铅冶炼全自动化运输线机组的研制

彭 俊

（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

铅冶炼全自动化运输线机组的研制

彭 俊

（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

介绍一套自主研发的铅冶炼全自动化运输线机组，重点阐述该运输线机组电气控制系统设计思路及特点。该机组结合了九江铅锌冶炼厂铅系统生产实际情况和工艺要求，全自动化的高效工作和运行模式，大大降低了人力，物力的投入，多种模式和便捷的应用加上稳定的运行，更节约了维修时间和成本。

设备国产化；自动化；无线通讯技术；PLC；变频器

1 引言

九江铅锌冶炼厂铅系统运输线机组是由冶金化工工程有限公司自主研发、设计、制造的一套适用于各种行业流水线生产作业的运输线机组。该机组是在对比传统铅生产工艺的基础上，遵循循环经济的科学生产设计理念，结合九江铅锌冶炼厂铅系统生产实际情况和工艺要求，通过一年的时间设计完成并投入生产。整套机组研制基于一体化系统设计，全自动化控制逻辑，高效节能的运行模式，采用PLC控制，易于维护和扩展；电机采用变频调速控制，节能高效，大大提高了机组的可靠性和稳定性；全中文式人机对话系统，使操作变得直观而简单。该系统包括完备的报警信息系统，使机组的故障处理变得简单、高效而快速，同时根据用户需求，完善了机组功能模式，能够轻松便捷的应对各种突发事故。

2 运输线组成及工艺流程简介

铅锌冶炼厂铅系统产品有铅阳极、析出铅板、铅残极板等，都分别存放在分散独立的区域，因此设计的铅系统运输线机组由阳极板转运小车，析出铅运输线机组、残极板转运小车、残极板运输线机组几部分组成。

铅系统运输线机组输送流程如下：

图1 铅系统运输线机组输送流程图

铅阳极板通过阳极转输小车，运送至铅电解区域，电解后的析出铅通过洗涤机组后进入析出铅运输线，由析出铅运输线运送至电铅锅区域，进行最后的铅锭浇铸。电解后的铅残极通过残极板转运小车运送至残极运输机组，由残极机组将残极板运输至电铅锅，完成一次生产周期，而电铅锅融化之后的铅水再由立模机组浇铸成阳极板，从而实现循环生产。

3 电气控制系统设计

铅冶炼运输线机组自动化控制系统结构见图2，机组控制核心采用PLC（欧姆龙CS1G-CPU63H系列）控制，以太网模块（欧姆龙CS1W-ETN21-V1系列）搭载完全自主设计、研发的全中文人机对话系统（欧姆龙NS12-TS01B-V2系列触摸屏），总线模块（欧姆龙CS1W-DRM21-V1系列）搭载远程I/O模块［1］，采用Devicenet网络通讯平台轻松实现远端过程控制。

图2 控制系统结构图

图3 铅运输线机组线体总况图

铅冶炼运输线机组采用电机传动方式，变频器采用ABB PowerFlex 750系列，使整个机组的运行更加平稳，定位更加精准，轻松实现无极变速，大大加强了整个机组运行的灵活性［4］。

设计特点如下：

（1）机组采用Devicenet网络通讯平台，是一种简单、廉价而且高效的网络解决方案［6］。Devicenet是一个开放式的网络标准，Devicenet协议可通过同一网络，在处理数据交换的同时对Devicenet设备进行配置和参数设置，是复杂的系统试运行和维护变得比较简单［2］。

（2）运载小车采用低压36V三相导电轨取电，确保操作安全。小车侧部安装三相集电器，通过集电器把36V的电压通过小车上的升压变压器转换为380V，为小车提供动力和控制电源。

运载小车采用无线通讯技术，轻松实现运载小车的无线遥控和PLC的远端过程控制，真正实现小车和控制柜的完全“分离”，在技术上是一种突破和进步［1］。使用无线通讯大大简化了施工硬接线的敷设，减少了故障点。运载小车的行走和提升电机均采用变频控制，小车运行平稳，定位精准，同时小车还配备了3色指示灯和报警器，使运行更为安全，设备的报警系统完备，安全系数高。

（3）铅系统运输线属于重载性机组，要求在较小的启动电流中获得较大的启动转矩，所以运输线采用变频控制［5］。变频器可以启动重载负荷，起动电流小、起动平稳、对设备冲击小，同时机组也更加节能，可降低生产成本，通过和PLC相连，得到运行状态指令，轻松实现电机的启动，停止及调速等功能，使控制变得更方便，控制系统更简单［3］。

图4 铅运输线机组区域状态界面

（4）残极运输线机组负责运送铅残极板至电铅锅进行回炉融化，机组同样在PLC程序设计方面，采用功能能块程序化处理，残极运输线机组顶升系统采用气动方式，不仅可以满足生产的需要，同时也减少了建立液压站的费用，对环境没有污染，作业环境好。

表1 几种国内常见运行方式对比一览表

（5）为了方便操作，自主研发了全中文触摸屏人机对话系统（见图3、 图4），根据生产和用户的需求，对机组设计了全开式机组状态显示功能，在人机对话系统界面上能全面显示出机组的状态，操作人员可轻松、准确的掌控机组当前的运行状况，同时机组具有准确的计数功能，能准确计算和显示出运输线上铅跺的数量和全天的铅跺入锅数量。

在人机对话系统中，设计添加了详尽的报警信息指示，当机组出现故障时，在人机对话系统中能快速找出故障原因，便于故障的处理和及时的恢复。

4 经济效益和社会效益

铅冶炼运输线机组设备的国产化，全自动化的高效工作模式和运行模式，大大降低了人力，物力的投入。机组多种模式和便捷的应用以及稳定的运行，更节约了维修时间和成本。机组的设计的优化，以带减速机的变频电机驱动带滑轮的拖链传动方式代替传统的叉车或小火车运输铅跺/铅板，大大降低了运行费用，节省了能源，减少了废气量的排放（见表1）。

5 结束语

国产化设备可以更有效的贴合工厂生产的实际需要，从性能和适用性上都更加优于进口设备，并且大大的降低设备投入成本。这套铅系统运输线自投产以来，运行稳定、故障率低于铅系统的其他进口设备，在铅冶炼行业具有很好的推广价值，在同类行业中具有很大的应用价值。

［1］欧姆龙自动化（中国）有限公司. 欧姆龙工业自动化产品选型指南[J]. 2010:377,405.

［2］王仁祥, 王小曼. 现代可编程序控制器网络通信技术[M]. 北京:中国电力出版社, 2006:125-130.

［3］张燕宾. 变频调速460问[M]. 北京:机械工业出版社, 2007:349-350.

［4］罗克韦尔自动化有限公司. PowerFle750系列交流变频器用户手册[J]. 2011:1-23

［5］吴浩烈. 电机及电力拖动基础[M]. 重庆:重庆大学出版社, 2003:169-170.

［6］邱松伟. 可编程控制器网络通信及应用[M]. 北京:清华大学出版社, 2000:3-5.

Manufacture of Automatic Transportation Lines of Lead Smelting

PENG Jun
（Guixi Smelter of Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

In this article, a series of automatic transportation lines to the lead smelting with independent research and development is introduced, the design proposal of electric control system and characteristic are elaborated. Combined with the actual production and process requirements of Lead production line in Jiujiang lead and zinc smelter, the automatic transportation line with which fully automatic efficient working and operating mode, highly reduces the labor and Resources. A variety of patterns and convenient application as well as reliable operation even more saves service time and costs.

localization of equipment；automation；wireless communication technology；programmable logic controllers；frequency transformer

TF812

A

1009-3842（2015）05-0072-04

2015-08-10

彭俊（1982-），男，四川内江人，本科，主要从事电气检修工作。E-mail:174451607@qq.com