300PLC磨矿控制系统中的应用，详细说明了控制系统的构成及程序设计，并介绍了PLC磨矿系统控制网络的构成。

　　二次分级溢流1球磨机磨矿工艺简介梅山铁矿选矿厂磨浮车间1~5系列磨矿具有相同的工艺流程，属两段闭路磨矿，其工艺图如所示。入磨矿石由给矿机给至集矿皮带，再转至给矿皮带，继而送入格子型球磨机，进行一段磨矿。一段球磨机的排矿给入高堰式螺旋分级机，进行一次分级，一次分级返砂返回一段球磨机进行再磨。一次分级溢流自流进入二段沉没式螺旋分级机，进行二次分级。二次分级返砂由螺旋分级机直接给入二段格子型球磨机进行二段磨矿。二段球磨机的排矿再进入二段螺旋分级机进行分级，分级返砂返回二段球磨机进行再磨。二次分级溢流则作为磨矿分级系统产品，进入下道浮选脱硫选别作业工序。

　　在磨矿工序中，粒度是磨矿过程的重要生产参数。只有粒度在一定的范围内，才有利于浮选工作的进行。粒级过大，有用成分得不到有效分离；粒级过小，除了在磨矿过程中增加电能和钢球消耗量外，同时增加尾矿处理的负担。

　　2控制系统设计在充分了解工艺的基础上，设计了以西门子PLC为中央控制器的控制系统。该系统数据量大而且分散，测量和控制参数多14.根据低压配电室及车间信号采集点的实际布局，需设多个站点，对系统通信联网的方便性和可靠性要求很高。受控设备多并且存在紧密的联锁关系。润滑油泵、磨机、分级机、给矿皮带、集矿皮带和摆式给矿机等设备之间是一个典型的以电机启/停和互锁控制为主的系统。为了实现粒度控制目标，必须利用先进的仪器实时检测矿浆粒度值、入磨台时和多个给水点的给水量，并通过若干调节阀和变频器实现上述参数的调节与控制。

　　一次螺旋分级旋分级菪球入磨矿一次分级溢流返沙磨矿工艺流程图的编程和上位机的显示，须将这些数字量转换为有量纲的数值；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。

　　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―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*大可达12Mbps；提供64KBRAM和128个模拟量1/O及1024个数字量I/O通道。

　　PS307电源模块，通过背部总线给机架上其他模块提供和24VDC电源；模拟量输入输出模块SM331/SM332及数字量输入输出模块SM321/SM322粒度仪是检测粒度的仪器，是控制中的*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。

　　2.2PLC软件设计及控制功能球磨机的启停操作十分复杂，每次启停前，现场机旁控制柜及操作柜的开关必须到位，各辅助控制设备的状态必须符合球磨机启停的要求，确保各相关设备的启停顺序等操作措施。借助于PLC强大的逻辑控制功能，避免了人工操作可能的失误，保证系统的可靠性。

　　PLC采用模块化编程，通过组织块（OB）、功能块（FB、FC）数字块（DB）等模块之间的调用，可以实现复杂的控制算法，而程序结构简洁明了。在设计软件前，须在PLCSTEP7软件中进行硬件组态。STEP7软件中的“硬件组态”，就是模拟真实的PLC硬件系统，将CPU、电源和信号等设备安装到相应的机架上，并对plc硬件的参数进行设置和修改的过程。为了减少扫描时间，使用STEP7中硬件组态工具屏蔽未用的模拟量输入通道，在硬件上还需将未用的通道的输入端短路，这样也就加强了系统的实时处理能力。

　　2.2.1模拟量预处理及抗干扰在系统的ADD/A转换过程中，由于PLC模拟模块读入的数值为模拟值，如010v的电压信号、420mA的电流信号，模拟模块自动将这些值转换为对应的无量纲的数字值。为了方便PLC同理，对于要输出的模拟量，也必须把输出值转换成对应的无量纲的数字值。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“LEAD―LAG”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。

　　2.22PID控制算法PID控制器是应用*广的闭环控制器。在西门子PLC控制法：其中，比例、微分、积分分量并联连接，可分别激活和取消，这样就允许组态成P、PI、PD、PID或纯I、D控制器，应用广泛。在本控制系统中，为了防止执行机构的频繁动作而造成的小幅振荡，（如电动调节阀的开度控制，频繁的开关会造成机械磨作的问题。

　　2.23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SFC20“BLK-MOV”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。

　　2.24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FCPLC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3PLC控制系统网络构成磨矿系统每个系列各设1个主站点，5个系列共设5个主站。系统网络图如所示：的通讯模块IM153通过PROFIBUS网线相连传输协议为PROFI-BUS协议。这样ET200M远程/从站可在现场就近安装，大大减少了电缆的敷设，并减少维护工作。PLC通过PROFIBUS总线同分散的设备交换数据，其过程是周期性的。DP网络*多可连接127个站点，数据传输*大速率为12Mbps/，满足了系统实时性的要求。

　　5通讯处理模块以PROFIBUS总线进行信息交互，通讯介质为西门子专用PROFIBUS屏蔽紫色线。两台主站之间通过FDL（FIELDDataLink）进行通讯。FDL一般用于两台无主从关系（Master/lave）的主站之间相互通讯的场合。例如，粒度仪检测的矿浆浓度和粒度值，是磨矿过程的重要生产指标，球磨机的给矿量必须以粒度的变化为基础。为了满足实时控制的要求，粒度仪控制系统中央处理器的CPU314必须将粒度值不间断地传给各系列的PLC控制器CPU315―2DR PLC程序设计中，应用STEP 7软件中“AGSEND”和“AGRE-CV”模块可实现两台主站之间数据的发送和接收。在通讯时，应注意收发双方通讯速度的匹配。

　　上位机PC通过CP5611通讯卡与PLC通讯，采用密码通信与校验，避免信号干扰。

　　控制过程和网络通讯中，PLC程序周而复始循环执行，通过PROFIBUS网络通讯程序将PLC程序中指定的变量或参数，经DP网络传送至多个站点，实现对现场设备的自动控制。该方，数据的传送与接收简化为对PLC变量V区内的I/O数据映射区的读写操作，编程简洁。

　　此外，通过交换机Switch还可与车间主任、车间调度联网，从而使管理层及时了解底层的生产和设备运行情况，实现企业生产的管控一体化。上位机采用美国Intellution公司Fix工控组态软件iFix运行环境为Wimlows2000.网络软件采用FkWih服务器以Windows2000Server为操作系统，运行iFix和FixWb实现网上信息发布。

　　4结语目前，该控制系统已在上海宝钢集团梅山选矿厂磨矿车间中得到成功应用，生产经济效益得到显著提高，具有一定的推广价值。