张家洼铁矿空压站自动化改造

1、张家洼铁矿空压站自动化改造摘要：随着时代的发展，矿山企业也进入了设备大型化、自动化的发展模式， 自动化系统的投入不仅能够提高作业的安全性，同时对降低生产成本有着显著的 作用。张家洼铁矿空压站作为井下供风的主要站点，每天电能的消耗量惊人，而 且现场需要配备岗位工值守，既增加用工成本乂增加一定的安全系数，本文通过 对其站内的螺杆空压机进行自动化改造后，实现了螺杆空压机的自动启、停及空 压站的无人值守。关键词：矿山企业；自动化：螺杆空压机：无人值守-XZ- -JL-.前弓：张家洼铁矿是鲁中矿业有限公司主体生产单位之一，新建成的大型地下开采的采选联合 矿山企业，矿区辖有张家洼和港里两个矿床，是国内罕见

2、的开采难度大的地下铁矿山。1改造的背景张家洼铁矿目前共有5台空压机，其中1号机、5号机均为离心式空压机，2#、3#、4# 空压机为寿力螺杆式空压机(TS32S-450HWC)。口常运行模式为：1#机或者5#机常开，空 压站岗位工通过观测风压变化来加开2#、3#、4#空压机，因此经常会出现用风量减少风压增 大，空压机处于卸荷后才开始停机的现象，既费电增加了设备的功耗。为解决这一问题，我提出能否利用主管路的风压变化来控制空压机的启、停。经沟通， 寿力厂家表示他们有一套完整的自动化控制系统(基于modebus通讯)，但是需要购买他们 的后台用以解密整个费用算下来差不多20万。经过技术沟通后，我认为可

3、以放弃厂家提供的modebus通讯协议控制模式，利用设备的 远程控制节点，自己组建一套PLC控制系统，实现螺杆空压机的自动启停。2设备的选型2.1PLC的选型根据我们的初步设计，本次的自动控制PLC输入点在15-20个左右，输出点在5-10个左 右，考虑后期如果再进行改造需要增设一部分输入/输出点，我们决定选用西门子中小型编程 控制器：200smartSR60继电器系列可编程控制器和配套的EM AE04模拟量模块。200smart系列是西门子公司针对中国市场推出的中小型可编程控制器，有专业配套的小 型编程软件，上手较快，而旦其CPU模块本体标配以太网接I I,集成了强大的以太网通信功 能，更便

4、于后期程序的修改，程序的上传速率仅需几秒即可完成。2.2触摸屏的选型选用了与200Smart配套的Smart700IE触摸屏，可用配套的Wince Flexible进行人机界面 程序的编录。2.3压力变送器的选型压力变送器作为模拟量的输入点，根据风压的峰值我们选用了 0-IMpa, 4-20ma电流型 的风压变送器来采集风压信号。3自动控制系统的组建3.1输入、输出点的计算：因1#机、5#机是离心式空压机，经查阅相关资料并与厂家沟通后不建议将离心式空压机 介入远程控制模式，2#、3#、4#空压机均是美国寿力厂家的产品，经与厂家技术人员沟通后, 每台空压机可提供给我们：“远程”、故障”、运行状态

5、”、启动/停止 4个节点，其中前3 个可作为PLC的输入点使用，停止作为输出点。同时我们又增设了启动”、停止”、复位”3 个输入点，“报警1个输出点。3.2组网我们将PLC、触摸屏集中安装在一台操作柜内，经控制电缆与空压机连接后组建远程控 制系统。3.3各项保护功能33.1编入多个时间继电器，避免了空压机的同时启动、停止，确保了每台空压机之间的 时间间隔，同时保证了停止以后的二次启动的时间间隔3.3.2设定停止按钮必须按2秒以上方可起作用，避免出现误操作停机现象。33.3增设报警功能。主要是针对出现故障停机、气压低的状态的报警，通过蜂鸣器提醒, 同时触摸屏内设报警记录，可查看当前报警信息。3.

6、3.4为配合空压站自动化系统的运行，我们又增设了自动补水装置。4改造后实现的功能检测考虑实际运行需求，设计了四种运行模式：第一种：2#、3#、4#空压机全部上线运行（主程序）o第二种：2#机下线保养,3#、4#机上线运行。第三种：3#机下线保养，2#、4#机上线运行。第四种：4#机下线保养,2#、3#机上线运行。经过多次调试试验后，螺杆空压机完全可以根据风压启、停。5改造后的效益改造前3台空压机（额定功率338kw/h）,每天的总运行时间为42小时，自动化系统上 线后，总运行时间降低至23.4小时，同时将四名空压站岗位工全部转岗，经过计算每年可节 约成本近160万元。6结束语张家洼铁矿空压站自动化项目改造的很成功，作为一个资源性的矿山企业，成本降低了, 能增加在市场上竞争彼码，随着社会的发