一、項目背景
隨著礦產(chǎn)資源的日益貧化和市場競爭的日益激烈，如何充分有效地利用有限的資源、提高企業(yè)的市場競爭力，實現(xiàn)生產(chǎn)過程信息化、自動化是我國選礦企業(yè)深化改革、生產(chǎn)和技術(shù)上臺階的必由之路。
傳統(tǒng)的選礦工藝，工人憑經(jīng)驗進行手動調(diào)節(jié)，對生產(chǎn)過程的控制既不及時又不準確，所以較難獲得好的生產(chǎn)指標，同時勞動條件也差。
李子金礦有限責(zé)任公司位于天水市南約50km，行政區(qū)劃屬天水市秦城區(qū)娘娘壩鎮(zhèn)管轄，礦區(qū)有簡易公路與316國道相接，交通便利。其地理坐標：東經(jīng)105°52′00″～105°57′00″。北緯34°10′30″～34°14′45″。
天水李子金礦現(xiàn)有一座300t/d的選廠，該廠臨近公路，交通和水、電供應(yīng)都比較方便。選廠采用單一浮選工藝，工藝流程為：二段一閉路碎磨流程，一段自磨二段球磨二次閉路分級。產(chǎn)品為浮選金精礦，現(xiàn)選廠綜合回收率91%左右。面臨的問題是設(shè)備運行狀態(tài)不能實時監(jiān)測，選廠的各項工藝指標大部分靠人工測量，導(dǎo)致人員的勞動強度高，各工藝指標的調(diào)控相對滯后，希望通過自動化改造解決上述問題。
二、自動化改造實現(xiàn)目標
經(jīng)我公司通過現(xiàn)場的實地調(diào)研，結(jié)合選廠現(xiàn)狀和相關(guān)公司領(lǐng)導(dǎo)的要求，擬先期對破碎流程控制、磨礦恒定給礦、給水電腦聯(lián)鎖控制；磨礦自動加球機；浮選加藥工藝采用自動加藥機控制。
選廠自動化升級改造具體實現(xiàn)三大目標：
2.1 實現(xiàn)工藝的主要設(shè)備狀態(tài)及關(guān)鍵指標在線監(jiān)測。
通過建立工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)及信息采集系統(tǒng)，將各種傳感器及各種儀器的運行工況參數(shù)實時采集到選廠調(diào)度中心，并通過機房集中監(jiān)控軟件系統(tǒng)及時準確的在線顯示選礦過程各參數(shù)數(shù)據(jù)；
2.2 實現(xiàn)穩(wěn)定工業(yè)指標，降低人員勞動強度。
通過對原有設(shè)備設(shè)施的執(zhí)行機構(gòu)進行自動化的改造，結(jié)合系統(tǒng)具有的強大模糊控制、PID控制等控制方式，能夠及時根據(jù)所測結(jié)果，部分環(huán)節(jié)對有關(guān)執(zhí)行機構(gòu)進行自動變量調(diào)節(jié)和控制，有的環(huán)節(jié)需要人工及時手工操作調(diào)節(jié)，將降低人員工作強度，提高勞動生產(chǎn)率；實現(xiàn)降低能耗、穩(wěn)定工藝指標質(zhì)量的目標。
2.3 提高選廠生產(chǎn)過程的綜合效能，落實集團的管控目標，降低選礦噸礦石的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的競爭力。
通過對實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的分析、查詢，總結(jié)優(yōu)化選礦工藝的方法及措施。結(jié)合本廠實際的情況，通過優(yōu)化選廠的工藝制造技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和選用的先進控制技術(shù)相結(jié)合，將選廠的經(jīng)營管理、生產(chǎn)過程的控制運行與管理作為一個整體進行控制與管理，實現(xiàn)選廠的優(yōu)化運行，優(yōu)化控制與優(yōu)化管理，從而提高企業(yè)競爭力。
三、設(shè)計原則
3.1 全面設(shè)計，分步實施的原則。
選廠的自動化改造要結(jié)合企業(yè)的實際，在充分分析國內(nèi)外的先進適用技術(shù)及企業(yè)管理的實際需要，采取前瞻性的全面設(shè)計分步實施的原則。既保證選用的技術(shù)適度超前，又要考慮技術(shù)的性價比及可靠性。在實際實施過程中，分步實施，本著關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工藝先行，自動化與人工操作結(jié)合的方式，減低全面自動化改造項目的風(fēng)險及實施成本。
3.2 可靠性與先進性統(tǒng)籌考慮的原則。
系統(tǒng)的通信系統(tǒng)采取通過光纖和工業(yè)交換機建立的工業(yè)骨干以太網(wǎng)模式，保證調(diào)度中心與各個控制單元能實時通訊暢通，提高系統(tǒng)運行的可靠性。
系統(tǒng)采用國內(nèi)外知名廠商的傳感器及變送器等采集設(shè)備，主要技術(shù)和產(chǎn)品具有成熟、穩(wěn)定、實用及性價比高的特點，可充分滿足現(xiàn)場環(huán)境下的實現(xiàn)7*24小時無間斷穩(wěn)定可靠運行及管理的需要。
選廠自動化改造要結(jié)合實際情況，采取自動控制的設(shè)備原來手工操作的系統(tǒng)仍然保留，做好系統(tǒng)的備份操作機制；
3.3 可擴展性與兼容性相顧的原則
在系統(tǒng)建設(shè)時，應(yīng)在保證系統(tǒng)在一定時期內(nèi)的先進性的前提下，設(shè)計具有良好擴展性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，選擇具有良好擴展性和升級能力的產(chǎn)品，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化，以保證整個系統(tǒng)的可擴展性。
系統(tǒng)在依托與工業(yè)級以太網(wǎng)的同時，提供豐富的接口，確保其他信息化系統(tǒng)可以接入到系統(tǒng)中，最大限度的降低企業(yè)成本。
選廠自動化改造依托大型工業(yè)控制集散系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)），實現(xiàn)分車間建立綜合信息采集、關(guān)鍵工藝指標的在線監(jiān)測及自動控制的功能。
主拓撲采用分布式采集，分層控制結(jié)合集中控制式的星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，此方案的優(yōu)點是施工方便，擴展容易。其中集中控制可以充分利用模糊控制及專家系統(tǒng)的優(yōu)勢發(fā)揮，最大限度地保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。分布式的多個控制柜分別采集信息及控制執(zhí)行機構(gòu)，單個控制柜出現(xiàn)故障，不影響其他的正常運行，保證了系統(tǒng)運行的可靠性。
選礦工業(yè)自動化所以較其他領(lǐng)域發(fā)展的慢，其主要原因是選礦過程較復(fù)雜和其一定的特殊性。
1)礦石性質(zhì)的變化，不同出礦點其礦石性質(zhì)就有所不同，磨礦閉路循環(huán)負荷和氰化作業(yè)的循環(huán)量的波動，對參數(shù)控制將受到限制；
2)生產(chǎn)連續(xù)，過程參數(shù)相互影響，要求控制環(huán)節(jié)前后及時配合和聯(lián)系；
3)礦漿是主要調(diào)節(jié)對象，但作業(yè)之間有滯后性，為使調(diào)節(jié)系統(tǒng)有較高的準確性，必須采取較復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)；
4)傳感器的遴選關(guān)鍵，由于檢測儀表所處的條件惡劣，如磨損、耐腐蝕等使精度下降。
