RTU在液位自动控制中的应用

   国内某选矿厂的浮选车间由球磨机处理矿石形成原矿矿浆，进入泵池后由4台90kW电机驱动4台抽矿泵浆将矿浆抽到浮选设备，4台电机和泵平均分为2组，一组为工作组，另一组为备用组。在生产过程中，由于来矿矿量、球磨机处理量及其运行台数的变化，常常造成泵池中液面波动较大。正常稳定工作的要求是：泵池的液位保持相对稳定，若矿浆液面过高而溢出，就会造成矿浆溢流损失；若矿浆液面过低，使抽矿管路开口露出液面，就会造成空气进入泵内，不仅降低了抽矿效率，而且容易发生泵的"喘气"事故。因此研制一种泵池液位自动控制系统，保证选矿厂工艺过程稳定正常运转，是生产中提出的迫切要求。    控制方案 根据选矿厂的具体需求，提出一种新型的液位自动控制系统,由远程测控单元RTU和一台变频调速器为核心构成,采用PID 调节控制方法, 电机变频控制泵池液位的相对稳定，保证生产正常运行，并且在车间监控室设有监控计算机,实现矿浆液位和各台电机和抽矿泵的运行情况远传到车间监控室,实时监控车间矿浆液位, 各台电机和抽矿泵的运行情况。该方案运行可靠性高,自动化程度高.    一台‍‍RTU‍‍、一台变频器和一台工作站,液位传感器实时采集液位数据,，RTU和工作站设备之间采用RS485串行通信方式,实施数据传输。原矿矿浆进入泵池后， RTU进行处理，RTU通过RS485总线将处理信号传给变频器，变频器通过两组接触器实现4台电机的软启动和变频调速任务。抽矿泵通过管道开口于泵池底部，当液位高于管道开口时即可将矿浆抽走，并且在保证一定扬程时，可将矿浆抽到浮选设备。同时，RTU将处理信息远传到车间工作站，实时监控泵池的液位和各台电机及泵的工作情况。     变频器驱动电机和抽矿泵的工作原理是:根据来矿量和液位的高低来实现启动和停止电机. 通过调节电机的转速控制抽矿流量, 当来矿量增大，液位增加时，变频器首先将该电机迁入工频运行，然后切换到三相电源，并启动同一组中的另一台电机进入变频调速运行 反之, 液面减低时，停下工作组最后启动的一台电机，从而保证液位的相对稳定。 五 软硬件实现:监控计算机选用了工控机.RTU采用北京安控公司SuperE RTU远程测控单元，具有RS-485总线接口, 变频器采用普传公司的90KW变频调速器，液位检测采用超声液位计，这种非接触式的传感器可靠性高，不承受直接的磨损，适合于选矿厂较为恶劣的环境，超声液位计可实时检测泵池中矿浆的液位值，测量信号通过4-20毫安接口进入RTU进行数据的处理。由一组交流接触器负责4台电机与变频器连接或与三相交流电连接的切换控制，这些切换控制工作由RTU的输出触点完成。    北京安控公司SuperE RTU具有自带小组态Edraw功能,(如图所示),可以在RTU本身的LCD显示屏上编程组态,模拟电动机和泵工作状态,实时显示设备运行状态数据值,可以实现现场监控,另外和车间工作站之间实现RS485通讯通信波特率采用9.600bit/s，传输距离可达1200米远传数据,实现远程监控,这样实现了两级监控, 提高了对突发事件的响应能力另外，,增强了系统的可靠性. RTU 本身带有工业触摸键盘输入的功能.键盘功能分为系统功能键和用户自定义键.系统功能键包括0~9,翻页.前后.上下等键实现数字输入,翻页浏览等功能用户自定义键包括F1~F8,可以在上位机组态软件中自定义键盘功能.此系统中,用户自定义键为: *4台电机的手动启动按钮，供系统检修、维护和特殊情况下使用。    *自动按键，包括工作组和备用组的自动按钮，分别控制哪组电机和抽矿泵可以投入自动运行。 *检修按键，包括工作组和备用组的检修按钮。当工作组的检修按钮按下时，只能由备用组的电机和泵运行，并且最多只能是备用组的两台电机和两台泵同时运行，反之亦然。 软件设计包括RTU的梯形图和Edraw组态编程设计，变频器的编程设计。    下面仅以RTU的编程设计为例简要说明，在电源开关和自动按钮按下时，进行RTU的初始化工作，然后检测各台电机的可用情况，如果有一组电机为检修状态，则最多可使用另一组的两台电机进行工作， RTU带有PID调节功能,循回检测液位值，将给定的液位值与实际检测的液位值进行比较，对液位数值进行PID调节,启停变频器和电机工作，再将液位值和电机的工作情况在LCD屏幕上模拟显示，并且判断是否存在故障，如液位越过上、下限、电机异常工作等，在故障时发出报警，完成一个循环。