西門子應用帕拉波拉銅礦(南非)案例

南非帕拉波拉銅礦是世界上最大的銅礦之一。該地區的露天銅礦開采始自1996年，最初預計的開采期限僅為20 年。隨著生產率的提高，對含礦層進行了更為經濟的開采，從而延長了銅礦的開采期限。

背景
研究表明，在露天礦場的最底部還蘊藏有含礦層。國際 專家將長達1公里以上的礦床劃分為探明儲量型。因此，帕拉波拉礦業公司決定進行地下開采。次表層分區開采的 日開采量可達30,000噸，這是最大限度地開采礦床的一 種經濟可行的方式，能夠保證帕拉波拉銅礦至少可以再 開采20年。在開采次表層礦床時，計劃使用現代化的自動設備和遙控機械，以便進一步提高采礦作業的效率。設 備的關鍵要素是通信網絡，該網絡必須確保任何時候都 能進行可靠的數據傳輸，無論是在容易發生爆炸危險的 地下礦場，還是露天礦場。

設計理念
帕拉波拉礦業公司決定在整個礦場安裝一個信息與數據網絡(綜合信息網絡，IIN)。這一通信網絡分為下列兩個部分：
· 生產實時監控系統
· 機器設備自動化系統

其目的是增加日間作業次數，提高生產力，整合數據采集 與診斷功能，并且提高自動化程度。另一方面，該系統 旨在為管理層提供整個礦場的全方位信息。同時，控制臺的操作人員需要對地下開采活動進行直接監控。

為了對機械設備進行控制，礦場各級部門都使用開放式的通信標準。在控制級使用工業以太網，現場級使用PROFIBUS-DP和PA，而在傳感器／執行器一級則使用AS-Interface。在控制級，每部PLC控制器(西門子S7-400)均與PC機進行通信，并通過工業以太網與主控制器進 行通信。在不易發生爆炸事件的露天礦場，可使用 PROFIBUS-DP作為現場設備，連接遠程I/O、驅動器、操 作面板、電機保護裝置、控制設備與PLC。Pepperl and Fuchs公司的分段連接器、西門子公司的DP/PA鏈路可以 將用于地下現場設備的防爆PROFIBUS-PA網絡與DP網絡 進行連接。并且，將來自不同廠商的壓力、溫度、流量 變送器 ( E+H 公司 ) 和控制閥 ( Samson 公司 ) 連接到 PROFIBUS-PA。

總結

帕拉波拉銅礦的地下開采活動正在按計劃實施。現代化 的開放式通信技術的運用，在安裝、硬件和工程設計方 面節約了大量成本。此外，從數字通信的優勢中也獲得 了效益。例如，設備的所有診斷數據都能從現場設備直 接傳送到控制室內，從而增強了可靠性，并大大減少了 車間的停工時間。先進的的診斷功能允許進行預防性維 護和計劃保養。另外一個明顯的優點是，在PROFIBUS- PA網絡中對不同生產廠商提供的現場設備進行操作與配 置時，只需要一項工程設計工具(PDM)即可在網絡上實 現。
在對現用的所有工業通信系統進行全面分析之后，帕拉 波拉礦業公司選擇了PROFIBUS總線 — 一種最適合H2 區域(露天礦場)和H1區域(地下礦場)的現場總線系統。該系統輕松滿足了網絡方面的所有技術要求。