泵站過程控制選廠生產過程中水量和水壓經常出現波動，以往都是通過現場人工調整水泵頻率和閥門開度來控制水量。由于供水管道過長和人工調整的滯后性，會造成選礦工藝流程用水波動大從而影響正常生產，同時現場操作人員勞動強度大。在選礦廠新水取水點和尾礦壩回水取水點都設有泵站，在每個泵站都設有PLC分站，用于對泵站設備進行實時在線監控，保證選礦廠生產用水的需求[4]。中央控制室監控計算機可以遠程控制水泵電機頻率，保證供水管道的壓力。在供水管道上安裝有電磁流量計和電動調節閥，可以實現水量的PID閉環調節，保證水量恒定，滿足選礦廠生產的要求。2.2流量計MODBUS通訊電磁流量計一般具有標準的MODBUS通訊接口，波特率通常設置為9600。通過MODBUS通訊網絡，PLC主站可以采集瞬時流量和累積流量等參數[5]。電磁流量計采用的串口參數：1位起始位，8位數據位，1位停止位。電磁流量計的MODBUS通訊接口在物理結構上采用電氣隔離方式，能夠克服工業現場的各種干擾，保證通訊網絡的可靠運行。電磁流量計標準MODBUS通訊網絡是總線型網絡結構，支持1到99個電磁流量計組網，在網絡最遠的電磁流量計通常要在通訊線兩端并聯一個120Ω的終端電阻，標準通訊連接介質為屏蔽雙絞線。MODBUS協議是主從通訊方式，每次通訊由PLC主站發起，電磁流量計作為從站響應主站命令并回傳數據。電磁流量計僅采用MODBUS功能碼04，用來讀取讀電磁流量計實時信息，寄存器地址定義為4112(0x1010)。S7-200的MODBUS通訊是使用200PLC的自由口通訊功能，向電磁流量計發送命令并接收數據。PLC讀取電磁流量計瞬時流量的數據格式見表1和表2。2.3報表功能設計在工業生產中報表一直是非常重要的，它用來記錄現場的工藝參數和統計數據。早期的生產報表一般采用人工記錄和統計，工作量大，而且還容易出錯。隨著計算機和工業控制軟件的發展，報表已經實現計算機自動記錄統計。WinCC作為一款監控組態軟件，針對需求提供了報表組態功能，可以根據客戶的不同需求設計不同的表格樣式，并支持在線打印。選礦廠水平衡控制系統根據現場的需求，設計了日報表和月報表，還可以自定義時間查詢。日報表分小時記錄各供水管道流量計的瞬時流量和累計流量，并自動統計當天的用水量。WinCC自帶的歷史數據查詢控件不能夠滿足報表的要求，因此需要通過WinCCOLEDB方法連接WinCC歷史數據庫讀取數據，并采用VBS和SQ相結的編程方式[6]。報表的形式采用Excel表格的，日報表和月報表均可以保存為Excel文件，作為數據檔案保存。首先要制作Excel母本，內容包括各供水管道流量計的瞬時流量和累計流量，并定義字體大小、行列寬度、紙張類型、打印方向等。Excel母本定義好后，用WinccVBS腳本編輯Excel的表格內容，并使用Excel自帶的功能統計用水量。

　　3結束語

　　山東華聯礦業有限公司選礦廠水平衡控制系統于2014年4月上線，實現了選礦廠生產用水動態管理、泵站設備遠程自動控制、設備狀態監控、水量統計以及報表自動統計打印功能。系統運行效果顯示：該系統提高了選礦廠用水效率和企業現代化管理水平，提高了企業信息化水平，使水資源得到循環利用。

　　參考文獻

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　　[3]毛衛東.尾礦壩靜壓回水遠程自控系統研究及實踐[J].金屬礦山，2002(10)：42-43

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　　[5]李守軍，馬小平.基于MODBUS協議的SiemensCP340模塊與多智能儀表之間通訊[J].礦山機械，2006(1)：89-91

　　[6]任韜，溫鵬.WinCC報表在提釩半鋼冶煉中的實踐應用[J].自動化技術與應用，2013，32(4)：23-26
　　環境科技論文發表期刊推薦：《黑龍江環境通報》雜志致力于深入介紹環境監測與監察法規標準、典型環境監測與監察案例、環境監測與監察工作動態及專業技術成果等環境監測與監察領域的重點工作內容，為環境監測與監察管理人員及專業人員搭建了解國家政策、學習業務知識、交流工作經驗的窗口和平臺，是國內最權威的環境監察與監測領域的工作指導性刊物。報道領域：主要為環境化學、環境地學、環境毒理與風險評價、環境修復技術與原理、環境污染治理技術原理與工藝、環境經濟與環境管理等。讀者對象：主要包括環境科學與工程領域科研或管理機構的科學家、工程師，以及高等院校相關專業的教師、研究生。