德興銅礦，江西銅業(yè)集團(tuán)的主干礦山，是世界上主要的斑巖銅礦之一，也是中國(guó)最大的露天有色金屬礦山。擁有已探明的銅礦石儲(chǔ)量16.3億噸，現(xiàn)保有13.2億噸，銅金屬量超500萬(wàn)噸。德興銅礦排水系統(tǒng)采用兩級(jí)模式，從負(fù)130米泵房排水至負(fù)10米蓄水池，再排至外部水庫(kù)。兩泵房無聯(lián)動(dòng)，設(shè)備陳舊，自動(dòng)化程度低，操作依賴經(jīng)驗(yàn)。系統(tǒng)操作復(fù)雜，電費(fèi)高，安全性能低。為降低成本、提高效率，需改造成智能化排水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制泵啟停、均衡運(yùn)行時(shí)間、優(yōu)化排水時(shí)間、降低電費(fèi)，減少操作員勞動(dòng)強(qiáng)度和誤操作風(fēng)險(xiǎn)。

工藝要求及控制方案 德興銅礦采礦場(chǎng)新增加的控制系統(tǒng)，監(jiān)控負(fù)10米泵站的6臺(tái)高壓電機(jī)、4臺(tái)中開泵、2臺(tái)真空泵、14臺(tái)電動(dòng)球閥、20臺(tái)電動(dòng)執(zhí)行器、24個(gè)壓力、4個(gè)流量、3個(gè)液位和輔助電力設(shè)備，同時(shí)與負(fù)130米泵站聯(lián)動(dòng)控制。由藍(lán)普鋒PLC實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，通過上位機(jī)手動(dòng)或自動(dòng)啟停相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)無人值守，并自動(dòng)生成運(yùn)行報(bào)表。

系統(tǒng)構(gòu)架及主要硬件說明

德興銅礦排水系統(tǒng)自控系統(tǒng)拓?fù)鋱D，如下所示：    

圖1 泵站監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D

負(fù)10米泵站由RPC3000系列PLC進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)由1個(gè)主機(jī)架和2個(gè)擴(kuò)展機(jī)架組成，機(jī)架上安裝了冗余CPU模塊、電源模塊、CE通訊模塊、DI模塊、DO模塊、AI模塊和AO模塊。移動(dòng)潛水泵由RPC2000系列PLC進(jìn)行監(jiān)控，包括CPU模塊及AI模塊。RPC3000、RPC2000及負(fù)130米礦坑泵站原有控制系統(tǒng)融為一體，通過以太網(wǎng)與調(diào)度中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

控制效果及優(yōu)點(diǎn)

該系統(tǒng)以藍(lán)普鋒PLC為核心，結(jié)合上位機(jī)軟硬件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控，具備高性價(jià)比與高可靠性。監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，滿足設(shè)計(jì)要求，有效替代原有進(jìn)口系統(tǒng)，并提升了自動(dòng)化水平，支持無人值守，同時(shí)降低能耗。系統(tǒng)集中監(jiān)控，操作簡(jiǎn)便，支持遠(yuǎn)程APP監(jiān)控。系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性好，在-30℃~70℃環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，自帶三防涂覆，適應(yīng)惡劣環(huán)境。現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)后，運(yùn)行穩(wěn)定，操作直觀，維護(hù)高效。

經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益及推廣價(jià)值

藍(lán)普鋒PLC在德興銅礦泵站的應(yīng)用，解決了人工操作中的效率瓶頸與安全隱患，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)在高端工業(yè)場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)“從能用向好用”的跨越，為礦業(yè)裝備國(guó)產(chǎn)化提供了可復(fù)制的技術(shù)范式。未來，隨著國(guó)產(chǎn)PLC在更多高端場(chǎng)景的滲透，其技術(shù)紅利將向全產(chǎn)業(yè)鏈外溢，為中國(guó)工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展注入持久動(dòng)能。  

圖2  現(xiàn)場(chǎng)PLC控制柜

圖3 調(diào)度中心監(jiān)控畫面