自動化技術在鉀肥生產中的應用與發展趨勢

李守平（青海鹽湖工業股份有限公司，青海 格爾木816099）

在當前社會主義市場經濟快速發展的前提下，我國科學技術的水平也在不斷提高和進步，自動化技術也在各個領域得到廣泛運用，尤其是在工業生產領域運用自動化技術，不但有利于提高生產效率，還能提高生產質量，鉀肥生產中利用自動化技術可以讓生產過程的諸多環節更加高效快速，因此其發展前景非常樂觀,值得深入研究與探討[1]。

1 自動化技術及其在鉀肥生產中的發展趨勢

自動化技術發展和應用涉及到許多其他理論知識和技術，包括自動化技術、控制理論、計算機技術等都是其主要構成成分。另外，自動化技術還對電子學、系統工程、液壓氣壓技術等有非常緊密的聯系。而鉀肥的生產過程不但涉及到物理處理還需要進行化學處理，對鉀肥的整個原料運輸、加工生成等各個步驟都需要保障鉀肥的質量符合使用要求，例如在制作無氯減肥時，需要控制其鉀肥中氯化鉀的含量在50%左右，硫元素的含量在10%左右。當前，對于生產鉀肥的生產工藝中可以達到這一標準的并不多，而且其生產成本偏高。因此將自動化技術應用到鉀肥生產中是當前節約生產成本，提高生產效率和質量的關鍵因素。自動化技術在鉀肥生產中運用可以表現出下面兩個趨勢[2]。

1.1 智能化趨勢

在鉀肥生產運用過程中，利用自動化技術可以讓整個生產過程逐漸變得智能化，比如利用自動控制系統進行鉀肥生產，可以讓整個生產系統實行自我診斷和自我保護，全面建成網絡控制建設，有利于鉀肥的網絡管理，使得整個生態系統更具穩定性且能夠有效降低生產成本。

1.2 集成化趨勢

鉀肥生產過程中利用自動

化技術可以表現出集成化的趨勢，通過統一的開發平臺，讓各個系統在同一個平臺上進行操作，保障了鉀肥生產過程中的高效運行，這不但節約人力資源還節約生產成本，使得整個生產流程更加統一[3]。

2 自動化技術在鉀肥生產中的應用

在鉀肥的整個生產加工過程中，首先需要對鉀肥的原礦進行采集，然后將采集到的礦料運輸到泵站，再將泵站中的原料送到工廠，工廠再對送過來的原料進行深加工。工廠在對鉀肥原材料進行加工時，需要進行浮選、結晶、調漿和加入其他化學藥劑等一系列步驟，然后才能生產出所需的氯化鉀產品。在整個生產操作過程中運用自動化技術可以省略許多人為操作步驟，讓整個操作過程更加智能化。下面將介紹自動化系統中系統總體結構在減肥生產過程中的運用[4]。

2.1 系統總體結構

在鉀肥生產過程中，運用自動化系統可以使得整個生產工廠的操作實現自動化控制，在工廠的幾百平方公里范圍內所建有的水采船和各種泵站利用通信的方式實現數據傳輸和交流。該自動化系統的構成包括水采船系統、變電站和中心控制室等，整個系統的中心控制室是其最關鍵的部分。在中心控制室中，包括工程師站、無線電臺和操作員站，工程師站是對自動化系統進行開發管理，而操作員站則是對該系統中各個部分的運行狀況進行管理和操作，兩者都可利用網絡來管理水采船和變電站之間的通信。此外，中心控制室還能對工廠內部的各項設備的工作狀態進行控制與管理[5]。

2.2 變電站自動化控制系統

這三個變電所需要利用可編程序控制器監控系統進行監控，然后再根據中心控制室與網絡實現通信連接。該變電站自動化控制系統具有自我保護的功能，在整個系統開始運行時，變電站系統可利用編程控制器對高低壓開關柜進行控制，然后利用PM3000電力監控模塊和DSA輸入輸出控制模塊來控制三個變電所的工作狀態。10千伏與35千伏變電站的變壓器的輸入方式是三種，可以進行負荷電壓啟動過流保護、差動保護和復合保護等，并根據故障記憶、接地、過流等功能實現雙相電流線路。10千伏配電變壓器的輸入方式是雙相電流，能夠對高壓側不平衡的電流或高壓側過流的電流進行保護，還能對低壓保護。另外，鋼模縣發生故障10多個保護裝置，還能結合其他母線快速保護母線所發揮的作用。除此之外，變電站控制系統還能進行報表打印、畫面顯示等其他輔助功能[6]。

2.3 水采機自動化控制系統

水采機控制系統的整個系統內容包含水采船、岸基站、活動加壓站。該系統的自動化控制功能可以概括為下面幾個部分。首先是船體水平保持，控制水采船的工作需要在水面進行，因此需要靠水的浮力來確保水采船保持平衡狀態，并根據重力滑行使得整個船在鹽田底部行走，該過程需要進行船體的姿態控制，利用GPS系統中的各項數據保障船體是否按照準確的路線在行駛，并對下壓力做出正確調節。第二是PLC、GPS控制系統的數據走向，在水采機自動化控制系統中需要運用雙天線GPS 系統，從而為水采船所在的經度、緯度以及角度進行準確測量，然后利用GPS將數據傳輸到準機站和衛星數據進行校對，從而有效提升測量數據的準確度。第三，切割頭控制。在水采機自動化控制系統中，需要利用兩個開關來調控油缸的伸縮性，進而保障切割頭的靈活運用，其關鍵在于合理調控兩個油缸伸縮的速度，并保障兩個油缸的縮短量和伸長量的差距在5%上下，再利用GPS的相關數據檢測船體的姿態，從讓切割頭得到更科學的控制。第四，增壓泵、初級泵控制，該系統可以對初級泵和增壓泵的抽空與堵泵功能進行相關控制，從而實現自動化調節。第五，濃度控制，在礦漿的入口附近需要安裝一個密度計，然后利用系統中的PID進行自動化控制，在安裝時要保障PID的參數設置科學有效，從而保障其控制發揮作用。第六，岸基站組態畫面控制，利用岸基站可以實現對水采船與各項設備的運行狀況進行有效監控，即便管理人員不在開發現場，也能通過遠程指揮和數據調控的方式開展各項工作。

3 加工廠自動化控制系統

加工廠自動化控制系統的構成成分中包括PLC RSIogix5000系統，然后利用智能MCC柜與DEVICENET連接，該系統包含下面幾個方面的功能。首先，監控畫面組態，其中包含離心機、水泵、攪拌電機等各個工件的工作情況，并對生產過程中的各個方面進行全面監控，比如浮選機和濃密機的工作狀態、結晶器的工作狀態，包裝車間、干燥車間的工作狀態。第二是驅動裝置與出現開關控制，其主要方式是利用POWERFLEX750 變頻器、集成式E3PLU 馬達控制中心、再結DEVICENET 網絡實現對設備運行狀況的畫面監控，并記錄所需的運行數據。第三，結晶器物料液濃度測量，結晶固體和飽和溶液同時存在于結晶器中，為了避免對測量結果造成不利影響，應該選用間接方式來測量液相濃度，比如利用壓力傳感器使結晶器放于傳感器上方檢測該物體的實際壓力，然后再檢測結晶器中的固液百分比，根據核密度計的檢測結果為準。第四，浮選機槽體液位的測量，為了達到液位的準確監測，可以利用雷達液技術來實現，并根據具體算法對其進行準確測量。第五，干燥爐的控制，為了保障干燥爐的爐溫、爐壓、和燃氣等各項參數在一定范圍內，可以使用PID進行控制。

4 結語

綜上所述，我國科學技術水平的不斷增加，使得自動化技術被應用到各個領域中，在工業領域中的自動化技術使用也十分普遍。因此，在鉀肥生產過程中利用自動化技術是未來技術的必然發展趨勢。自動化控制對減肥生產過程中的水采機、變電站、加工廠的自動化控制工作讓整個生產流程更加高效快捷，使得減肥生產的效率與質量得到顯著提升。