君正矿业新建石灰石选矿项目控制系统
投稿人：内蒙古祺韵光迅科技有限公司-销售部-技术支持工程师-闵锐
【工程名称】
乌海市君正矿业有限责任公司300万吨/年电石灰岩选矿项目控制系统
【工程地点】
内蒙古自治区乌海市海南区西卓子山水泥厂北石峡谷南矿区
【自然环境】
乌海市君正矿业有限责任公司地理坐标为东经106.81度北纬39.44度，位于内蒙古自治区乌海市海南区西卓子山水泥厂北石峡谷南矿区。海南区地处鄂尔多斯台地西部的褶皱地带，高峻峭拔的桌子山自北向南延伸。海南地区处于大陆深部，属暖温带大陆性气候。干燥度达4.05度，为极干旱荒漠区。气候特征是降水量少，蒸发量大，干燥多风，日照时间长，太阳辐射强，昼夜温差大。四季分明，冬季漫长，天气寒冷，寒潮频繁，降雪稀少；夏季稍短，高温炙热，风速大，季末降水增多；春季回暖快，大风多，风沙大；秋季初时降水较多，随着季风南撤；降水逐渐减少，大风不多，气候宜人。
【甲方介绍】
内蒙古君正能源化工集团股份有限公司(简称:君正集团，股票代码:601216)，2003年创建于乌海市，是全国循环经济示范基地、中国化工企业500强、国家级高新技术企业和自治区60户重点企业之一。公司业务涉及煤炭、电力、化工、特色冶炼、商业贸易等领域。旗下子公司有：乌海市君正矿业有限责任公司、内蒙古君正化工有限责任公司、君正发电事业部、锡林浩特市君正能源化工有限责任公司、乌海市神华君正实业有限责任公司、乌海市君正商贸有限责任公司、乌海市君正供水有限责任公司。
乌海市君正矿业有限责任公司成立于2006年08月11日，注册地位于内蒙古自治区乌海市海南区西卓子山水泥厂北石峡谷南矿区，法定代表人为郝翔。经营范围包括生产销售白灰、矿石；煤矸石、灭火工程煤、土石方剥离、高岭石；煤炭开采、煤炭销售；石灰石开采及销售。乌海市君正矿业有限责任公司是集矿山和白灰生产、销售为一体的矿山性企业。该矿山率先采用目前国内先进的新型结构活性石灰窑，具有投资少，投入产出率较高、技术成熟可靠、消耗低、操作简单、易于掌握等优点，属于节能环保型的项目。
【政府支持背景】
乌海市政府也对石灰石产业大力支持，在《乌海市人民政府办公室关于推动全市石灰石产业高质量发展的实施意见》一文中提到以推动全市石灰石产业高质量发展为目标，优化石灰石资源开发模式，促进产业结构调整和矿产资源整合，提升矿产资源节约集约利用水平和服务保障能力，推动石灰石产业向高端化、智能化、规模化、集约化、绿色化发展。目标到2025年，石灰石资源对全市经济社会发展的保障能力显著提升，石灰石地质调查进入新阶段。
到2025年，石灰石矿业经济规模化程度显著提升，已划定的石灰石矿山整合区完成整合工作，初步形成石灰石产业集群，上中下游产业有效衔接、大中小企业互联互动，促进石灰石企业资源整合，产业结构优化；到2025年，石灰石产业绿色发展水平显著提升，地质勘查、开采达到绿色化水平，现有大中型石灰石生产矿山及新建、改扩建矿山全面达到绿色矿山建设标准；到2025年，石灰石产业科技创新能力显著提升，生产加工能力向智能化水平迈进，各区至少建成1处“5G+智慧矿山”示范基地。
【系统配置】
硬件部分：控制系统采用罗克韦尔自动化Allen-Bradley ControlLogix 5570系列控制器；主控控制柜一台，内含ControlLogix 17槽机架、电源模块、ControlLogix 5571控制器、EtherNet/IP通讯模块、数字量模拟量模块若干；远程IO柜一台，内含ControlLogix 7槽机架、电源模块、EtherNet/IP通讯模块、数字量模拟量模块若干。
软件部分：上位系统采用罗克韦尔自动化FactoryTalk平台FactoryTalk View SE软件，下位编程软件从用罗克韦尔自动化 Studio5000软件。
【项目介绍】
本控制系统工程于2017年由我公司完成自动化控制系统调试，稳定运行至今六年有余，其中每年都有配合现场进行提标改造增容计划，由之前仅有一台PLC主控柜后增加了一套远程IO柜，今年还对远程IO柜进行增容盘柜改造及控制系统增容添加尾料筛分功能增加调试，目前系统运行良好。
本控制系统与2017年完成建设及自动化控制系统调试运行，主要被控设备有重型板式给料机、2台振动筛、2台双持辊破碎机、4条皮带、2台除尘器、2台空压机、3台雷达料位计、6个齿辊卸料阀等。历时一个月紧张的控制系统单调联调系统调试，顺利完成石灰石矿整体的自动化调试运行；控制系统包含解锁手动模式、连锁手动模式、连锁自动模式，可以单独单设备根据工艺流程依次启动，也可以直接通过自动控制系统一键启动，实现了工业自动化控制的工艺要求。
图1：控制系统2017年第一版上位系统主画面
2018年君正矿业提出升级改造需求，计划将控制系统中的放料工作移除中控，增加两台可移动Pad交由大车司机实现智能化放料需求，随后我公司积极响应，设计了不同的方案交由客户选择，最终选用工业三防Pad+力控科技ForceControl软件与主系统通讯方案，实现君正矿业石灰石选矿系统筒仓可视化放料系统各功能的实现。
在2019年原有的1台筒仓可视化放料系统Pad无法满足现场需求，又与我公司合作签订合同新增补了一台筒仓可视化放料系统Pad，实现两台Pad同步放料装车工作效率进一步提升。
图2：君正矿业石灰石选矿系统筒仓可视化放料系统界面
2022年现场产能不断提升对自动化控制系统也提出了更高的要求，君正矿业现场再次提出升级改造需求，现场计划增加1台双持辊破碎机，以实现三层破碎多次筛分的控制工艺需求，我公司积极响应现场要求，配合优化自动化控制系统各部分功能，同时增加新增的3号双持辊破碎机控制功能接入原自动化控制系统中。
由于原有PLC主控制柜容量已满，本次新增了一台远程IO控制柜，包含一组罗克韦尔自动化 Allen-Bradley ControlLogix系列控制器机架及IO模块；上位系统同步进行升级优化增加新增的3号双持辊破碎机控制及显示功能。
图3：控制系统2022年第改造后上位系统主画面
2023年现场产能进一步提升，君正矿业现场再次提出升级改造需求，现场计划增加尾料筛分部分，需要配合增加修改对应部分控制柜、控制系统程序及上位画面，我公司积极响应现场需求不断沟通细化工作内容，为客户提供合适现场的升级改造方案。本次增加的尾料筛分系统主设备包含2条皮带、1台振动筛、1台除尘器、2台雷达料位计和4个齿辊卸料阀等。在原有远程IO柜现场设计盘柜由单面柜升级为双面柜，增加数字量模拟量IO模块若干，柜内元器件的现场盘柜等工作。
最终历时一周在我司两位工程师和现场客户不断测试系统联调后实现了现场升级改造需求，尾料筛分放料等功能全部实现自动化控制，直接发稿前以稳定运行1周，得到了客户的一致好评。
图4：控制系统2023年增加尾料筛分后最新上位系统主画面
截止发稿本自动化控制系统已稳定运行6年左右，为客户带来了客观的收益。未来我们也将积极与客户交流沟通，不断配合优化现场系统化控制系统，当现场出现问题时我们也会积极响应及时派出工程师远程和现场处理。我司专业的工作服务得到了君正集团各领导的一致肯定，后续我们将继续紧密合作，互利共赢，共同发展！