自動化控制在東山選礦中的應(yīng)用

鄭玉根,曹開翔

(馬鋼自動化信息技術(shù)有限公司　安徽馬鞍山　243000)

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自動化控制在東山選礦中的應(yīng)用

鄭玉根,曹開翔

(馬鋼自動化信息技術(shù)有限公司安徽馬鞍山243000)

摘要：主要介紹了馬鋼集團南山礦業(yè)公司東山選礦車間選礦的自動控制，針對東山選礦磨礦分級實施自動控制可以穩(wěn)定分級溢流力度，提高精礦品味，同時可以提高精礦的產(chǎn)量，為下道工序提供有力條件。這套自動控制系統(tǒng)主要是東山選礦廠三段磨選改造部分進行自動化控制，改造工程主要針對是南山礦的極貧礦的利用。

關(guān)鍵詞：自動化;控制;PID;水位;壓力

1　概況

這次工程主要是針對馬鋼南山礦業(yè)公司極貧礦的利用，提質(zhì)降雜提高選礦的品質(zhì)。一般來講，磨選礦中立磨投資成本大、以及生產(chǎn)成本高，它決定了東山選礦廠的生產(chǎn)經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)，因而，這次東山選礦廠技改工程引進磨選自動控制系統(tǒng)，利用先進的控制技術(shù)，對磨選礦系統(tǒng)影響多、變化復(fù)雜的因素進行自動控制，對生產(chǎn)穩(wěn)定、提高產(chǎn)量質(zhì)量、提高選礦過程作業(yè)各項指標(biāo)、提高選礦效率有著現(xiàn)實實用價值。

磨選生產(chǎn)過程中要求給礦量要穩(wěn)定，但實際生產(chǎn)過程中，給礦量受上一級生產(chǎn)的影響一般不能穩(wěn)定，同時要穩(wěn)定生產(chǎn)負(fù)荷和旋流器的壓力，這就就要求同時控制補水量和旋流器的閥開關(guān)，來保證給礦的濃度。以實現(xiàn)最佳的作業(yè)指標(biāo)和生產(chǎn)效率。(圖1)

圖1　生產(chǎn)流程圖

2　方案設(shè)計

馬鋼集團南山礦業(yè)公司極貧礦利用-東山選礦廠提質(zhì)降雜技改工程自控系統(tǒng)根據(jù)選礦工藝和生產(chǎn)要求，我們把系統(tǒng)分解為三個控制子系統(tǒng)，即渣漿泵給礦控制、泵池液位、選礦控制等子系統(tǒng)。

2.1液位系統(tǒng)控制設(shè)計

本來給礦池主要控制礦漿的濃度，由于投資有限，沒有采購濃度計，主要靠工藝上來補償， 一般而言，如給礦池的給礦漿基本穩(wěn)定，系統(tǒng)按比例進行補加水控制，就可以保證給礦池得礦漿的濃度，但是上一級生產(chǎn)的礦漿輸送礦池，由于來料礦漿由不同的廠礦輸送過來，這就造成了來料的不穩(wěn)定。為了給礦池的液位和給礦池的礦漿的濃度。當(dāng)靠補加水不能保持礦池的液位，但還要保持旋流器的壓力，就關(guān)旋流器的的氣閥來保證礦池得液位和旋流器的壓力。

在正常的生產(chǎn)過程中，除了給礦外還有旋流器經(jīng)立磨的返回礦漿，現(xiàn)在國內(nèi)的選礦廠還無法安裝流量計和濃度計對經(jīng)立磨返回礦漿進行檢測。所以給液位控制帶來的難度。

系統(tǒng)工作手動時，按當(dāng)前的設(shè)定比例進行補水。當(dāng)工藝給出液位時，系統(tǒng)進行PID調(diào)節(jié)，自動保持礦池的水位，當(dāng)安裝在補水管道的電動閥開到最大時，仍然不能保持液位時，說明上一級的給礦漿不足。

2.2給礦系統(tǒng)控制設(shè)計

為了穩(wěn)定旋流器的壓力，根據(jù)旋流器的檢測壓力對每臺給礦機進行變頻調(diào)節(jié)。以前是根據(jù)人工觀察旋流器溢流，靠現(xiàn)場跟定變頻的頻率來控制給礦量，這樣給礦量波動比較大，難以穩(wěn)定，旋流器的選礦效果比較差。

在實際生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)要求給礦渣漿泵能根據(jù)設(shè)定時間進行切換，以免給渣漿泵給礦口長期不給礦造成給礦口結(jié)礦，以前由于操作工的原因造成“結(jié)礦”故障時有發(fā)生，給生產(chǎn)帶來了不利影響。為了保持礦池不結(jié)礦，當(dāng)給礦機運行一段時間后，則按照設(shè)定時間自動切換到另外一臺備用設(shè)備給礦渣漿泵。

2.3選礦控制系統(tǒng)設(shè)計

控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng) 與旋流器設(shè)備自帶的PLC系統(tǒng)進行通訊，在操作站實現(xiàn)旋流器運行狀態(tài)顯示及氣閥遠(yuǎn)程控制。同時根據(jù)工藝流程實現(xiàn)永磁筒式磁選機的遠(yuǎn)程啟停、運行狀態(tài)顯示及故障報警。

3　系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

控制PLC系統(tǒng)僅對東山選礦廠增加三段磨選改造部分進行控制，考慮到是改造工程，在設(shè)計時本著經(jīng)濟實用的原則，選用西門子S7-300系列CPU，在此基礎(chǔ)上根據(jù)工藝需要進行自控系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)配置；為了保證自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性PLC系統(tǒng)、操作員站與現(xiàn)場儀表由UPS統(tǒng)一供電；選擇ET200模塊作為遠(yuǎn)程I/0，CPU與遠(yuǎn)程I/0之間通過PROFIBuS—DP接口通訊。在PLC上安裝以太網(wǎng)訊處理模塊，以便操作計算機兩臺(操作站1和操作站2)進行通訊。

控制PLC系統(tǒng)和旋流器、立磨通訊采用以太網(wǎng)通訊。旋流器本身自帶s7-200控制器，以滿足旋流器自身的控制，為了遠(yuǎn)程控制旋流器，以及對旋流器的控制實時性不是很強，采用以太網(wǎng)通訊，讀取旋流器的狀態(tài)和對旋流器的控制。對立磨控制實時性很強，采取了啟停采用硬線控制，狀態(tài)采用以太網(wǎng)通訊進行讀取。

3.2人機接口(HMI)

主要實現(xiàn)自控系統(tǒng)的人機接口功能，包括：電氣設(shè)備啟/停及顯示，各設(shè)備狀態(tài)和電氣參數(shù)的動態(tài)顯示及工藝參數(shù)的人工調(diào)整，故障報警與記錄等。人機接口配置兩臺高性能工控機操作站，放置于操作室內(nèi)。圖形軟件采用WINCC監(jiān)控軟件，具有實時監(jiān)控，歷史趨勢圖，報表，故障信息，良好的人機界面，豐富的圖形庫，過程控制功能塊，數(shù)學(xué)函數(shù)等功能。

3.3PLC系統(tǒng)

采用西門子公司PLC S7-300系列高性能產(chǎn)品。其配置靈活，特點突出；即使在惡劣、不穩(wěn)定的工業(yè)環(huán)境下，全封閉的模板依然可正常工作；功能強、速度快，工作穩(wěn)定。同時，配有品種齊全的功能模板，充分滿足用戶各種類型的現(xiàn)場需求；強大的ProfiBus-DP通訊及工業(yè)以太網(wǎng)通訊功能。

4　結(jié)束語

該系統(tǒng)已經(jīng)在馬鋼集團南山礦東山選礦廠已經(jīng)成功運行數(shù)月，采用液位控制和給礦壓力控制，有效的控制了旋流器的壓力以及給礦濃度，提高了作業(yè)指標(biāo)，大大降低了操作工的勞動強度。系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通訊降低了成本，采用了可視化監(jiān)控畫面，直觀、可操作性強。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李德軍.選礦過程自動化系統(tǒng) [J].黃金,2001,22(8):24-26

[2]陳夕松等.現(xiàn)場總線技術(shù)在選礦自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣傳動.2005,35(3):52-54

[3]肖睿等.簡述自動控制在選礦中的應(yīng)用與研究 [J].科技資訊,2012(11):93-93

收稿日期：2016-01-23

作者簡介：鄭玉根(1980-)，男，馬鋼自動化信息有限公司，工程師。合肥工業(yè)大學(xué)自動化控制專業(yè)畢業(yè)。

中圖分類號：TP273:TD92

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-9994(2016)01-0021-02

Application of Automatic Control in Dongshan Concentrator.

ZHENG Yu-gen,CAO Kai-xiang

Abstract：This paper mainly introduces the automatic control of Masteel group Nanshan mineral company Dongshan dressing workshop dressing, in Dongshan concentrator grinding and classification control can stabilize the graded overflow efforts, improve the grade of concentrate, and can improve the concentrate yield, to provide the powerful condition for the next process. This automatic control system is mainly Dongshan concentrator three stage grinding part of the transformation of automation control, improvement project is mainly aimed at the Nanshan Mine ultra lean ore utilization.

Key words：automation control;PID;level;pressure