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1、河北联合大学轻工学院河北联合大学轻工学院QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY毕业设计说明书设计（论文）题目：选矿厂矿石破碎S7-300PLC控制系统梯形图软件设计学生姓名： +学 号：+专业班级：+ 学 部：+指导教师：+ 教授 2012年05月23日17 摘要摘 要选矿厂集中控制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、脱水、过滤及精矿和尾矿的输送等选矿作业的控制系统。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单片机或者可编程控制器（PLC）来完成控制功能。然而，以单片机实现的控制系统在安全、可靠及抗干扰的性能上要稍逊
2、色于PLC。为此，在工业生产中大力开发使用PLC完成控制功能的选矿厂自动控制系统是非常必要的。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1。 随着计算机、网络、数据库等相关技术的不断发展和完善，自动化系统得到极大的完善。本设计中以S7300 PLC为核心控制器，着重说明了选矿厂破碎和磨矿两个环节的控制流程、控制系统硬件配置、梯形图程序设计及整体系统的调试等情况。PLC的应用极大地提高了选矿产品的质量和生产效率，在整个选矿行业具有广阔的应用前景。关键词：选矿自动化，S7-300，PLC，破碎AbstractConcentrator centralized control syst
3、em is the application of automatic control technology refers to the completion of crushing and screening, grinding and classification, sorting, dewatering, filtration and tailings concentrate and mineral processing operations, such as the transmission of the control system. Stability, accuracy is an
4、 essential element of the system. The system is often in industrial production or a single-chip programmable logic controller (PLC) to complete control. However, single-chip control system to achieve safe, reliable and anti-jamming performance slightly inferior to the PLC. For this reason, in indust
5、rial production and vigorously develop the use of PLC control functions to complete the speed batching system is very necessary. This design is precisely completes based on PLC is controllers ore dressing plant synthesis automated system design. Along with the computer, the network, the database and
6、 so on correlation technique develops unceasingly and consummates, the automated system obtains the enormous consummation. This design emphasized the STEP7 software to select, installment, trapezoidal chart programming and integrated systems situations and so on debugging. The PLC application improv
7、ed the product quality and the production efficiency enormously, has the broad application prospect in the entire dressing profession.Key Words：Automation of mineral processing，S7-300，PLC，Fracture目录目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 选矿自动化系统简介11.2选矿自动化的过程简述11.2.1破碎过程自动化11.2.2磨矿过程自动化21.2.3磁选过程的自动控制21.2.4浓缩过程自动
8、控制系统21.2.5精矿传送控制系统22 可编程控制器的介绍42.1可编程控制器的概述42.1.1可编程控制器的发展史42.1.2可编程控制器的特点42.1.3 可编程控制器的分类52.1.4 PLC的应用领域62.2 S7-300简介72.2.1 S7-300的硬件介绍72.2.2 S7-300的CPU模块72.2.3 CPU模块的分类102.2.4 S7-300PLC的功能及扩展能力102.3 PLC编程语言113 选矿自动化控制系统总体设计方案133.1总设计思想133.2选矿自动化控制系总体设计方案143.2.1破碎过程自动化解决方案143.2.2磨矿分级自动控制解决方案174 破碎系
9、统234.1破碎工程的建立234.2破碎阶段I/O端子的地址以及PLC内部地址（M）的分配254.2.1破碎环节I/O点数统计254.2.2破碎符号表274.3破碎系统PLC程序324.3.1破碎系统PLC程序的基本结构324.3.2破碎阶段PLC程序的结构以及各个程序块的功能334.4 仿真594.4.2破碎阶段用S7-PLSIM和WinCC进行的联合仿真调试625 结束语63参考文献64谢辞651 绪论1 绪论1.1 选矿自动化系统简介国内选矿自动化研究和应用起步较晚，与国外相比，技术水平明显落后，许多矿山企业由于钢铁的需求量巨大、利润丰厚而不注重成本效益，科技投入少，运营成本高，生产效率
10、低，损耗浪费严重。我国现代化建设的迅速发展，对精矿的需求及品质要求越来越高，给生产提出了更大、更高的要求，于是，先进的技术在工业中的应用已经成为现代工业发展的必然趋势，磨矿分级作业和自动控制在选矿工艺中日显重要，矿山企业也越来越重视自动化的建设，运用现代电子技术不断改造传统产业是社会发展的需要，也是市场竞争的必然结果。在市场经济条件下如何提高选矿厂的效益成为摆在选矿工作者面前的重要课题，因此选矿自动化控制系统设计技术的发展是当务之急。选矿自动化技术是指：在选矿生产中，采用仪表、自动装置、电子计算机等技术和设备，对选矿生产设备状态和选矿生产流程状况实行监测、模拟、控制，并对生产进行管理的 技术。
11、且选矿生产的特点是生产具有连续性,各设备间联系紧密;原矿的物质组成复杂，性质多变，而且含腐蚀性及对人体有害物质;设备类型多、能耗大;生产车间潮湿、多尘，震动大1。本次设计就是在这一前提下进行的。其中采用了德国西门子公司的PLC和WinCC组态软件,使得实际工作更加方便；同时，可节省大量的人力、物力资源,是今后几十年选矿厂技术改进的主要方向。为此，通过对破碎、磨矿工艺的分析和工艺要求，引进先进的工业控制机和PLC组成集中制系统，完成调节器难以实现的计算过程，保证控制系统的可靠性和长期稳定性，稳定生产过程。不管是对于生产流程和工艺设备已基本成型的老选厂，还是正在准备投入运行的新选厂，实现选矿生产过
12、程自动化控制技术，可以挖掘设备的生产潜力，节约劳动力，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。选矿生产的主要工艺过程为破碎、磨矿、分级、选别、浓缩脱水、过滤、精矿输送等工序。下面对各工序的控制目的和控制策略做个简要的介绍。1.2选矿自动化的过程简述1.2.1破碎过程自动化破碎工序是选矿厂的第一道工序，该工序能否稳定正常的工作直接影响后续作业情况。破碎自动化系统，通过对油温、油位的检测实施对破碎机安全工作状态的分析和报警；通过对破碎机工作电流 和给矿量的检测和分析实施破碎机优化给矿的控制；通过对料仓料位的检测和各破碎机能力的分析实
13、施自动布料和破碎机工作的优化平衡；最终使整个系统安全、稳定、高效的运行。运用该系统后将大大的节约电能、降低油耗、提高破碎机工作效率、减少岗位人员配置、提高设备的安全可靠性、减少设备维修的费用、通过人性化的组态界面使操作起来简单方便，便于管理。1.2.2磨矿过程自动化磨矿分级过程的自动控制是一个比较复杂的控制过程，我们通过对各加水点加水量的控制、一段球磨机磨矿浓度控制、分级机溢流浓度控制、旋流器给矿浓度控制、旋流器给矿泵池液位与旋流器给矿压力的协调控制及旋流器给矿压力的自寻优控制等技术，使矿浆的粒度达到工艺要求的指标，并在保证粒度的前提下，实现磨机处理量的最佳化。对于磨矿过程的关键工艺参数，我们
14、利用先进的控制技术，结合企业多年的生产情况和优秀操作工所积累的丰富经验，开发出专家控制系统，该系统优化了磨矿分级的自动控制，使磨矿分级过程的自动化控制更加的智能。磨矿分级自动控制系统有降低电能、钢球的损耗，提高金属的回收率，提高磨机的处理量，提高分级溢流粒度的合格率，降低工人的劳动强度等特点，是选矿综合自动化控制系统中非常重要的子系统。1.2.3磁选过程的自动控制 磁选是整个选矿生产过程的关键环节之一，磁选效果的好坏直接影响金属回收率和精矿品位。根据现场的实际情况，我们通过控制脱水槽的界面起到提质降尾的作用，减少金属流失；同时通过对强磁选机的控制，提高金属回收率和精矿品位。而对于弱磁选环节则要
15、通过控制磨矿分级系统来保证精矿品位和回收率。1.2.4浓缩过程自动控制系统浓缩成一定浓度的合格矿浆，并输送给下一道工序，同时防止溢流水跑浑这是我们的控制目的。浓缩过程的输入与输出之间具有强耦合、强非线性；其中一个输入的变化都会引起两个输出的改变，每个输出又都与两个输入相关。我们通过智能解耦控制技术以底流浓度和大井界面高度为目标值对底流泵转速和絮凝剂添加量进行控制，使得大井界面维持一定的高度，同时使输送到下一工序的矿浆稳定在合格的范围内。1.2.5精矿传送控制系统通过对精矿输送皮带进行连锁控制，实现上料自动化，可以实现减员的目的。以上是选矿过程各个工序的自动控制概要性方案，将各个工序的控制系统通过计算机网络连接到一起，通过上层软件的综合智能管理，那么就形成了选矿过程综合自动化控制系统。本次设计我们主要以破碎阶段控制系统为主要内容。2 可编程控制器的介绍2 可编程控制器的介绍2.1可编程控制器的概述2.1.1可编程控制器的发展史可编程控制器的发展史让我们追溯到20世纪的六十年代末，认识一下可编程控制器的发展史吧。在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位
