選礦工業自動化研究及應用

李維強

摘 要:礦山工業自動化控制系統目前的應用以選礦廠自動化控制系統為重點發展方向,自動化控制系統可以大幅度地減少礦山人力、減輕勞動強度、減少設備事故的發生、降低生產成本、減少資源浪費、提高回收率和產品指標,提高系統運行的可靠性和安全性,進行精細化的設備參數微調和生產工藝指標管理,從而提高生產效率,企業綜合管理水平得到進一步提升,并產生良好的經濟效益。

關鍵詞:選礦工業自動化研究及應用

中圖分類號:TD928 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(b)-0101-01

2009年武平紫金礦業有限公司下屬悅洋銀多金屬礦進行2000t/d采選改擴建時,實現了全廠的自動化控制與局部自動控制功能,做到了全廠設備集中監控、工藝技術指標在線顯示,提高了系統運行的可靠性和安全性。同時,勞動生產率大幅度提高,企業綜合管理水平得到進一步提升,具有較強的推廣價值。

1 選礦工業自動化規劃

礦山企業在服務到一定年限后,往往由于礦石特性變化導致設備管理、工藝操作、現場工藝控制、生產組織等方面暴露出一定的缺陷,不能適應企業管理的新要求和技術經濟指標的不斷提高。為此,國內外現有和新建大中型礦山均大力發展選礦自動化與信息化技術。

1.1 選礦工業自動化的優勢

礦山自動化控制系統目前的應用以選礦廠自動化控制系統為重點發展方向,選廠自動化控制系統與傳統選礦廠相比有三大優勢:(1)實現現代化、精細化、透明實時無延遲管理；(2)最大化減少或降低人力、損耗、浪費等成本因素；(3)提供更精確的選礦工藝控制指標。

1.2 礦山選礦工業自動化系統設計方案及其功能

武平紫金礦業有限公司下屬悅洋銀多金屬礦進行2000t/d采選改擴建時,選礦廠工業自動化系統規劃的最底層是設備控制與工藝閉環控制,由分級單位的操作室完成；其次是生產設備與生產工藝參數的監測控制,主要完成生產設備與生產工藝在線監測,實現生產內部的調度動態平衡,由生產控制中心（調度室)完成。

選礦工業自動化系統通常以公司企業網和選廠的局域網為平臺,以生產主流程自控設備為中心,將現場作業管理和生產指揮管理緊密結合起來,實現現場動態數據的實時采集,并根據瞬時數據進行動態加工,得到能反映每臺設備的綜合工作效率指標相關數據。所有控制、監視和檢測的設備（包括參數檢測)均以組態畫面的形式在生產控制中心（調度室)的顯示屏上顯示,能同時滿足現場作業和生產指揮的需要。

整個選礦廠工業自動化系統是由現場總線的分布式與遠程控制相結合的控制系統,系統完善后具有基礎數據采集→網絡傳輸→遠程監測與查詢的功能。

2礦山選礦工業自動化系統主要構成

選礦工業自動化系統常由破碎系統、磨選系統、過濾脫水系統、尾礦輸送系統等構成,通過集中監控,優化了調度系統。

2.1 破碎系統

破碎系統設備的連鎖控制。破碎系統必須按工藝過程規定的順序,以一定的時間間隔相繼啟動,啟動順序與礦料運行方向相反,停止破碎生產時,停車的順序與啟動的次序相反。為了保證生產運行的可靠性、設備的安全性,破碎系統設備采用集中連鎖控制。

在集中控制狀態下分為全線連鎖和局部連鎖兩種方式；運行中某臺設備出現輕微故障及時報警,出現嚴重故障立即報警并自動停機；運輸皮帶設跑偏、打滑、防撕裂、過鐵保護；破碎機均設油溫、油壓保護,發生故障時報警或停車。

2.2 磨選系統

磨礦作業控制:(1)磨礦分級生產過程優化控制系統:通過磨機電耳對磨機充填率的檢測,可根據礦石性質的變化,自動調整磨礦的運行,使磨礦分級機組運行于最佳的工作狀態；(2)磨機、分級機、浮選機、球磨機潤滑油泵電流運行狀況、球磨機前后軸瓦潤滑油流量進行自動監測,異常自動報警,以指導崗位操作調整；(3)球磨機齒輪潤滑油自動控制系統:球磨機作業時,對球磨機齒輪進行定時定量加油潤滑。

2.3 過濾脫水系統

過濾系統實現的主要功能:完成對整個過濾流程設備的監控,即主要設備的電流監測及開啟停。完成對過濾工藝參數的實時采集,包括單臺過濾機的風壓、真空度、水壓等。對過濾的污水系統進行處理,實現自動啟停、污水池液位的檢測與控制等。

2.4 尾礦輸送系統

尾礦濃縮作業:(1)實現濃度自動檢測,底流排礦量自動控制；(2)對濃縮機的耙架負荷進行實時檢測,避免壓耙事故發生,影響生產。

3自動化系統硬件組成

3.1 PLC的選擇

控制系統采用Modicon Quantum系統,該系統廣泛用于工業生產的實時控制,包括Quantum系列CPU、I/O模板、I/O接口、通訊模板、電源和底板。本系統中CPU模塊選用uantum140CPU43412型。

3.2 監控計算機

計算機作為破碎生產過程正常運行時的主要監控工具,采用性能良好且適合工業環境的高可靠的工業控制計算機。

3.3 Modbus Plus網絡

Modbus Plus是專業設計的工業控制應用的局域網,允許計算機、PLC和其他數據源以對等方式進行通信,常用于工業控制領域。MB+通訊速度為1Mbps,主要應用網絡控制、數據采集、信號監測、程序上裝、下傳、遠程測試編程等,具有高速、結構簡單、安裝費用低等特點。通訊介質為光纖或雙絞線。

4選礦工業自動化應用及推廣

目前,我國大中型新建礦山選礦廠或選礦廠進行改擴建,均推行工業自動化,以減少礦山人力、降低生產成本、提高回收率和產品指標,進行生產工藝指標精細化管理,從而提高生產效率,同時提高企業綜合管理水平,實現礦山企業的現代化管理。

武平紫金礦業有限公司下屬悅洋銀多金屬礦2000t/d采選改擴建工程實現了實現了選廠的自動化控制與局部自動控制功能,大幅度提高了勞動生產率,同時,企業綜合管理水平也得到進一步提升,具有較強的推廣價值。

5結語

和傳統選礦廠相比,選礦工業自動化具有實現現代化、精細化、實時無延遲管理、提高系統運行安全性和可靠性的重要特征,同時可以最大化減少或降低人力、材料損耗等成本因素的巨大優勢,在新建礦山企業或礦山企業改擴建過程中,越來越受到重視,成為提高企業管理水平和優化生產技術經濟指標的重要舉措。