選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)程玉才年4月選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第1頁目錄系統(tǒng)概述網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)工具選擇工作流程和簡明需求系統(tǒng)功效概略實(shí)施階段及資源配置選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第2頁概述選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第3頁概述

--必由之路當(dāng)代工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展逐步讓自動(dòng)控制技術(shù)在選礦行業(yè)應(yīng)用成為可能,一體化數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制系統(tǒng)是選礦企業(yè)信息化和智能化必由之路,是現(xiàn)有模式一次躍升.選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第4頁概述

--可行性在選礦生產(chǎn)線上，經(jīng)過完善現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，對(duì)提升選礦產(chǎn)品品位和回收率所起作用已微乎其微。而降低分級(jí)機(jī)溢流濃度、分級(jí)水、返砂礦、粒度等很多原因影響，克服濃度控制較大慣性和純滯后特征，可大幅度提升選礦產(chǎn)品品位和回收率，常規(guī)控制+智能控制技術(shù)成為首選和可行控制伎倆。選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第5頁概述

--實(shí)際意義節(jié)約電能、降低鋼耗，降低設(shè)備故障率；投資回收快，回報(bào)率高，六個(gè)月即可收回；提升精礦品位，降低尾礦品位，提升金屬回收率；提升設(shè)備作業(yè)率，降低工人勞工強(qiáng)度。選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第6頁網(wǎng)絡(luò)選擇

選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第7頁網(wǎng)絡(luò)選擇一體化現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)控制平臺(tái)需要集中各子系統(tǒng)數(shù)據(jù),形成統(tǒng)一控制模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備集中控制需要能集中下達(dá)指令,逐一執(zhí)行所以,現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制需要建立在一個(gè)可靠網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第8頁網(wǎng)絡(luò)選擇

--現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展：

1984年，現(xiàn)場(chǎng)總線概念得到正式提出。IEC（國際電工委員會(huì)）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）定義為：現(xiàn)場(chǎng)總線是一個(gè)應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制裝置之間實(shí)施雙向、串形、多結(jié)點(diǎn)數(shù)字通信技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)總線本質(zhì)：現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)

用于過程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互連現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互聯(lián)

依據(jù)實(shí)際需要使用不一樣傳輸介質(zhì)把不一樣現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或者現(xiàn)場(chǎng)儀表相互關(guān)聯(lián)。互操作性

用戶能夠依據(jù)本身需求選擇不一樣廠家或不一樣型號(hào)產(chǎn)品組成所需控制回路，從而能夠自由地集成FCS。分散功效塊

FCS

廢棄了DCS

輸入/輸出單元和控制站,

把DCS

控制站功效塊分散地分配給現(xiàn)場(chǎng)儀表,

從而組成虛擬控制站，徹底地實(shí)現(xiàn)了分散控制。通信線供電

通信線供電方式允許現(xiàn)場(chǎng)儀表直接從通信線上攝取能量,

這種方式提供用于本質(zhì)安全環(huán)境低功耗現(xiàn)場(chǎng)儀表,

與其配套還有安全柵。開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場(chǎng)總線為開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，既能夠與同層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，也可與不一樣層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，還能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫共享。選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第9頁網(wǎng)絡(luò)選擇

--現(xiàn)場(chǎng)總線主流現(xiàn)場(chǎng)總線介紹：基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FoundationFieldbus

簡稱FF）:美國Fisher-Rousemount企業(yè)為首聯(lián)合了橫河、ABB、西門子、英維斯等80家企業(yè)制訂ISP協(xié)議和以Honeywell企業(yè)為首聯(lián)合歐洲等地150余家企業(yè)制訂WorldFIP協(xié)議于1994年9月合并。FF分低速H1和高速H2兩種通信速率，前者傳輸速率為31.25Kbit/秒，通信距離可達(dá)1900m，可支持總線供電和本質(zhì)安全防爆環(huán)境。后者傳輸速率為

1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距離為750m和500m，支持雙絞線、光纜和無線發(fā)射，協(xié)議符號(hào)IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線（ControllerAreaNetwork

控制器局域網(wǎng)）:德國BOSCH企業(yè)推出，廣泛用于離散控制領(lǐng)域，其總線規(guī)范已被ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國際標(biāo)準(zhǔn)，得到了Intel、Motorola、NEC

等企業(yè)支持。CAN協(xié)議分為二層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。CAN信號(hào)傳輸采取短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，含有自動(dòng)關(guān)閉功效，含有較強(qiáng)抗干擾能力。CAN支持多主工作方式，采取了非破壞性總線仲裁技術(shù)，經(jīng)過設(shè)置優(yōu)先級(jí)來防止沖突，通訊距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM/5Kbps/s，通訊速率最高可達(dá)40M

/1Mbp/s，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。Lonworks總線:美國Echelon企業(yè)推出，并由Motorola、Toshiba企業(yè)共同提倡。它采取ISO/OSI模型全部７層通訊協(xié)議，采取面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡化為參數(shù)設(shè)置。支持雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等各種通信介質(zhì)，通訊速率從300bit/s至1.5M/s不等，直接通信距離可達(dá)2700m（78Kbit/s），被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)。Lonworks技術(shù)采取LonTalk協(xié)議被封裝到Neuron（神經(jīng)元）芯片中，并得以實(shí)現(xiàn)。DeviceNet總線:ODVA支持,DeviceNet是一個(gè)低成本通信連接也是一個(gè)簡單網(wǎng)絡(luò)處理方案，有著開放網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。DeviceNet含有直接互聯(lián)性不但改進(jìn)了設(shè)備間通信而且提供了相當(dāng)主要設(shè)備級(jí)陣地功效。DebiceNet基于CAN技術(shù)，傳輸率為125Kbit/s至500Kbit/s,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最大節(jié)點(diǎn)為64

個(gè)，其通信模式為：生產(chǎn)者/客戶（Producer/Consumer），采取多信道廣播信息發(fā)送方式。位于DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備能夠自由連接或斷開，不影響網(wǎng)上其它設(shè)備，而且其設(shè)備安裝布線成本也較低。PROFIBUS總線:德國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（DIN19245）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN50170）現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。由PROFIBUS--DP、PROFIBUS－FMS、

PROFIBUS－PA系列組成。DP用于分散外設(shè)間高速數(shù)據(jù)傳輸，適合用于加工自動(dòng)化領(lǐng)域。FMS適合用于紡織、樓宇自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開關(guān)等。

PA用于過程自動(dòng)化總線類型，服從IEC1158－２標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS支持主-從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾個(gè)傳輸方式。

PROFIBUS傳輸速率為9.6Kbit/s至12Mbit/s，最大傳輸距離在9.6Kbit/s下為1200m，在12Mbit/s小為

200m，可采取中繼器延長至10km，傳輸介質(zhì)為雙絞線或者光纜，最多可掛接127個(gè)站點(diǎn)。選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第10頁網(wǎng)絡(luò)選擇

--現(xiàn)場(chǎng)總線主流現(xiàn)場(chǎng)總線介紹：HART總線:Rosemount企業(yè)開發(fā)。其特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過渡產(chǎn)品。其通信模型采取物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三層，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主從應(yīng)答方式和多點(diǎn)廣播方式。因?yàn)樗扇∧M數(shù)字信號(hào)混和，難以開發(fā)通用通信接口芯片。

HART能利用總線供電，可滿足本質(zhì)安全防爆要求，并可用于由手持編程器與管理系統(tǒng)主機(jī)作為主設(shè)備雙主設(shè)備系統(tǒng)。CC-Link總線:三菱電機(jī)為主導(dǎo)多家企業(yè)推出，其增加勢(shì)頭迅猛，在亞洲占有較大份額。在其系統(tǒng)中，能夠?qū)⒖刂坪托畔?shù)據(jù)同是以10Mbit/s高速傳送至現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，含有性能卓越、使用簡單、應(yīng)用廣泛、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)。其不但處理了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配線復(fù)雜問題，同時(shí)含有優(yōu)異抗噪性能和兼容性。CC-Link是一個(gè)以設(shè)備層為主網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也可覆蓋較高層次控制層和較低層次傳感層。WorldFIP總線WorkdFIP北美部分與ISP合并為FF以后，WorldFIP歐洲部分仍保持獨(dú)立，總部設(shè)在法國。其在歐洲市場(chǎng)占有主要地位，尤其是在法國擁有率大約為60%。WorldFIP特點(diǎn)是含有單一總線結(jié)構(gòu)來適用不一樣應(yīng)用領(lǐng)域需求，而且沒有任何網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)橋，用軟件方法來處理高速和低速銜接。WorldFIP與FFHSE能夠?qū)崿F(xiàn)“透明聯(lián)接”，并對(duì)FFH1進(jìn)行了技術(shù)拓展，如速率等。在與IEC61158第一類型連接方面，

WorldFIP做得最好，走在世界前列。INTERBUS:德國Phoenix企業(yè)推出較早現(xiàn)場(chǎng)總線，年2月成為國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158。INTERBUS采取國際標(biāo)準(zhǔn)化組織

ISO開放化系統(tǒng)互聯(lián)OSI簡化模型（1，2，7層），即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，含有強(qiáng)大可靠性、可診療性和易維護(hù)性。其采取集總幀型數(shù)據(jù)環(huán)通信，含有低速度、高效率特點(diǎn)，并嚴(yán)格確保了數(shù)據(jù)傳輸同時(shí)性和周期性；該總線實(shí)時(shí)性、抗干擾性和可維護(hù)性也非常出眾。選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第11頁網(wǎng)絡(luò)選擇

--現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線不可調(diào)和矛盾：現(xiàn)場(chǎng)總線因?yàn)閬碜圆灰粯赢a(chǎn)品和生產(chǎn)廠家，經(jīng)爭論也無法達(dá)成統(tǒng)一多標(biāo)準(zhǔn)等于無標(biāo)準(zhǔn)。市場(chǎng)迫切需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。只有經(jīng)過制訂新標(biāo)準(zhǔn)才能實(shí)現(xiàn)，為了加緊新一代系統(tǒng)，人們開始尋求新出路。選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第12頁網(wǎng)絡(luò)選擇

--現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線出路： 出路一各種現(xiàn)場(chǎng)總線統(tǒng)一到1~2種。IEC61158產(chǎn)生本身就說明這種可能性很小。

出路二開發(fā)全部現(xiàn)場(chǎng)總線通用接口，成本較高且難度較大。

出路三各國不理會(huì)IEC61158，采取自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)議。主不符合經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)。

出路四采取已經(jīng)是通用國際標(biāo)準(zhǔn)Ethernet、TCP/IP等協(xié)議，并使其在工業(yè)體育場(chǎng)成熟應(yīng)用，易于被廣大國家用戶、集成商、OEM及制造商接收和歡迎。選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第13頁網(wǎng)絡(luò)選擇

--工業(yè)以太網(wǎng)以太網(wǎng)(Ethernet)進(jìn)軍工業(yè)自動(dòng)化主要?jiǎng)恿κ牵?.成本低；2.速度提升，因普通遍應(yīng)用所形成硬件資源、軟件資源和廣泛支持。3.Ethernet是世界上應(yīng)用最多網(wǎng)絡(luò)，超出93%網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為Ethernet。。選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第14頁網(wǎng)絡(luò)選擇

--工業(yè)以太網(wǎng)基于TCP/IPEthernet在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用

Ethernet僅僅只有物理層和鏈路層規(guī)范，它通常與TCP/IP等平臺(tái)無關(guān)協(xié)議結(jié)合應(yīng)用。我們所指Ethernet實(shí)際上是指基于TCP/IP協(xié)議Ethernet，即Ethernet/IP。過去，以生產(chǎn)PLC為主企業(yè)都使用Ethernet完成信息級(jí)通信，其中，西門了企業(yè)SIMATICNET將Ethernet應(yīng)用到車間級(jí)，并有向下層通信趨勢(shì)。伴隨FF

HSE開發(fā)成功，Ethernet將廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。尤其令人感興趣是，國際上有些企業(yè)已推出了完全以工業(yè)Ethernet為基礎(chǔ)控制系統(tǒng)，其工廠級(jí)、監(jiān)控級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)均采取基于TCP/P通信協(xié)議工業(yè)Ethernet，配置Wed

server功效，而且這種趨勢(shì)愈來愈顯著。人們預(yù)測(cè)，像當(dāng)年工業(yè)PC進(jìn)入工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域一樣，Ethernet/IP已經(jīng)快速地進(jìn)入工業(yè)控制各級(jí)網(wǎng)絡(luò)。

基于TCP/IPEthernet組成工廠網(wǎng)絡(luò)最大優(yōu)點(diǎn)是將工廠商務(wù)網(wǎng)、制造網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)儀表、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)組成了通暢透明網(wǎng)絡(luò)，并與WEB功效相結(jié)合，與工廠電子商務(wù)、物資供給鏈和ERP等形成整體，這就是施奈德透明工廠概念,即實(shí)現(xiàn)：

1開放商業(yè)化技術(shù)應(yīng)用OPC

servers,Ethernet,Internet,IEC1131;

2基于IT/Internet技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)

嵌入式網(wǎng)頁服務(wù)器和瀏覽器提供對(duì) PLC數(shù)據(jù)訪問時(shí)間和可視化；

3采取開放網(wǎng)絡(luò)策略

TCP/IP，物理層Ethernet；

4創(chuàng)建現(xiàn)有PLC作為“內(nèi)容提供商”嵌入式服務(wù)器插件和OPC

server。選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第15頁網(wǎng)絡(luò)選擇

--選擇結(jié)論選擇工業(yè)以太網(wǎng),即基于TCP/IPEthernet在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用: 1.開放、無償而且知識(shí)產(chǎn)權(quán)限制技術(shù)Ethernet和TCP/IP，能夠節(jié)約資金，降低技術(shù)領(lǐng)帶性，并能取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)開發(fā)結(jié)果。

2.降低專有網(wǎng)絡(luò)影響，有利于與國際接軌,對(duì)新設(shè)備引進(jìn)減低了要求，降低項(xiàng)目投資費(fèi)用。 3.采取Ethernet和TCP/IP等開放技術(shù)，能夠促進(jìn)WEB自動(dòng)化等更先進(jìn)技術(shù)和模式應(yīng)用;4.可能促進(jìn)制造業(yè)中間件軟件市場(chǎng)形成，為中國參加下一波國際技術(shù)競(jìng)爭創(chuàng)造良好條件。

選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第16頁網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第17頁相關(guān)工具選擇PLC：SiememsS7-200系列組態(tài)軟件：WinCC數(shù)據(jù)庫：MSSQLSERVER工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：MOXA應(yīng)用軟件開發(fā)工具：Visualstudio嵌入式操作系統(tǒng)：WindowsCE.net6.0其它選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第18頁運(yùn)行環(huán)境選擇服務(wù)器：待定工作站：研祥P42.4G/DDR512M/80G/100M/操作系統(tǒng)：Windowspro嵌入式開發(fā)平臺(tái)：華恒ARM9選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第19頁工作流程和簡明需求選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第20頁經(jīng)典選礦廠工作流程選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第21頁選礦流程與管理流程互聯(lián)按選礦廠主流程分解,粗略產(chǎn)生20個(gè)子流程每個(gè)子流程所要關(guān)注或監(jiān)控內(nèi)容付后在選礦流程外,還存在礦廠管理流程依據(jù)企業(yè)實(shí)際情況,可能需要對(duì)其信息化進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,除工業(yè)以太網(wǎng)用于選礦流程外,還需要工廠辦公網(wǎng)對(duì)監(jiān)控情況進(jìn)行管理二流程合一需要嚴(yán)格日志統(tǒng)計(jì)和權(quán)限控制選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第22頁選礦子流程概要需求流程編號(hào)流程名稱監(jiān)控內(nèi)容控制內(nèi)容1原礦石原礦來料量傳送帶、電源開關(guān)2粗破碎送料量控制、風(fēng)機(jī)、閥門傳送帶、電源、風(fēng)機(jī)、閥門3中破碎送料量控制、風(fēng)機(jī)、閥門傳送帶、電源、風(fēng)機(jī)、閥門4篩分送料量控制、風(fēng)機(jī)、閥門傳送帶、電源、風(fēng)機(jī)、閥門5粉礦入庫送料量控制傳送帶、電源6一段磨礦送料量控制、進(jìn)水量、閥門傳送帶、電源、閥門7螺旋分級(jí)送料量控制、進(jìn)水量、閥門傳送帶、電源、閥門8一段磁選送料量控制、進(jìn)水量、閥門傳送帶、電源、閥門9旋流器分級(jí)送料量控制、進(jìn)水量、閥門傳送帶、電源、閥門10二段磁選送料量控制、進(jìn)水量、閥門傳送帶、電源、閥門11濃縮磁選送料量控制、進(jìn)水量、閥門傳送帶、電源、閥門12精礦過濾送料量控制、進(jìn)水量、閥門傳送帶、電源、閥門13鐵精礦入庫送料量控制傳送帶、電源14細(xì)破碎送料量控制、風(fēng)機(jī)、閥門傳送帶、電源、風(fēng)機(jī)、閥門15干式磁選送料量控制、風(fēng)機(jī)、閥門傳送帶、電源、風(fēng)機(jī)、閥門16干選尾礦送料量控制傳送帶、電源17二段磨礦送料量控制、進(jìn)水量、閥門傳送帶、電源、閥門18尾礦入庫送料量控制傳送帶、電源19尾礦濃縮送料量控制、進(jìn)水量、閥門傳送帶、電源、閥門20循環(huán)水進(jìn)水量、出水量、閥門閥門選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第23頁初加工監(jiān)控系統(tǒng)界面選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第24頁經(jīng)典子流程監(jiān)控界面選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第25頁經(jīng)典控制過程旋流器給礦濃度控制選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第26頁經(jīng)典控制過程給礦量控制回路選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第27頁經(jīng)典控制過程泵池液位和旋流器入口壓力控制選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第28頁控制室效果圖選礦自動(dòng)控制與分析系統(tǒng)詳述第29頁系統(tǒng)功效對(duì)生產(chǎn)流程中關(guān)鍵部位進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控依據(jù)需要對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)