尹久發(fā)

（云南錫業(yè)研究院有限公司，云南個舊 661400）

進入本世紀，可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略已成為資源性產業(yè)的頭等大事，選礦行業(yè)作為資源性產業(yè)重要的組成部分，必須面對“持續(xù)”和“發(fā)展”這兩大問題。“發(fā)展”的壓力來自市場的競爭，“持續(xù)”的壓力來自礦產資源的不可再生。隨著我國經濟的發(fā)展，選礦企業(yè)必須不斷提高生產技術、降低生產成本，在行業(yè)競爭中保持領先地位。在發(fā)達國家的選礦廠，上個世紀末已基本實現了全流程的計算機控制，使得這些企業(yè)經久不衰。這就要求用科學的發(fā)展思維，采取高科技手段，利用有限的資源，追求企業(yè)利益最大化。有色冶金選礦廠在實施選礦過程全流程自動化控制方面，在國內外工廠中已進行全流程自動化控制技術升級改造，得了顯著成果，并取得較好經濟效益。實踐證明，只有采取高科技手段，用信息技術、自動化技術改造企業(yè)，才會使企業(yè)快速走上振興之路，才會使企業(yè)在激烈的市場競爭當中立于不敗之地。本文通過對云錫幾個有色冶金選礦廠實施生產過程自動控制系統(tǒng)的升級改造中，認為選礦廠破碎工序工藝較為成成熟。具備實施自動化控制系統(tǒng)改造條件，通過方案論證。設計出一套在選礦廠破碎工序實現自動化控制的方案技術路線，并在幾個選礦廠進行實施，自動化控制系統(tǒng)運行正常，安全可靠，降低生產成本，提升選礦廠自動化控制技術水平。

1 選礦廠破碎工序工藝簡述

有色冶金選礦廠生產工藝一般主要流程是：破碎為三段一閉路流程，粗碎采用鄂式破碎機中碎、細碎采用圓錐破碎機，篩分采用園振篩、中碎、細碎采用圓錐破碎機，篩分采用園振篩磨礦采用二段磨礦分級工藝，一段磨礦分級產品進入二段磨礦流程，磨礦流程結束后進入選別工序，最終實現選礦廠精礦產品輸送。破碎工序是有色冶金選礦廠礦物入選前重要工序，選礦廠的破碎工序工藝流程為：礦山運來的礦石進入原礦倉，經過不同用途1#至11#皮帶轉移到各種儲料倉。原礦倉的礦石經棒條給料機輸送給鄂式破碎機進行粗碎。粗碎產品經1#、7#、2#皮帶運輸到中碎礦倉，經3#皮帶給入中碎機進行中碎。中碎產品經5#皮帶給入園振篩，篩上產品經6#、11#皮帶運輸到細碎礦倉。細碎礦倉的礦石經4#皮帶給入細碎機進行細碎。細碎產品經5#皮帶返回篩分礦倉，形成細碎篩分閉路；篩下產品經8#、9#皮帶運輸到球磨粉礦倉，完成破碎工序作業(yè)生產。選礦廠破碎工序自動化控制系統(tǒng)方案見圖1。

2 選礦廠破碎工序自動化控制系方案設計及組成

2.1 選礦廠破碎工序自動化控制技術指標

針對選礦廠破碎工序生產工藝的特點，破碎工序生產過程自動化控制主要指標是：（1）破碎工序生產全過程自動化控制，實現無人或盡量降低現場操作人員。（2）實現破碎工序生產過程各種量綱及生產設施運行狀態(tài)安全監(jiān)控，確保生產設備安全運行。（3）實現破碎工序生產過程各種設備滿負荷生產，如破碎機的擠滿式給礦控制，提高生產產量，提高勞動生產力。

2.2 破碎工序自動化控制系統(tǒng)功能

根據選礦廠破碎工序工藝流程特點，系統(tǒng)設計主要功能有（1）實現原礦倉、中碎礦倉、細碎礦倉、粉礦礦倉的料位檢測、顯示、報警與粉礦倉布料控制；（2）實現進料1#皮帶金屬探測與報警；（3）通過中碎、細碎破碎機負荷檢測，與給礦皮帶變頻形成閉路連鎖控制，實現擠滿給礦的目的；（4）通過與破碎機自帶PLC 通訊實現破碎機工作狀態(tài)的監(jiān)視，完成保護報警等功能；（5）實現碎礦工藝過程中各主要輸送皮帶、電氣設備的邏輯控制與邏輯連鎖；（6）實現破碎工藝過程中各主要皮帶的防跑偏、監(jiān)測、報警以及大功率皮帶電流監(jiān)測；（7）實現中、細破碎、篩分作業(yè)的優(yōu)化平衡控制及相關工藝過程的自動分析、故障判斷、歷史資料歸檔、事故報警、故障保護等功能。

圖1 選礦廠破碎工序自動化控制系統(tǒng)組成流程圖

2.3 破碎工序自動化控制系統(tǒng)特點

通過生產實踐，破碎工序自動化控制系統(tǒng)具有如下特點。

（1）系統(tǒng)可靠性高：系統(tǒng)核心設備采用平均無故障時間較長、易于維護的設備，控制系統(tǒng)設備選用當前國內外大中型企業(yè)的實際使用的成熟設備，輔助設備采用通用設備，便于現場人員的使用與維護。

（2）控制技術先進：系統(tǒng)采用DCS 控制系統(tǒng)，主控單元采用模糊控制＋常規(guī)控制實現（FUZZY ＋PID），并采用復雜控制回路的自適應模糊PID 控制技術來設計智能優(yōu)化控制系統(tǒng)。

（3）實用性強：針對中國國內的廠情，選取工藝過程的關鍵環(huán)節(jié)進行控制。同時對原有工藝不需要作任何改造，安裝調試不影響生產。系統(tǒng)具有自動、控制室內軟手動或自動、現場手動三類控制方法。

（4）直接經濟效益突出：一次投資少、見效快，回收周期短。一次投資，多年受益。系統(tǒng)運行后、提高礦石破碎粒度合格率和金屬回收率，降低后續(xù)磨礦工序球耗、電耗及襯板等消耗，避免故障的發(fā)生。

（5）易于系統(tǒng)擴展：系統(tǒng)提供必要的接口，能夠接入不同標準的現場設備，兼容范圍廣，為廠級管理、過程自動控制設計了必要軟件接口與界面。

（6）操作方便：系統(tǒng)在保證自動控制的前提下，可實現系統(tǒng)局部與全部的自動、軟手動和手動操作等多種操作方式。

（7）間接效益顯著：為企業(yè)管理提供了準確的數據，提高企業(yè)的管理水平。真正實現節(jié)能降耗，挖掘設備潛力，提高設備作業(yè)率，降低崗位工人勞動強度與難度，提高勞動生產率。

3 生產實踐

本系統(tǒng)已應用在云南、山東等幾個大型有色冶金選礦廠進行，運行結果顯示：一般一個3000～8000t/年有色金屬選礦廠破碎工序，日處理礦石滿負荷情況下可達10000多噸物料，不加自動化控制控制系統(tǒng)前，需要30多人進行不同崗位操作，每天處理各種設備故障在5臺套以上，并且還伴隨發(fā)生部分操作員工及設備安全事故3%機率可能性；增加破碎工序自動化控制系統(tǒng)后，整個工序生產設備及生產過程均實現自動化控制和監(jiān)控，生產崗位操作人員只需要3～5人，生產人工成本下降70%，生產過程及設備滿負荷率提高30%，設備故障率降低80%，人員及設備安全事故率可降至0.1%以下，同時優(yōu)化破碎工序作業(yè)，提高整個工序的作業(yè)能力及效率和產品的合格率。企業(yè)生產過程自動化水平及安全文化水平顯著提高、效益顯著。

4 結束語

（1）對有色冶金選礦廠破碎工序實現自動化控制，工藝路線及控制技術成熟，具有較強生產實踐性和應用前景。

（2）控制系統(tǒng)通過對設備監(jiān)測與設備安全管理，達到保障設備安全運行，減少設備故障停機時間，提高設備作業(yè)率及生產過程負荷率。

（3）通過實施自動化控制，顯著減少破碎工序生產過程污染，降低人工成本、改善現場作業(yè)環(huán)境及生產人員勞動強度，實現清潔文明生產，顯著提高企業(yè)現代化水平。

（4）通過運用自動化系統(tǒng)，可使企業(yè)勞動生產率50%以上，降低企業(yè)生產成本，對有色冶金選礦企業(yè)降本增效，提高企業(yè)經經濟效益提出重要路徑。

碎礦礦工序自動化控制是直接應用于有色冶金選礦生產過程的一項全新技術，通過全生產過程自動化，信息化和全流程過程生產人員設備操作行為、運行狀態(tài)、運行參數檢測和過程閉環(huán)反饋控制。它能高效提升有色冶金選廠產品質量、降低能降和成本，特別在降低有色冶金選礦廠破碎系統(tǒng)安全事故，提高生產效率方面不論在硬件和軟件起關鍵技術支撐，對國內有色冶金礦山企業(yè)相關破碎工序提升自動化水平具有一定參考價值，為有色冶金選礦廠實現自動化管理和現代化科學管理發(fā)揮重要作用。