選礦自動化與信息化系統的設計

徐海蓉

摘要：隨著市場經濟的發展，礦產資源不斷減少，礦業市場競爭日趨激烈。礦業企業面臨的主要問題是如何利用現有的有效資源，如何提高礦業企業的核心競爭力，如何使選礦生產完全自動化和信息化。從破碎自動化控制、磨礦分級自動化控制、浮選工藝等方面介紹了我國選礦自動化技術的發展現狀，分析了我國選礦自動化技術存在的問題。在此基礎上，展望了選礦自動化的發展趨勢。

關鍵詞：選礦自動化;應用;發展

引言

目前，計算機技術、網絡技術和微電子技術在國內選礦工藝中得到了廣泛應用，為進一步提高礦業企業的核心競爭力，各大企業采用新技術、新技術、新方法對現有生產線進行改造，使礦業企業朝著生產過程自動化、日常管理信息化、智能化設備與設施化的目標發展。

1、軟件功能與設計

（1）手動控制方式：給料量，給水量，料控制量，水控制量由操作員根據現場情況以及以往的經驗手動輸入。人為地控制給料機的給料速度，對給料機設定一個恒定的控制量，實現對磨機的恒定給料，同時人為地控制閥門，控制給水量，使磨礦濃度維持在工藝的需求附近。（2）自動控制方式：給料量由操作員依據現場運行狀況以及經驗人為輸入，給水量根據水料比求得，料控制量和水控制量由料PID和水PID自行調節，并且料和水的控制都分別設置了控制量的上下限和檢測量的上下限，防止過調節而造成磨機不穩定。（3）專家控制方式：結合現場操作人員的工作經驗，分析現場運行的數據，給出一般狀況下磨機負荷控制的大小。根據專家經驗，欠磨時增加給料量，飽磨時減少給料量，同時將欠磨別劃分3個級別，重欠磨、中欠磨、輕欠磨、重飽磨、中飽磨、輕飽磨，不同的級別對應不同的給料量。專家控制在料PID與水PID的基礎上通過設置重飽磨，中飽磨，輕飽磨，輕欠磨，中欠磨，重欠磨和最優值，然后根據負荷值來設置控制產量的上下限實現對執行層的控制，使磨機狀態保持最佳產量的狀態，提高了生產效率。（4）優化控制方式：磨機負荷與磨機功率之間存在極值關系見圖2，因此可以通過自尋優的方式來尋找負荷的較佳工作點[5]。尋優的目的就是不論當前的工作點是在最佳工作點的左側還是在最佳工作點的右側，最終都需要讓其工作在B點附近。若當前工作點在b點，而下一刻運行到c點，則表明尋優方向正確，此時的磨機負荷的增加量，磨機功率的增加量。若當前工作點在B點的左側e點處，而下一刻運行到d點，則表明尋優方向正確，此時的磨機負荷的增加量，磨機功率的增加量。由以上分析可知，只要存在，尋優方向正確，可以增加一個步長。優化控制方式就是通過專家和現場操作人員的工作經驗，設定一個最優負荷值，利用自尋優方式在這個設定值附近尋找出入report數據庫，企業管理者只需輸入想要查詢的時間段即可在線查詢所需要的歷史數據，并可將歷史數據進行報表打印，節省了人工記錄的時間，提高了企業的工作效率。

2、當前選礦自動化技術的應用

2.1破碎自動控制

破碎作業是選礦的第一步。破碎過程主要為后期作業提供強有力的物料支持。大量分析表明，破碎過程中產生的能耗和能量轉換效率很高，不利于礦業的可持續發展。在破碎系統中應用自動化控制，可以提高破碎效率，減少破碎過程中的低能耗問題，取得較高的經濟效益。破碎自動化控制的應用主要有兩個方面。首先，在礦石破碎過程中，對不同要求的粗、中、細破碎負荷分配進行了優化。其次，優化了破碎和粉磨之間的負荷分配。破碎后需要進行研磨操作，控制研磨粒度可為研磨提供最佳原料，有效降低研磨損失。破碎機在運行中不可避免地會出現一些故障問題：如皮帶跑偏、打滑等，破碎自動化控制可以保護設備鏈條，提高破碎設備的穩定性，真正實現無人破碎，為后續操作提供支持。

2.2磨礦分級自動化控制

磨礦分級是礦物加工技術中最關鍵的環節，只有保證科學合理的磨削操作參數，才能實現磨削產品的質量要求。在此基礎上，可為準確的浮選指標提供參考，從工藝分析的角度來看，磨礦分級屬于非線性工藝，操作參數的耦合度較高。僅僅依靠輸入輸出PID控制回路是很難達到預期效果的。針對這一問題，現有的自動磨礦分級控制系統增加了一個模糊控制器，實現了參數的協調控制，實現了磨礦作業參數的自動檢測和分級，便于員工及時發現故障問題并進行處理。避免了傳統工藝存在的下料、超磨等質量問題，極大地提高了選礦廠的生產水平。

2.3浮選作業自動化控制

浮選工藝是選礦的最后一步，嚴格按照磨礦指標進行浮選分析，傳統的浮選作業主要是由工作人員根據自己的經驗進行控制，通常在滴出或最終指標出來后進行相應的調整，自動化技術在浮選加藥控制中的應用，保證了加藥過程的順利進行，避免了人工操作帶來的不良影響。在具體應用中，浮選自動加藥控制系統可實現遠距離定量定時加藥，并通過現代化的程序控制設置調整加藥機，保證加藥過程的準確性和有效性，自動化技術不僅提高了浮選作業的穩定性，而且保證了選礦回收率的提高，目前我國儲罐液位控制主要是間接測量，有時根據實際需要采用超聲波測量。

3、選礦自動化技術的發展趨勢

（1）檢測感應技術、數字軟測量、虛擬化、智能化。電感器和積分器的出現，以及礦山專用儀器設備的研制，大大提高了監測的準確性和適應性。例如，在磨礦系統中，對球磨機負荷的監控是球磨機自動控制的重要組成部分，單因素試驗無法實現對球磨機負荷的準確檢測，雙因素試驗無法判斷球磨機的磨礦濃度，多因素聯合檢測可以為磨礦過程的最優控制提供準確有效的數據，通過采集大量的傳感數據，模擬虛擬動態，自動判斷分析，通過計算機系統具有智能功能，輸出指令來調節設備的工作狀態。（2）自動控制技術與強大的軟件系統相結合。先進的軟件系統開發是將先進的制造技術、現代管理技術和先進的控制技術相結合，系統自動采集數據，提供解決方案，完成業務，實現企業的優化運營、優化控制和優化管理，將自動控制技術與礦山專用控制軟件相結合，逐步實現人工智能控制。因此，未來選礦自動化技術的發展趨勢是實現一體化工作系統。（3）數據挖掘、人機交互、智能控制。隨著近年來大數據技術的興起，集中器生產通過挖掘大數據統計數據，進一步實現了數據規則的集成和利用。為管理者提供更有效、更準確和可靠的數據支持，未來將是一個人機交互的時代，優化控制、智能控制和模型預測控制將是選礦控制的發展方向。

結束語

總之，現代裝備技術和創新技術將廣泛應用于工業生產中，智能機器取代人工選礦工業的時代為之不遠。

參考文獻：

[1]朱穎舟.沙溪銅礦選礦自動化控制系統應用[J].科技視界，2017（21）：260-261.

[2]孫曉程.淺談選礦自動化的發展[J].山東工業技術，2017（24）：49.

[3]顏帥，吳莎.選礦自動化的新發展[J].山東工業技術，2017（15）：31.