矿山充填系统的仪电控一体化方案设计

　　O 引言

　　矿山充填是井下生产的重要一环，充填质量的好坏直接关系到整个矿山的安全生产。传统的充填系统依靠常规仪表控制充填料浆的浓度，人为因素较多，工人的劳动强度大，存在不同程度的充填生产质量问题。随着计算机控制系统的普及应用，特别是近年来现场总线设备的快速发展，为矿山充填生产线的改造提供了强有力的技术支持。根据冶金矿山充填的生产现状及发展需求，甘肃金川有色总公司龙首矿于2004年6月完成系统初步设计，系统自2005年开始陆续在甘肃、浙江等地矿山投入使用，至今已取得较好的经济效益和社会效益。

　　1 系统构成

　　矿山充填系统由仪表、电气设备、计算机控制系统、工业电视系统4个部分组成。其中测量仪表22台，包括流量(有冲板、电磁)、温度、物位(雷达式物位)、调节阀等;电气拖动设备19台，设备网变频器10台，设备网现场操作箱12台，设备智能箱2台;计算机系统1套;工业电视1套;6个点，其中2个点由云台控制，带录像功能。

　　系统构成如图1所示。上位计算机采用工业级的计算机，Dell/1.5 GHz/128 MB/40 GB。内置音箱。两台计算机实现冗余控制，采用标准电脑键盘便于维护更换，配置软件包括Windows2000操作系统、RSView32生产设备监控组态软件和RS NetWork现场总线(设备网)管理软件。

　　下位控制器采用美国罗克维尔公司生产的SLC500控制系统。包括16 MHz处理器，带工业以太网接口、电源、模拟量输入输出模板以及开关量输入输出模板。设备网现场总线设备包括：设备网适配器，设备网电源以及设备网下挂的操作箱、信号箱、设备网变频器等。采用现场总线设备后，检修工作量大大降低，设备能够长期稳定运行。

　　2 系统设计

　　整个系统采用了仪表、电气、控制系统一体化的设计思想。现场设备数据传输以I/O模板和现场总线的方式实现，采用两台冗余上位计算机实现人机对话，通过下位控制器以程序指令方式实现全部生产过程的逻辑及复杂控制。

　　2.1 仪表电气部分

　　2.1.1 仪表系统

　　仪表测量数据的显示、报警以及调节仪表的参数设定、调节全部在上位计算机上完成。仪表信号采用2线制或4线制两种方式通过模拟量输入板直接采入控制器，采用标准的4～20 mADC输入信号。

　　现场执行仪表(如调节阀)由控制器的模拟输出板以标准的4～20 mADC信号直接驱动。

　　控制方案、PID回路及相关参数、连锁逻辑报警、仪表程序指令等存贮在下位控制器中。

　　2.1.2 电气系统