浅析PLC在磷矿主排水泵自动控制系统中的应用

摘 要 现阶段，大部分的磷矿井下排水泵自动控制系统多数采用的是还是传统的继电器控制模式，但是该模式的自动化性能不高，不能够及时地在出现突发状况时做出反应，因此也会导致出现重大安全隐患，不能够适应现阶段磷矿产业的发展。本文主要分析了磷矿井下排水泵控制存在的问题，在此基础上提出了一套基于PLC的磷矿主排水泵自动控制系统应用方案，以此来有效实现对磷矿主排水泵的有效控制。

关键词 PLC;主排水泵;自动控制系统;磷矿

伴随着我国磷矿产业的不断发展，磷矿主排水泵自动控制问题也被广泛关注。新型的智能控制系统在磷矿主排水泵控制方面，能够有效优化磷矿主排水泵自动控制的目标，而PLC在磷矿主排水泵自动控制系统中的应用能够完成在线实时监测、故障报警以及问题记录、数据分析的功能。

1磷矿主排水泵控制存在的问题

现阶段，自动控制理论在我国磷矿生产企业之中已经被广泛运用，其整改生产与运作的过程中基本实现了自动化控制的应用，但是在实际的应用过程中并未取得理想的效果，甚至理论知识与实际情况存在严重不符的问题，使得自动控制设备出现较多的故障，或者一些设备被闲置，浪费了企业大量的人力、物力、财力[1]。同时，大部分磷矿主排水泵系统发展较为缓慢，磷矿主排水泵控制系统也多是沿用传统的人工控制模式，采取自动控制技术与设备的企业也不够健全，因此无法满足迅速发展的磷矿企业的发展。而PLC在磷矿主排水泵自动控制系统中的应用，能够有效解决技术落后与设备陈旧等问题，为磷矿主排水泵控制系统的运行提供保障。

2基于PLC的磷矿主排水泵自动控制系统的功能设计

结合磷矿的排水量与主排水泵设备的使用情况，基于PLC技术的磷矿主排水泵自动控制系统主要的功能分为以下几方面的功能：其一，控制功能，即利用PLC程序设计实现自动排水功能;其二，故障诊断功能，即实时动态的监测电机温度、电流以及电压情况，预定警戒值，超出这一警戒值则会自动报警停止运行，以此来保障设备安全;其三，参数显示功能，即利用人机交互界面来显示实时的排水量、电机温度以及管道压力参数等;其四，通信与监控功能，即利用数据交互与通信光缆，实现井下PLC与地面工控机组相互连接，将数据传输到地面调度指挥中心，以此来有效实现对设备运转状态及信息情况的反应。

3基于PLC的磷矿主排水泵自动控制系统架构层次

基于PLC的磷矿主排水泵自动控制系统所运用的是分布式集中控制方式，该系统的构成部分为五个方面，包括监控系统、CPU处理系统、数据信息采集系统、通信传输系统、逻辑处理系统。基于PLC的磷矿主排水泵自动控制系统运用三层分布式架构，自上而下共分为地面监控设备层、通信层与逻辑层以及设备层。

首先，监控设备层。其构成部分包含工控机、监控组态软件以及可集成工业电视系统，连接的方式是运用光缆及各工作面站点PLC组件以及网络监控设备等。工控机组态软件主要是收集主排水泵的运行数据，同时将信息传输到地面調度中心。

其次，通信与逻辑层。这一部分是自动控制系统的核心内容，相关数据的采集、处理、故障分析以及存储等功能都是由PLC实现。该系统通过分析水位变化来控制主排水泵，收集设备的运行状态、电机温度以及排水量等，并将数据显示到触摸屏中，然后利用数据交换来将相关情况传输到地面PLC控制中心[2]。

最后，设备层。包括主排水泵、电机、管道以及阀门。主要方式在原有的磷矿排水系统设备中加装传感器的方式，转变原本的手动控制阀门方式，运用电控阀门，加装真空泵来实现对水泵的自启动与停止的控制。而针对出现故障问题无法自启动的风险，将闸阀换成真空射流手动闸阀与电动两用闸阀，同时增加真空泵，提升系统运行的稳定。

4基于PLC的磷矿主排水泵自动控制系统程序设计与应用

4.1 PLC程序设计

首先，对硬件模块组态与软件进行调试，形成网络中的各个模块，同时对模块的数据进行设置，确定硬件模块组态的输入与输出模块，即I/O模块地址，以此来对控制程序的编制形成良好的顺序基础。其次，在PLC启动之后，需要进行初始化的设置，选择手动或自动控制设计，然后进入到系统控制程序流程。控制程序流程的构成模块包含水仓水位及运行状态的检测、故障诊断与报警、水泵机组启停以及故障启停等模块。对已经下载编制好的程序进行调试，选择STEP7软件运用在线连接的方式，对程序运行状态开展实时的动态监测，对数据强制更新，对输入与输出信号进行强制开/关功能等方面进行调试。

4.2 组态软件程序设计

组态软件程序的设计主要是生成人机交互界面，以此来有效的实施动态监测。所选择的是西门子的WINCC自动化监控软件设计程序，能够形成标准化输入、输出域，也能够生成棒图、趋势图与矢量图等，具备动态监测的功能，以此来实现对系统运行的可视化监控，利用人机交互界面来显示集成消息与故障诊断信息[3]。而水泵操作工利用设备显示触摸屏来实现对系统的控制。光缆及地面上位机能够实现同步的通信，以此实现远程监控的目标。

5结束语

基于PLC的磷矿主排水泵自动控制系统设计，能够利用科学的程序设计与技术改造，实现对磷矿主排水泵控制系统的自动化，减少人工成本，可视化的信息数据采集以及故障的处理与报警等，提升磷矿主排水泵系统的自动化与机械化水平，提高其稳定性与可靠性，达到降低增效的目标。

参考文献

[1] 姜海鹏，秦鹏.基于PLC的磷矿主排水泵自动控制系统设计分析[J].电子制作，2014（16）：233-234.

[2] 边晋.PLC在磷矿主排水泵自动控制系统中的应用[J].机械管理开发，2018，33（8）：201-202.

[3] 夏希武.PLC技术在井下排水系统中的应用研究[J].能源与节能，2015（11）：138-139.

作者简介

李灿（1990-），男，湖南省涟源市桥头河镇人;学历：大学本科，现就职单位：贵州鑫新实业控股集团有限责任公司，研究方向：机电。