一、概述

    近十多年來(lái)，由于礦用檢測(cè)與分析儀表的逐漸更新和不斷完善，計(jì)算機(jī)的性能價(jià)格比的大幅度提高和局域網(wǎng)、INTERNET網(wǎng)絡(luò)的普遍應(yīng)用，各種遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在各行業(yè)的成功應(yīng)用，使目前選礦廠的過(guò)程控制及自動(dòng)化操作達(dá)到了一個(gè)嶄新的水平。在國(guó)內(nèi)的金礦、銅礦、鐵礦等一些礦山，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有選礦廠進(jìn)行自動(dòng)化改造，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

本系統(tǒng)針對(duì)磨礦生產(chǎn)各工作環(huán)節(jié)，特別是關(guān)鍵工藝流程實(shí)施自動(dòng)化監(jiān)控，同時(shí)為選礦管理等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，為選礦廠、礦業(yè)公司進(jìn)行更加科學(xué)的經(jīng)營(yíng)管理與決策提供有力的支持。

二、總體設(shè)計(jì)思想

通過(guò)監(jiān)測(cè)磨礦各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)給礦量、磨機(jī)進(jìn)水量、加球量、化驗(yàn)取樣、砂泵變頻控制等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化實(shí)施。顯示一個(gè)周期內(nèi)所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，為管理者提供數(shù)據(jù)依據(jù)。提高出礦量，減少能耗、人力，方便管理。

四、自動(dòng)化系統(tǒng)介紹

1、控制系統(tǒng)特點(diǎn)

控制系統(tǒng)以穩(wěn)定、實(shí)用為主，主要以就地（開(kāi)環(huán)/閉環(huán)）控制、遠(yuǎn)程干預(yù)、集中管理為特點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。同時(shí)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能源消耗指標(biāo)，為節(jié)能減排提供數(shù)據(jù)依據(jù)?？梢詫?shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制、超限報(bào)警、超限順序停車、記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等功能。

就地控制：利用PLC控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)中的關(guān)聯(lián)設(shè)備的控制及檢測(cè)，顯示設(shè)備狀態(tài)，使管理人員或者工作人員能夠直觀的看到各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為管理及設(shè)備的使用提供依據(jù)。

遠(yuǎn)程干預(yù)：利用PLC控制器的強(qiáng)大通信功能，可以根據(jù)實(shí)際動(dòng)態(tài)生產(chǎn)需求對(duì)其中設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，同時(shí)通過(guò)設(shè)備狀態(tài)及數(shù)據(jù)顯示的輔助，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)流程的無(wú)人值守，節(jié)省人員，減輕值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)人性化管理。

手自動(dòng)轉(zhuǎn)換:通過(guò)控制柜上的手自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕，方便實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)的切換，滿足維修及其他工況的需要。

2、控制流程介紹

自動(dòng)化系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)崗位的設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制功能，使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)連續(xù)化、減少人為因素造成的停車，使生產(chǎn)設(shè)備按照流程順序自動(dòng)啟動(dòng)和停止，實(shí)現(xiàn)有序生產(chǎn)，減少現(xiàn)場(chǎng)人工干預(yù)，提高生產(chǎn)效率，降低人工成本。同時(shí)保留人工操作功能，與自動(dòng)控制系統(tǒng)并行連鎖使用。

本自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要針對(duì)皮帶、磨機(jī)、分級(jí)等幾處關(guān)鍵流程和關(guān)鍵設(shè)備，以下是各個(gè)重要流程控制的介紹，其他附屬設(shè)備省略。

2.1磨礦分級(jí)

2.1.1原礦給礦自動(dòng)控制

球磨機(jī)是生產(chǎn)環(huán)節(jié)最重要設(shè)備之一，也是生產(chǎn)的大型設(shè)備及生產(chǎn)工藝中至關(guān)重要的中間環(huán)節(jié)，運(yùn)行中的實(shí)時(shí)監(jiān)控是非常必要的，這樣可以減少大型設(shè)備的故障率，減少生產(chǎn)損失，提高生產(chǎn)效益。

球磨機(jī)的監(jiān)測(cè)首先一個(gè)問(wèn)題是連續(xù)加球問(wèn)題。平常加球基本都是每天一次性加球，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)球磨機(jī)瞬間或短時(shí)間內(nèi)負(fù)載增大，加礦量減少或加礦量不均衡，造成溢流礦漿濃度降低，從而影響分級(jí)及其他流程的生產(chǎn)效率。定時(shí)定量加球是目前大型礦山必要的解決球磨機(jī)生產(chǎn)效率的手段，同時(shí)也為監(jiān)測(cè)球磨機(jī)提供了穩(wěn)定的依據(jù)，所以我們建議使用全自動(dòng)加球機(jī)。（全自動(dòng)加球機(jī)介紹見(jiàn)附件2）（此處為建議。）

有了均衡給礦及定時(shí)定量加球，球磨機(jī)具備了穩(wěn)定的工況，這樣狀態(tài)下監(jiān)測(cè)球磨機(jī)能夠?yàn)樯a(chǎn)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和依據(jù)。

在穩(wěn)定給礦給球的狀態(tài)下，監(jiān)測(cè)球磨機(jī)運(yùn)行電流是判斷球磨機(jī)負(fù)載的一個(gè)重要依據(jù)和手段。在生產(chǎn)過(guò)程中，球磨機(jī)的高壓電機(jī)會(huì)根據(jù)負(fù)載的大小，出現(xiàn)電流隨負(fù)載的變化，根據(jù)監(jiān)測(cè)球磨機(jī)的電流大小，來(lái)判斷球磨機(jī)的負(fù)載即給礦量，如果給礦量超過(guò)設(shè)定值，通過(guò)程序自動(dòng)控制給料機(jī)的給礦量，滿足正常的生產(chǎn)要求。

在不使用自動(dòng)加球機(jī)的狀態(tài)下，通過(guò)球磨機(jī)運(yùn)行電流判斷球磨機(jī)的負(fù)載即:給礦量，加球量，（通過(guò)電流監(jiān)測(cè)的球磨機(jī)負(fù)載的數(shù)據(jù)為模糊數(shù)據(jù)，會(huì)有一定的誤差，不能達(dá)到精確控制。）根據(jù)電流的數(shù)據(jù)控制器自動(dòng)控制給礦量，顯示加球量。

2.1.2分級(jí)濃度/水量自動(dòng)調(diào)整

分級(jí)濃度的監(jiān)測(cè)：在線式濃度計(jì)采集到的磨礦沉砂池礦漿的濃度值，反饋給往球磨機(jī)注水管路上的調(diào)節(jié)閥，來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)給水量，從而使供給旋流器的礦漿濃度保持在生產(chǎn)要求的范圍內(nèi)。

2.1.3分級(jí)PH值/自動(dòng)調(diào)整石灰供給量

分級(jí)PH值的監(jiān)測(cè)：由在線式PH計(jì)采集到到的磨礦后礦漿PH值，反饋給控制器，由控制器自動(dòng)顯示石灰的供給量（調(diào)整），從而使礦漿PH值保持在生產(chǎn)要求范圍內(nèi)。

2.2磨礦各項(xiàng)數(shù)據(jù)檢測(cè)

磨礦在選礦工藝中起到的作用是至關(guān)重要的，同時(shí)磨礦后礦漿的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)也是影響出礦量的關(guān)鍵因素之一。通過(guò)各種直觀的檢測(cè)數(shù)據(jù)，可以為生產(chǎn)提供有效的生產(chǎn)依據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高出礦量。

2.2.1礦漿濃度的監(jiān)測(cè)             

礦漿濃度的檢測(cè)是每個(gè)礦山每天所必須要檢測(cè)重要數(shù)據(jù)之一，但在自動(dòng)化系統(tǒng)中要將濃度數(shù)據(jù)呈線性輸出，從而根據(jù)礦漿濃度來(lái)調(diào)整給水量。

所以我們建議使用礦漿濃度計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)濃度的線性輸出至總控制器，由總控制器根據(jù)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)給水量進(jìn)行調(diào)整。（濃度計(jì)介紹詳見(jiàn)附件3）

2.2.2礦漿取樣

 在礦廠一般采用人工取樣，這種取樣方式通常為一小時(shí)甚至幾小時(shí)取一次樣，這樣在取樣時(shí)間上存在著不確定性，所取的標(biāo)本不具有代表性，影響化驗(yàn)結(jié)果。并且存在安全隱患。

我們建議使用自動(dòng)取樣機(jī)，自動(dòng)取樣機(jī)分為槽式、管道式和礦粉取樣，完全適用于各個(gè)環(huán)節(jié)的取樣。全自動(dòng)取樣機(jī)可設(shè)定取樣時(shí)間間隔，取樣間隔時(shí)間最?。?span>1分/次，取樣間隔可根據(jù)化驗(yàn)人員的需求隨意調(diào)整。所取標(biāo)本具有代表性，可直觀的體現(xiàn)出在某段時(shí)間內(nèi)礦漿的變化，純機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)行安全穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，易維護(hù)。（全自動(dòng)取樣機(jī)介紹見(jiàn)附件4）

2.2.3 粒度的檢測(cè)

由于目前在國(guó)內(nèi)沒(méi)有在線式粒度檢測(cè)儀表，而普通的檢測(cè)儀表造價(jià)昂貴且需要人工化驗(yàn)，所以，在此自動(dòng)化系統(tǒng)中無(wú)法做到粒度的自動(dòng)檢測(cè)。

五、控制工藝所用設(shè)備及布線介紹

1、控制柜可以放置在控制室附近，也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求確定位置，控制柜一般采用1800*1000*800的GSD標(biāo)準(zhǔn)規(guī)，配置按照GB規(guī)范；

2、線纜分為控制線纜和電源線纜。

3、控制器采用西門子S7-200，以及附屬擴(kuò)展模塊；

4、通信采用西門子RS485通信方式；

5、傳感器（重量、液位、濃度、電流、電壓、功率）均采用國(guó)內(nèi)知名品牌；

6、其他電器元?dú)獠考捎谜?span>

7、電機(jī)采用低速電機(jī)。

六、控制細(xì)節(jié)說(shuō)明

     1、加球量顯示：通過(guò)電流護(hù)感器檢測(cè)球磨機(jī)電流的變化來(lái)判斷球磨機(jī)負(fù)載即：球量、礦量，同時(shí)顯示球磨機(jī)電機(jī)當(dāng)前運(yùn)行電流的變化。

     2、PH值檢測(cè)：通過(guò)PH計(jì)檢測(cè)礦漿的PH值控制加入礦漿的石灰量，顯示當(dāng)前礦漿的PH值，在線式實(shí)時(shí)輸出。

     3、濃度的檢測(cè)：采用在線式濃度計(jì)，濃度計(jì)輸出4~20mA信號(hào)給控制器，通過(guò)控制器程序?qū)?span>4~20mA信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際數(shù)據(jù)，根據(jù)此數(shù)據(jù)控制礦漿的濃度及給料機(jī)。

     4、礦漿取樣：采用低速電機(jī)，純機(jī)械結(jié)構(gòu)，易維護(hù)，可靠性高。通過(guò)控制器控制低速電機(jī)正反轉(zhuǎn)達(dá)到取樣的效果。

                              青島藍(lán)方自控系統(tǒng)有限公司