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摘 要： 現(xiàn)如今，我國的科技發(fā)展的是比較迅速的，冶金行業(yè)也不例外，在冶金過程中也會產(chǎn)生一些廢水，這對環(huán)境是有一定污染的。本文是一篇 環(huán)境科技論文范文 ，主要論述了選礦廠水平衡控制系統(tǒng)研究。 摘要：冶金行業(yè)選礦廠水耗大，并產(chǎn)生廢水造成環(huán)境污染，因此選礦廠
現(xiàn)如今，我國的科技發(fā)展的是比較迅速的，冶金行業(yè)也不例外，在冶金過程中也會產(chǎn)生一些廢水，這對環(huán)境是有一定污染的。本文是一篇環(huán)境科技論文范文，主要論述了選礦廠水平衡控制系統(tǒng)研究。
摘要：冶金行業(yè)選礦廠水耗大，并產(chǎn)生廢水造成環(huán)境污染，因此選礦廠的水資源循環(huán)利用成為必須解決的問題。山東華聯(lián)礦業(yè)有限公司采用了選礦廠水平衡控制系統(tǒng)，使水資源得到了循環(huán)利用，減少了環(huán)境污染。
關(guān)鍵詞：選礦,水平衡,控制系統(tǒng)
選礦廠是冶金行業(yè)的水電能耗大戶，選礦生產(chǎn)過程中用水量大，產(chǎn)生的廢水含有殘留選礦藥劑對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染，因此對水資源的循環(huán)利用就顯得非常重要[1]。山東華聯(lián)礦業(yè)有限公司選礦廠生產(chǎn)用水主要有新水、環(huán)水和尾礦庫回水。選礦廠水平衡控制系統(tǒng)通過現(xiàn)場安裝的檢測儀表和電動調(diào)節(jié)閥，對生產(chǎn)過程中的用水量平衡計算和控制，這樣就實現(xiàn)了節(jié)約用水和保護環(huán)境的目的。
1選礦廠水平衡控制系統(tǒng)設(shè)計
1.1系統(tǒng)總體設(shè)計山東華聯(lián)礦業(yè)公司選礦廠生產(chǎn)清水供水點一共16處，地理位置分散，每個供水點都設(shè)有泵站，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的需求要集中到選礦廠中央控制室遠程監(jiān)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(chǎn)過程中水量和水壓出現(xiàn)波動時，水平衡控制系統(tǒng)可以控制水量的增減保證選礦正常生產(chǎn)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(diào)節(jié)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(tǒng)采用了西門子PLC控制系統(tǒng)。選礦廠水平衡控制系統(tǒng)設(shè)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(shè)置一個PLC200分站，根據(jù)每個供水點的分布情況設(shè)置11個PLC分站用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。各個分站采用工業(yè)以太網(wǎng)光纖傳輸方式與主站進行通訊，所有數(shù)據(jù)集中到選廠中央控制室的工業(yè)控制計算機上實時顯示[2]。選礦廠水平衡系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖1所示。系統(tǒng)的軟件采用西門子監(jiān)控組態(tài)軟件WinCC7.0和PLC編程軟件STEP7。工業(yè)控制組態(tài)軟件WinCC7.0用于人機界面的編寫，PLC編程軟件STEP7用于系統(tǒng)PLC硬件配置、參數(shù)設(shè)置、通信定義和控制程序的編寫。1.2功能設(shè)計通過對選礦廠生產(chǎn)過程用水的自動化控制，使選礦廠的水資源得到循環(huán)利用，減少廢水對周圍環(huán)境的影響，并且節(jié)能降耗，給企業(yè)帶來經(jīng)濟和社會效益。山東華聯(lián)礦業(yè)有限公司選礦廠水平衡控制系統(tǒng)實現(xiàn)了以下功能：1)通過控制系統(tǒng)對各供水泵站的設(shè)備實現(xiàn)遠程啟停，并對設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)控，保證設(shè)備的安全運行，如圖2所示。2)對重要的工藝參數(shù)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(xiàn)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(chǎn)工藝流程的穩(wěn)定[3]。3)當工藝參數(shù)、設(shè)備狀況或網(wǎng)絡(luò)通訊出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)將發(fā)出報警提示操作人員進行檢查，并根據(jù)現(xiàn)場情況采取相應(yīng)措施。4)由于現(xiàn)場安裝在供水管道上的流量計分布比較分散，系統(tǒng)具備遠程抄表功能，自動記錄數(shù)據(jù)并形成日報表和月報表，減輕了現(xiàn)場操作人員的勞動強度。
2主要實現(xiàn)方法
2.1泵站過程控制選廠生產(chǎn)過程中水量和水壓經(jīng)常出現(xiàn)波動，以往都是通過現(xiàn)場人工調(diào)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(diào)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(chǎn)，同時現(xiàn)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(shè)有泵站，在每個泵站都設(shè)有PLC分站，用于對泵站設(shè)備進行實時在線監(jiān)控，保證選礦廠生產(chǎn)用水的需求[4]。中央控制室監(jiān)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(diào)節(jié)閥，可以實現(xiàn)水量的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，保證水量恒定，滿足選礦廠生產(chǎn)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(shè)置為9600。通過MODBUS通訊網(wǎng)絡(luò)，PLC主站可以采集瞬時流量和累積流量等參數(shù)[5]。電磁流量計采用的串口參數(shù)：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。電磁流量計的MODBUS通訊接口在物理結(jié)構(gòu)上采用電氣隔離方式，能夠克服工業(yè)現(xiàn)場的各種干擾，保證通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠運行。電磁流量計標準MODBUS通訊網(wǎng)絡(luò)是總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持1到99個電磁流量計組網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)最遠的電磁流量計通常要在通訊線兩端并聯(lián)一個120Ω的終端電阻，標準通訊連接介質(zhì)為屏蔽雙絞線。MODBUS協(xié)議是主從通訊方式，每次通訊由PLC主站發(fā)起，電磁流量計作為從站響應(yīng)主站命令并回傳數(shù)據(jù)。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(fā)送命令并接收數(shù)據(jù)。PLC讀取電磁流量計瞬時流量的數(shù)據(jù)格式見表1和表2。2.3報表功能設(shè)計在工業(yè)生產(chǎn)中報表一直是非常重要的，它用來記錄現(xiàn)場的工藝參數(shù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。早期的生產(chǎn)報表一般采用人工記錄和統(tǒng)計，工作量大，而且還容易出錯。隨著計算機和工業(yè)控制軟件的發(fā)展，報表已經(jīng)實現(xiàn)計算機自動記錄統(tǒng)計。WinCC作為一款監(jiān)控組態(tài)軟件，針對需求提供了報表組態(tài)功能，可以根據(jù)客戶的不同需求設(shè)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(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場的需求，設(shè)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(tǒng)計當天的用水量。WinCC自帶的歷史數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，并采用VBS和SQ相結(jié)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(shù)據(jù)檔案保存。首先要制作Excel母本，內(nèi)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(nèi)容，并使用Excel自帶的功能統(tǒng)計用水量。
3結(jié)束語
山東華聯(lián)礦業(yè)有限公司選礦廠水平衡控制系統(tǒng)于2014年4月上線，實現(xiàn)了選礦廠生產(chǎn)用水動態(tài)管理、泵站設(shè)備遠程自動控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、水量統(tǒng)計以及報表自動統(tǒng)計打印功能。系統(tǒng)運行效果顯示：該系統(tǒng)提高了選礦廠用水效率和企業(yè)現(xiàn)代化管理水平，提高了企業(yè)信息化水平，使水資源得到循環(huán)利用。
參考文獻
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環(huán)境科技論文發(fā)表期刊推薦：《黑龍江環(huán)境通報》雜志致力于深入介紹環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)察法規(guī)標準、典型環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)察案例、環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)察工作動態(tài)及專業(yè)技術(shù)成果等環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)察領(lǐng)域的重點工作內(nèi)容，為環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)察管理人員及專業(yè)人員搭建了解國家政策、學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)知識、交流工作經(jīng)驗的窗口和平臺，是國內(nèi)最權(quán)威的環(huán)境監(jiān)察與監(jiān)測領(lǐng)域的工作指導(dǎo)性刊物。報道領(lǐng)域：主要為環(huán)境化學(xué)、環(huán)境地學(xué)、環(huán)境毒理與風(fēng)險評價、環(huán)境修復(fù)技術(shù)與原理、環(huán)境污染治理技術(shù)原理與工藝、環(huán)境經(jīng)濟與環(huán)境管理等。讀者對象：主要包括環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域科研或管理機構(gòu)的科學(xué)家、工程師，以及高等院校相關(guān)專業(yè)的教師、研究生。