德兴铜矿,江西铜业集团的主干矿山,是世界上主要的斑岩铜矿之一,也是中国最大的露天有色金属矿山。拥有已探明的铜矿石储量16.3亿吨,现保有13.2亿吨,铜金属量超500万吨。德兴铜矿排水系统采用两级模式,从负130米泵房排水至负10米蓄水池,再排至外部水库。两泵房无联动,设备陈旧,自动化程度低,操作依赖经验。系统操作复杂,电费高,安全性能低。为降低成本、提高效率,需改造成智能化排水系统,实现自动控制泵启停、均衡运行时间、优化排水时间、降低电费,减少操作员劳动强度和误操作风险。
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工艺要求及控制方案 德兴铜矿采矿场新增加的控制系统,监控负10米泵站的6台高压电机、4台中开泵、2台真空泵、14台电动球阀、20台电动执行器、24个压力、4个流量、3个液位和辅助电力设备,同时与负130米泵站联动控制。由蓝普锋PLC实时采集数据,通过上位机手动或自动启停相关设备,实现无人值守,并自动生成运行报表。
系统构架及主要硬件说明
德兴铜矿排水系统自控系统拓扑图,如下所示:
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图1 泵站监控系统拓扑图
负10米泵站由RPC3000系列PLC进行监控,系统由1个主机架和2个扩展机架组成,机架上安装了冗余CPU模块、电源模块、CE通讯模块、DI模块、DO模块、AI模块和AO模块。移动潜水泵由RPC2000系列PLC进行监控,包括CPU模块及AI模块。RPC3000、RPC2000及负130米矿坑泵站原有控制系统融为一体,通过以太网与调度中心进行数据交互。
控制效果及优点
该系统以蓝普锋PLC为核心,结合上位机软硬件实现系统监控,具备高性价比与高可靠性。监控系统稳定可靠,满足设计要求,有效替代原有进口系统,并提升了自动化水平,支持无人值守,同时降低能耗。系统集中监控,操作简便,支持远程APP监控。系统环境适应性好,在-30℃~70℃环境下稳定运行,自带三防涂覆,适应恶劣环境。现场投运后,运行稳定,操作直观,维护高效。
经济、社会效益及推广价值
蓝普锋PLC在德兴铜矿泵站的应用,解决了人工操作中的效率瓶颈与安全隐患,标志着国产控制系统在高端工业场景中实现“从能用向好用”的跨越,为矿业装备国产化提供了可复制的技术范式。未来,随着国产PLC在更多高端场景的渗透,其技术红利将向全产业链外溢,为中国工业的高质量发展注入持久动能。
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图2 现场PLC控制柜
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图3 调度中心监控画面