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某選廠磨礦分級作業自動化控制系統的應用

時間:2016-05-05   作者:紅星機器 返回列表

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隨著科學技術的迅猛發展,礦山設備的控制系統逐漸走向自動化方向發展,本文主要介紹某選廠磨礦分級作業的自動化控制系統的結構優化及應用。

一、磨礦分級作業控制內容

磨礦作業是選礦生產過程的重要環節,磨礦作業能耗約占整個選礦過程總能耗的一半左右,而且是影響經濟技術指標的重要環節,它直接制約著選礦產品質量和選礦回收率。磨礦產品的質量(粒度特性、單體解離度、濃度等),對選礦的后續作業有很大的影響,因此在選礦中居于十分重要的地位。磨礦控制系統是一個復雜的循環系統,具有隨機干擾因素多、過程機理復雜、非線性、大滯后、慣性大、各環節變量相互耦合作用大、參數的時變性和難以建立 的數學模型等復雜特性等特點。磨礦作業的給礦量、磨礦濃度、磨機負荷量、料球比、溢流濃度及細度等參數,對磨礦作業效率、產品合格率等有著直接的影響。磨礦控制系統是一個復雜的循環系統,具有隨機干擾因素多、過程機理復雜、非線性、大滯后、慣性大、各環節變量相互耦合作用大、參數的時變性和難以建立 的數學模型等復雜特性等特點。因此實現磨礦作業的優化控制需要從檢測手段、數據分析處理方法、控制技術等方面進行全面的開發。現場主要測控內容包括:

(1)給礦量的檢測和控制。在兩條給礦皮帶上各設一臺電子皮帶秤,用于檢測球磨機的給礦量和累計量。

球磨機

(2)通過控制給礦機的振動量來調節給礦量。原有給礦機為技術較為落后電磁振動給料機,礦量調節范圍十分有限,將振動給料機給礦機改為電機偏振式給礦機,并將原來的人工控制改為由變頻器控制。

振動給料機

(3)通過采集的數據建立數學模型,設定給礦水量。

(4)球磨機筒體內部的裝載量通過球磨機的電機電流量及球磨機筒體發出的噪音量,進行聯合檢測,根據兩個變量的大小及變化情況 判斷球磨機的負荷量以及鋼球量情況,并根據負荷量合理控制給礦量,確保球磨機在較好狀態下運行。

(5)由于該選礦廠的磨礦分級作業為一段閉路磨礦,沒有中礦返回再磨,可通過數據推理,設定分級溢流濃度的相關參數。

(6)給水量由電磁流量計檢測,通過電動閥來控制。

二、現場測控點設計及硬件配置

磨礦分級作業工藝流程通過電子皮帶秤檢測磨礦給料量,變頻器控制給礦機給礦量,電磁流量計檢測水流量,電動閥控制水流量,電流變送器來檢測電機電流,音頻檢測儀檢測球磨機噪音,溫度傳感器檢測磨機軸承溫度。用西門子S7-315PLC作磨浮系統控制主機,控制系統監控管理,通過CP5611使PLC與計算機通訊。磨機控制優化的關鍵是磨機負荷的檢測,球磨機筒體內部的裝載量通過球磨機的電機電流量及球磨機筒體發出的噪音量聯合進行檢測。電流有單峰值特性,會隨磨機負荷變化,但易受電網電壓和分級機返砂的影響。現場噪音有磨機筒體噪音和其他干擾噪音(如電動機噪音,齒輪噪音等)。在實際工程中一方面要檢測電網電壓變化和分級機電流排除這方面的影響,另一方面將磨機筒體噪音和干擾噪音區分開來,提取出磨機筒體噪音信號。根據磨機電流和磨機筒體噪音兩個變量的大小及變化情況 判斷球磨機的負荷量以及鋼球量情況,通過模糊數學方法來計算出磨機負荷量,并根據負荷量合理控制給礦量,使球磨機的工作狀態優。

球磨機

三、控制系統結構設計

磨礦控制系統設一臺PLC,分別對1#、2#磨礦系統進行控制。在控制室采用一臺計算機對整個系統進行管理,計算機提供網絡連接功能,可以在遠程對控制系統進行監控,為了減少遠程計算機對監控主機的影響,允許5臺計算機同時訪問監控畫面。

四、控制系統監控管理

一個優秀的控制系統不僅有完善的控制功能,也必須有完善的管理功能。操作人員不僅能夠通過監控界面方便地進行控制操作,例如進行參數的設定、控制方式的選擇等,也能夠通過畫面了解控制系統的當前及過去運行情況,如參數的數據、設備的歷史運行狀態等。

五、應用情況

2011年11月該選廠通過以上要求對控制系統開始實施,2012年5月投入正常生產運行,實現了磨礦分級作業生產過程的高度自動化,全套系統運行穩定,原來經常出現的磨機“脹肚”等現象基本消除,原礦處理量由原來的19t/h提高到23t/h左右,原系統溢流濃度和磨礦細度波動頻繁,幅度達9%,現可以穩定在2%以內,回收率由原來80%提高到82%。生產報表由每天人工填表改為系統自動生成,班組人員配置由原來8人減為4人。管理人員可以通過互聯網,實時監控現場的生產過程,并通過信息化管理將生產數據進行分析研究,進一步優化現場控制參數。生產運行實踐表明:系統運行穩定可靠,經濟效益和社會效益顯著。

綜上,磨礦分級作業控制系統實現自動化控制能夠有效提高其生活生產能力,同時降低其故障維修率,是以后礦山設備的必然趨向。

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