淺析PLC在磷礦主排水泵自動控制系統中的應用

摘 要 現階段，大部分的磷礦井下排水泵自動控制系統多數采用的是還是傳統的繼電器控制模式，但是該模式的自動化性能不高，不能夠及時地在出現突發狀況時做出反應，因此也會導致出現重大安全隱患，不能夠適應現階段磷礦產業的發展。本文主要分析了磷礦井下排水泵控制存在的問題，在此基礎上提出了一套基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統應用方案，以此來有效實現對磷礦主排水泵的有效控制。

關鍵詞 PLC;主排水泵;自動控制系統;磷礦

伴隨著我國磷礦產業的不斷發展，磷礦主排水泵自動控制問題也被廣泛關注。新型的智能控制系統在磷礦主排水泵控制方面，能夠有效優化磷礦主排水泵自動控制的目標，而PLC在磷礦主排水泵自動控制系統中的應用能夠完成在線實時監測、故障報警以及問題記錄、數據分析的功能。

1磷礦主排水泵控制存在的問題

現階段，自動控制理論在我國磷礦生產企業之中已經被廣泛運用，其整改生產與運作的過程中基本實現了自動化控制的應用，但是在實際的應用過程中并未取得理想的效果，甚至理論知識與實際情況存在嚴重不符的問題，使得自動控制設備出現較多的故障，或者一些設備被閑置，浪費了企業大量的人力、物力、財力[1]。同時，大部分磷礦主排水泵系統發展較為緩慢，磷礦主排水泵控制系統也多是沿用傳統的人工控制模式，采取自動控制技術與設備的企業也不夠健全，因此無法滿足迅速發展的磷礦企業的發展。而PLC在磷礦主排水泵自動控制系統中的應用，能夠有效解決技術落后與設備陳舊等問題，為磷礦主排水泵控制系統的運行提供保障。

2基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統的功能設計

結合磷礦的排水量與主排水泵設備的使用情況，基于PLC技術的磷礦主排水泵自動控制系統主要的功能分為以下幾方面的功能：其一，控制功能，即利用PLC程序設計實現自動排水功能;其二，故障診斷功能，即實時動態的監測電機溫度、電流以及電壓情況，預定警戒值，超出這一警戒值則會自動報警停止運行，以此來保障設備安全;其三，參數顯示功能，即利用人機交互界面來顯示實時的排水量、電機溫度以及管道壓力參數等;其四，通信與監控功能，即利用數據交互與通信光纜，實現井下PLC與地面工控機組相互連接，將數據傳輸到地面調度指揮中心，以此來有效實現對設備運轉狀態及信息情況的反應。

3基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統架構層次

基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統所運用的是分布式集中控制方式，該系統的構成部分為五個方面，包括監控系統、CPU處理系統、數據信息采集系統、通信傳輸系統、邏輯處理系統?；赑LC的磷礦主排水泵自動控制系統運用三層分布式架構，自上而下共分為地面監控設備層、通信層與邏輯層以及設備層。

首先，監控設備層。其構成部分包含工控機、監控組態軟件以及可集成工業電視系統，連接的方式是運用光纜及各工作面站點PLC組件以及網絡監控設備等。工控機組態軟件主要是收集主排水泵的運行數據，同時將信息傳輸到地面調度中心。

其次，通信與邏輯層。這一部分是自動控制系統的核心內容，相關數據的采集、處理、故障分析以及存儲等功能都是由PLC實現。該系統通過分析水位變化來控制主排水泵，收集設備的運行狀態、電機溫度以及排水量等，并將數據顯示到觸摸屏中，然后利用數據交換來將相關情況傳輸到地面PLC控制中心[2]。

最后，設備層。包括主排水泵、電機、管道以及閥門。主要方式在原有的磷礦排水系統設備中加裝傳感器的方式，轉變原本的手動控制閥門方式，運用電控閥門，加裝真空泵來實現對水泵的自啟動與停止的控制。而針對出現故障問題無法自啟動的風險，將閘閥換成真空射流手動閘閥與電動兩用閘閥，同時增加真空泵，提升系統運行的穩定。

4基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統程序設計與應用

4.1 PLC程序設計

首先，對硬件模塊組態與軟件進行調試，形成網絡中的各個模塊，同時對模塊的數據進行設置，確定硬件模塊組態的輸入與輸出模塊，即I/O模塊地址，以此來對控制程序的編制形成良好的順序基礎。其次，在PLC啟動之后，需要進行初始化的設置，選擇手動或自動控制設計，然后進入到系統控制程序流程?？刂瞥绦蛄鞒痰臉嫵赡K包含水倉水位及運行狀態的檢測、故障診斷與報警、水泵機組啟停以及故障啟停等模塊。對已經下載編制好的程序進行調試，選擇STEP7軟件運用在線連接的方式，對程序運行狀態開展實時的動態監測，對數據強制更新，對輸入與輸出信號進行強制開/關功能等方面進行調試。

4.2 組態軟件程序設計

組態軟件程序的設計主要是生成人機交互界面，以此來有效的實施動態監測。所選擇的是西門子的WINCC自動化監控軟件設計程序，能夠形成標準化輸入、輸出域，也能夠生成棒圖、趨勢圖與矢量圖等，具備動態監測的功能，以此來實現對系統運行的可視化監控，利用人機交互界面來顯示集成消息與故障診斷信息[3]。而水泵操作工利用設備顯示觸摸屏來實現對系統的控制。光纜及地面上位機能夠實現同步的通信，以此實現遠程監控的目標。

5結束語

基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統設計，能夠利用科學的程序設計與技術改造，實現對磷礦主排水泵控制系統的自動化，減少人工成本，可視化的信息數據采集以及故障的處理與報警等，提升磷礦主排水泵系統的自動化與機械化水平，提高其穩定性與可靠性，達到降低增效的目標。

參考文獻

[1] 姜海鵬，秦鵬.基于PLC的磷礦主排水泵自動控制系統設計分析[J].電子制作，2014（16）：233-234.

[2] 邊晉.PLC在磷礦主排水泵自動控制系統中的應用[J].機械管理開發，2018，33（8）：201-202.

[3] 夏希武.PLC技術在井下排水系統中的應用研究[J].能源與節能，2015（11）：138-139.

作者簡介

李燦（1990-），男，湖南省漣源市橋頭河鎮人;學歷：大學本科，現就職單位：貴州鑫新實業控股集團有限責任公司，研究方向：機電。