選礦過程球磨自動控制系統設計探討

趙文軒

摘 要：在實際的礦產處理過程中，最初的處理階段就是選礦，一般都是通過球磨系統來實現相關的操作的，但是在傳統的系統建設上存在著一定的不足，所以文章探討了基于PROFIBUS總線構成的PLC-SCADA系統，這種系統能夠完全滿足相關的活動對于自動化水平的要求，并且能夠實現生產處理效率的大幅度提升，由于它的優越特性，目前已經應用于很多的相關產業，并且取得了很好的實際效益。

關鍵詞：球磨；給礦；濃度；變比值控制；PLC-SCADA

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0109-02

當前的礦產生產過程最重要的環節就是磨礦，因為磨礦過程不僅僅會影響后續工作的效率還會對最終的產品質量產生很大的影響，所以這就需要做好相關的控制。但是在一般情況下，這方面的監控工作的工作量比較大，再者耗費的人力資源也是很大的，所以實現自動化的控制會大大促進生產環節的革新進步，使得行業的發展更為迅速。

1 現狀及問題

在實際的生產過程中，最先進性的操作就是磨礦，在一般情況下都是采用球磨的方式來進行這一生產過程，一般情況下都是采用比較經典的那種架構模式來進行相關設備的組合操作。具體的操作流程一般都是下面介紹的這一種：首先原材料在經過采集之后，需要進行的第一步就是粉碎因為通過粉碎，這樣就把原礦石變成粉末狀的物質，這樣有利于后面的研磨更加精細，也有利于后面的反應和實際的生產過程更加高效，所以在進行這一過程的時候需要做好的就是控制給水量和相應濃度，因為這會影響到實際控制產品質量的。但是當前國內大部分磨礦廠，這一部分的處理還存在了一些問題，最主要的就是在磨礦的過程中主要是靠人工來進行操作，這樣就會給煤礦帶來一些主觀上的影響因素不利于磨礦質量的穩定。再者就是在給水過程中，由于人工的調節可能會出現水壓的變化以及礦量變化等因素，這樣容易對研磨過程中的球狀磨礦機造成一定的損害。但是通過自動化的設置，磨礦機就能夠通過相關的程序和檢測系統對這一過程進行及時的反饋調節，這樣就能夠適應多變化復雜的客觀環境，并且能夠保證磨礦過程中能夠實現節能高效的目標。

2 方案

因為磨礦工藝的生產需要是比較高的，所以我們就需要對整個球磨控制系統來進行各部分之間的獨立設定，然后再進行總體性的聯合，這樣就能夠保證自動化的系統有一個比較好的給礦控制和濃度控制。

2.1 給礦控制設計

一般情況下，球磨機往往會有多臺的給礦機來進行礦物原料的供給，這樣就需要做好對多臺機的整體性的控制，因為如果沒有做到整體性的把控，那么就會出現各個給礦機進度不相同的現象，容易造成給礦過快或者是過慢的現象，這樣不僅會給給礦機本身帶來一定的機械設置上的危險，而且會導致輸出礦量有一定的下降。所以針對需求我們必須要做好對給礦機的經常性更換，這樣就能夠保證在下礦口不會造成結塊現象，因為一旦出現結塊現象，那么就可能造成礦物材料的堆積，這樣就會對設備造成一定的危險，使得設備故障頻頻發生，會給企業的相關生產成本帶來一定的增加。

具體的操作措施可以同下面兩點來進行處理，首先就是當礦機運行達到一定的程度的時候，就可以切換到另一臺礦機進行工作的接替，這樣就能夠保證每一個礦機都有一定的休息時間和維修時間，這樣就可以保證整體的礦機運作狀態是比較安全的。再者如果出現變頻故障，應該即使禁止設備的啟動，這樣就可以保證出線問題能夠及時發現及時解決，從而避免相關工作過程中一些人為風險的出現。

2.2 濃度控制設計

一般情況下，對礦量濃度的固定也是比較重要的，因為在初步的粉碎過程中，沒法做到對礦量的濃度進行控制，一般情況下都是在球磨機進行磨礦的時候，進行沖水來達到對礦量濃度的控制，但是國內的大部分企業由于受到自身工藝條件的限制，使得對這一部分的處理仍然存在很多的問題，主要的體現就是在進行磨礦的時候，變化比值的控制一般都是第三參數或者是主參數來進行的，但是這兩個參數在實際的參數設置過程中是存在一定的片面性的，所以在變比值控制系統中，我們應該加入其他的一些成分來進行控制，從而實現產品指標的提高。

首先做好的就是在系統工作過程中，根據當前的礦量來進行一定的給水處理，這樣就能夠保證礦量和的水之間有一個比較合理的系數，這樣就能夠使得給水閉環指定值有一個科學的規范，從而實現水的循環利用，這樣也有利于系統工作過程中磨音檢測器的檢測效果的提升。因為之前的生產工藝主要是通過人員的經驗和實際的聲音來進行處理，但是有受到客觀環境的影響，這些過程一般都是存在很大誤差的，所以通過機器的檢測，就能夠更好地修正原先生產過程中一些不合理的成份，能夠及時反饋出時間變化和濃度檢測值之間的關系，從而進行相關的參數設定，能夠保證球磨機的出礦量更加符合科學的規范。

3 系統實現

3.1 網絡結構系統

采用基于PROFIBUS總線的PLC-SCADA系統，因為西門子在這方面的產品是比較好的，并且性價比也是比較高的，所以選擇57300系列PLC作為主控制器（CPU），這一處理器處理速度快并且在實際的程序運行和指令操作過程中的檢錯效果也是比較好的。再者，在進行I/O接口的選擇過程中，也要考慮好相關的接口型號和連接方式，一般情況下都是通過PROFIBUS-DP接口通訊。因為控制室是進行過程控制的最主要的地點，所以在機器運作的時候，也要有相關的進程備份，這樣既方便了以后的信息分析，也有利于通訊模塊之間的信息交互更加順暢。采用美國Intelution公司的iFx工控組態軟件iiFx。此外，還應該設計兩臺操作站，這主要是用來實現對實際的機械運作情況相關數據做到及時的反饋和跟蹤，通過曲線圖和動態顯示等方法來保證各個部分的運作情況能夠在可控的范圍內。控制室另設服務器一臺，該服務器的主要職能就是進行車間和控制室之間的聯系，這樣就能夠保證一些問題能夠及時反饋到控制室，進行相關的操作，這也有利于整個運作系統應急能力的提升，并且幫助管理層及時了解底層的生產和設備運行情況。

3.2 軟硬件配置

因為該系統需要實現很高的自動化程度，所以在中心處理器地選擇上必須要選擇那些有很強大的處理能力的，所以適合選擇相關性能比較好的57315-ZDP處理器。因為在實際的操作過程中，機器所要進行的操作是十分簡單的，只是做好對于一些參數的設計和一些簡單的程序的執行，所以存儲卡的選擇就可以選用比較小容量的64位的ROM存儲器卡；其他的電子器件部分就沒要太多的限制了，只要是滿足機器運行的基本要求就好了。

一個十分關鍵的部分就是對電動球閥的選擇，這是整個機器的關鍵所在，應該做好對周圍環境和其他相關部分的全面的分析。由于選礦廠使用的是循環水，水中含有纖維性和固體顆粒狀物體等雜質，容易造成閥門堵塞。但是因為V型球閥是一種直角回轉結構，球芯在閥座之間回轉時具有很大的剪切作用，可防止球芯與閥座之間因污物產生的卡死現象，所以這是非常適用于選礦廠這種使用循環水的系統中。

4 結束語

就目前的情況來看，該系統的實際應用效果還是比較明顯的，已經在很多大型的選礦廠得到了很廣泛的應用。由于該機械的自動化程度比較高再加上相關的操作流程也是很可靠的，這就大大節省了相關人員的生產壓力，也節省了企業的生產成本，機械化地生產過程能夠保證一些參數的設計更符合當前的實際需要。所以，綜合這各方面來看，這一設備對實際的礦物加工過程是有很重要的意義的。

參考文獻：

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