劉海軍+王志春

【摘 要】磨礦作業(yè)是破碎區(qū)域生產(chǎn)作業(yè)的繼續(xù)。磨機(jī)磨礦的目的是將礦石中的選用部分和與之伴生的其他礦山進(jìn)行分離，在磨礦工段中球磨機(jī)工作效率成為一個重要的指標(biāo)，它決定生產(chǎn)成本的高低，由于礦石的貧瘠化、貧礦多，更加加大了磨礦生產(chǎn)工藝中的生產(chǎn)成本。因此，磨礦生產(chǎn)對選礦的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響很大。同時磨礦是選礦生產(chǎn)耗能最多的一個環(huán)節(jié)，在磨礦過程中，應(yīng)用過程自動化控制能夠更加合理的分配利用生產(chǎn)資源，提高磨礦設(shè)備的利用率和使用壽命。磨礦自動化對降低成本，提高選礦的作業(yè)率具有重要的價值。

【關(guān)鍵詞】磨礦；控制系統(tǒng)；研究與分析

0 前言

工業(yè)自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，使得控制系統(tǒng)之間的信息交換，不同設(shè)備之間的通信機(jī)制?？刂葡到y(tǒng)信息交換實現(xiàn)集中監(jiān)視。磨礦過程是現(xiàn)代工業(yè)生活的重要組成部分，鐵礦廠采礦、冶煉等被廣泛使用在工業(yè)過程中，直接影響質(zhì)產(chǎn)品的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。智能化、數(shù)字化綜合為選礦自動化的發(fā)展趨勢，隨著自動控制系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展和更加廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)工藝過程的數(shù)字化、綜合化已成為了一種必然的趨勢。

1 磨礦系統(tǒng)設(shè)備工作流程

巴潤礦業(yè)選礦廠磨選系統(tǒng)為四個系列。磨礦儲礦倉內(nèi)的礦石經(jīng)皮帶機(jī)給入第一段球磨機(jī)，球磨機(jī)磨礦后給入一次分級旋流器組進(jìn)行一次分級，旋流器沉砂后返回球磨機(jī)內(nèi)形成閉路磨礦；一次分級旋流器溢流后進(jìn)入弱一磁選機(jī)，弱一磁選機(jī)尾礦進(jìn)入中磁選機(jī)進(jìn)行選別，精礦進(jìn)入二次分級旋流器組進(jìn)行二次分級，二次分級旋流器沉砂后進(jìn)入二段溢流型球磨機(jī)磨礦，鐵礦石經(jīng)二段球磨機(jī)磨礦后，礦漿將再次返回旋流器進(jìn)行分級作業(yè)，二次分級旋流器沉砂后返回二段球磨礦，二次分級旋流器溢流進(jìn)入磁二選作業(yè)，磁二精礦進(jìn)入高頻細(xì)篩進(jìn)行分級作業(yè)，高頻細(xì)篩篩上產(chǎn)物進(jìn)入濃縮磁選機(jī)后進(jìn)行磁選濃縮；高頻細(xì)篩篩下產(chǎn)物進(jìn)入弱三磁選作業(yè)。濃縮磁選精礦后進(jìn)入三段溢流型球磨機(jī)后進(jìn)行再次磨礦，球磨機(jī)排礦返回至高頻細(xì)篩進(jìn)行分級，球磨機(jī)排礦和細(xì)篩形成閉路循環(huán)；高頻細(xì)篩篩下產(chǎn)物進(jìn)入磁選弱三磁選機(jī)，磁選弱三精礦進(jìn)入弱四磁選進(jìn)行選別，弱四精礦進(jìn)入浮選進(jìn)行脫硫作業(yè)。

2 磨機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

球磨機(jī)系統(tǒng)的控制聯(lián)鎖由其自帶的 PLC系統(tǒng)控制完成，設(shè)備運(yùn)行檢測信號經(jīng) PROFIBUS DP 接口接入 DCS 系統(tǒng)，集中實現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和系統(tǒng)聯(lián)鎖控制；球磨機(jī)控制系統(tǒng)主要檢測內(nèi)容包括：主電機(jī)負(fù)載功率檢測；主電機(jī)運(yùn)行電流檢測；主電機(jī)運(yùn)行溫度檢測；潤滑系統(tǒng)工作檢測，其中包括油流、油位、油壓、油溫等； 磨機(jī)啟動、停止控制；球磨機(jī)運(yùn)行保護(hù)及潤滑系統(tǒng)聯(lián)鎖控制等。DCS 系統(tǒng)實現(xiàn)對上述設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)的集中監(jiān)控。

3 磨機(jī)給礦控制的實現(xiàn)

在磨機(jī)給礦控制中，集中控制其中的三個主要參數(shù)：磨音頻譜分析、磨機(jī)功率檢測、分級旋流器沉砂量作為控制器的輸入，上述檢測參數(shù)時刻都在發(fā)生變化，而上述三個參數(shù)發(fā)生的變化可以真是的反映出了球磨機(jī)運(yùn)行當(dāng)前工作狀態(tài)。DCS系統(tǒng)控制器會根據(jù)當(dāng)前主要檢測參數(shù)的變化或變化的一種趨勢進(jìn)行預(yù)前判定，根據(jù)相關(guān)的變化趨勢，系統(tǒng)控制器進(jìn)行計算，根據(jù)寫定的給礦原則，然后 PID 控制器根據(jù)預(yù)前設(shè)定寫好的給礦原則進(jìn)行調(diào)整變頻器給礦，最后達(dá)到精確給礦的目的，實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)給礦。給礦控制原理如圖1。

4 對磨機(jī)控制系統(tǒng)的分析優(yōu)化

球磨機(jī)自帶控制系統(tǒng)的PLC控制柜為磨機(jī)控制系統(tǒng)的核心，采用Siemens公司S7-300系列可編程控制器和Siemens公司TP270操作員界面控制。主要完成對磨機(jī)主軸承高低壓潤滑、小齒輪軸承潤滑的控制和保護(hù)，并協(xié)調(diào)磨機(jī)控制系統(tǒng)各相關(guān)設(shè)備之間的電氣聯(lián)鎖。控制點數(shù)：模擬量約為60個左右，開關(guān)量約為200點左右，PLC的I/O點數(shù)冗余10%。系統(tǒng)中PLC可與DCS進(jìn)行通訊，并可提供相應(yīng)的無源觸點。

1）磨機(jī)電控系統(tǒng)采用PLC可編程控制器和液晶觸摸屏對輔機(jī)系統(tǒng)集中監(jiān)控。主要控制內(nèi)容如下：

軸承及定子繞組測溫的控制：每臺磨機(jī)共有16個Pt100測溫點。進(jìn)料端主軸承3個，出料端主軸承3個，小齒輪軸承2個，主電機(jī)定子繞組6個（其中3支備用），主電機(jī)軸承2個。主軸承高壓、低壓潤滑系統(tǒng)的控制：主軸承高壓、低壓潤滑站包括：高壓補(bǔ)油和低壓潤滑兩部分，對主電機(jī)軸承進(jìn)行潤滑。各系列高壓補(bǔ)油系統(tǒng)有兩臺高壓油泵電機(jī)，一臺進(jìn)行工作另一臺作為備用，也可互為備用。

壓力控制：液壓站上高壓檢測系統(tǒng)有兩個壓力檢測傳感器，其壓力檢測信號通過變送器輸出直流4-20mA信號到PLC進(jìn)行監(jiān)測。

油流控制：在低壓供油回路中各安裝一個流量變送器，用于監(jiān)控各回路的供油流量檢測。

油溫控制：潤滑站油箱中設(shè)有電加熱器，油箱上設(shè)有冷卻器。油箱上設(shè)有雙金屬（Pt100），經(jīng)控制系統(tǒng)檢測控制，自動開啟電加熱器及冷卻水閥。

2）對系統(tǒng)集中監(jiān)控，可顯示多個監(jiān)控畫面，實現(xiàn)磨機(jī)及附屬設(shè)備的起動、停止、連鎖、保護(hù)等多種功能。直觀顯示各運(yùn)行點及相關(guān)聯(lián)鎖點狀態(tài)。

（1）顯示潤滑系統(tǒng)工作畫面。主要顯示潤滑站及潤滑點的狀態(tài)。

（2）顯示各個測量點的實際測量值：溫度信號：同步電機(jī)定子繞組溫度、轉(zhuǎn)子軸承溫度、磨機(jī)主軸承溫度、小齒輪軸承溫度、潤滑站油溫。

（3）顯示各個測量點的趨勢圖，如溫度、壓力、油流等。

（4）顯示故障報警信息。

（5）顯示故障跳閘信息。

（6）在觸摸屏上可修改參數(shù)，如各個軸承溫度報警值及停機(jī)值；潤滑站供油壓力、油流等低報警值及停機(jī)值。

（7）在觸摸屏上可對系統(tǒng)集中啟、停。

（8）也可由中控室（DCS）或現(xiàn)場操作柜上控制磨機(jī)啟停。正常工作和檢修試車時在現(xiàn)場操作柜上進(jìn)行，也可將開關(guān)轉(zhuǎn)到中控位置（DCS），由中控室操作?？刂乒裆吓溆猩倭堪粹o和信號燈，作為日常自動操作和備用。

5 結(jié)束語

磨礦生產(chǎn)過程是一個重要的選礦環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。同時，磨礦過程和能量效率低的特點，從而提高磨礦效率低能耗為目的的優(yōu)化控制已成為當(dāng)今研究的一個熱點問題。本文首先磨礦的基本過程，通過一步分析磨礦過程控制的流程，本文簡要分析了一些困難的問題，提出了磨礦過程的最優(yōu)控制系統(tǒng)，簡要分析系統(tǒng)實現(xiàn)的方法和可行性。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]