裴得金，郭 偉，趙艷賓，解 釗

（中國黃金集團西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司，西藏 拉薩850020）

我國是一個選礦大國，但國內(nèi)選礦廠普遍存在資源品質(zhì)差造成選礦能耗高、勞動生產(chǎn)率低等問題，使得成本居高不下，企業(yè)缺乏競爭力，因而急需尋求改進現(xiàn)狀的手段。自動化控制是利用自動化技術、計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術，實現(xiàn)選礦流程生產(chǎn)過程集中自動控制，保證了系統(tǒng)操作的及時性和可靠性，杜絕了因調(diào)整不及時造成的生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)能浪費，確保流程時刻處于健康、穩(wěn)定、高效的運行狀態(tài)。大量減少了現(xiàn)場的操作工，實現(xiàn)減員增效，提升企業(yè)的設備與生產(chǎn)水平。解決了長期以來礦山企業(yè)依靠人工操作，流程工藝效率低，生產(chǎn)協(xié)調(diào)一致性、透明性差的缺點。提高了企業(yè)生產(chǎn)和決策反應速度與水平，實現(xiàn)過程工藝的精細化管理，使企業(yè)的生產(chǎn)得到穩(wěn)定、快速地健康發(fā)展。

1 研究的意義

磨礦工序是選礦生產(chǎn)的重要工序，其主要任務是為下道選別工序提供解離充分但過粉碎輕的入選礦物。

磨礦工序作業(yè)的好壞，直接影響選別指標，因此加強磨礦分級工序技術操作，是搞好選別指標的重要前提，必須嚴格磨礦分級工序技術操作，確保浮選入料的濃、細度，以滿足選別工序技術要求。

磨礦工序是選礦生產(chǎn)能耗最高的工序，為此加強磨礦管理，嚴格技術操作，在滿足溢流濃、細度的前提下，盡可能地提高磨礦臺效，是降低磨礦工序以及選礦生產(chǎn)全過程能耗最有效的途徑。

2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析

我國在20世紀90年代開始從國外引入此技術，但由于國內(nèi)人工成本較小，節(jié)能環(huán)保意識不強同時購買成本較高等原因未能得到推運用。

21世紀初隨經(jīng)濟與技術的發(fā)展，礦山自動化得到了重視，很多有實力的礦山開始走向礦山開始走向自動化，研究院也把目光投向磨礦自動控制系統(tǒng)。先后有北京礦冶研究院、長沙礦冶研究院、中南大學、馬鞍山設計院等推出了自己的磨礦自動控制系統(tǒng)，并在一些礦山得到了一定應用。經(jīng)過21世紀頭十年的發(fā)展，磨礦自動控制意識在很多礦山得到了宣傳。一些實力雄厚的礦山也開始研發(fā)自己的自動控制系統(tǒng)，鞍鋼、包鋼、新鋼也于2010年前后發(fā)表了磨礦自動控制系統(tǒng)的成果。

90年代從國外引進磨礦自動控制系統(tǒng)開始，我國在不斷的研發(fā)和完善磨礦自動控制系統(tǒng)。2000年起在有色金屬礦山金堆鉬業(yè)公司，鐵礦山新疆雅滿蘇礦業(yè)、內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司、首鋼礦業(yè)有限公司水廠鐵礦、中金內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司等選廠得到了推廣應用，并收到了很好的效果。

3 系統(tǒng)評估

該系統(tǒng)基于各種儀器儀表的檢測數(shù)據(jù)，借助計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，通過建立自己獨有的計算模型和控制模型，完成對各個過程量的控制調(diào)整。相對傳統(tǒng)自動化控制模型的建立，該系統(tǒng)更注重對磨機及漿液系統(tǒng)的檢測控制，通過對磨機電耳量與電流量的檢測分析，借助于模糊計算理論，分析出最佳控制區(qū)域及不同點位磨機所對應的實際運行效果，模型的建立不但需要精通的計算機控制理論基礎，更需要借助于多年對磨機狀態(tài)的研究、數(shù)據(jù)分析及豐富的現(xiàn)場磨機調(diào)整經(jīng)驗；漿液系統(tǒng)的檢測不但要做好各流程點位的礦量平衡，更主要是各流程點位的控制邏輯關系，控制優(yōu)先級及一些模糊量的引入主要是依靠對工藝流程設計的高度理解和計算機數(shù)據(jù)運算的雙重結合。

4 控制的目標

磨礦分級流程的自動化控制，使用已成熟的自動化控制技術，以經(jīng)濟效益為中心，以滿足生產(chǎn)需要為重點，整體規(guī)劃與實施，控制系統(tǒng)同時具備開放接口，以備將來實施全流程擴充以及改造的自動化控制的需要。

實現(xiàn)磨礦分級計、控、管一體化，提高系統(tǒng)啟、停效率，磨礦現(xiàn)場無人值守，形成集中操作與巡檢企業(yè)的生產(chǎn)組織模式，減少崗位工人現(xiàn)場一線工作時間，降低故障及事故發(fā)生的概率。

建立一個運行可靠、操作方便靈活、功能實用、維護簡單的磨礦分級自動化控制系統(tǒng)，在穩(wěn)定磨礦分級產(chǎn)品要求的前提下，實時根據(jù)物料性質(zhì)調(diào)整現(xiàn)場工藝參數(shù)，實現(xiàn)磨礦分級系統(tǒng)運行效果的最優(yōu)化，提高磨機產(chǎn)能，降低單位能耗。

5 關鍵控制模型

針對現(xiàn)場的工藝及對控制目標的要求，制定出控制目標及相應的控制邏輯關系，確定所需儀器儀表、控制柜等控制工具的類型和數(shù)量，并通過專有的控制軟件保障控制手段的實現(xiàn)。

單針對一些重點控制點位的控制理論是相似的，就磨礦分級自動化控制而言，重點點位主要有兩個：一個是磨機的控制；另一個是關于分級系統(tǒng)的控制。

5.1 磨機系統(tǒng)控制

每種磨機都有其獨有的最佳處理狀態(tài)，人工操作無法準確判斷磨機當前的運行狀態(tài)，且操作調(diào)整具有瞬時性及滯后性的問題，無法做到時刻將磨機運行狀態(tài)調(diào)整到最佳，造成磨機產(chǎn)能浪費；通過自動化系統(tǒng)對磨機運行工作狀態(tài)的檢測，精確判斷磨機目前運行狀態(tài)是處于空載、滿載或超載狀態(tài)，借助于專有儀器儀表對磨機的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并將控制信號反饋給PLC系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)憑借設定的控制邏輯和數(shù)據(jù)庫，對磨機系統(tǒng)進行調(diào)整。及時調(diào)整入磨給礦量，保證磨機始終處于一種運行狀態(tài)最佳且滿載的狀態(tài)，杜絕給礦量過低造成磨機產(chǎn)能浪費的現(xiàn)象，或給礦量過大造成的漲肚跑粗現(xiàn)象的發(fā)生；并通過對補加水添加量的精確控制調(diào)整保證磨機磨礦濃度始終處于最佳磨礦條件，提高磨機磨礦效率。

5.2 旋流器分級系統(tǒng)控制

旋流器分級效率受給礦壓力、給礦濃度、給礦流量的影響很大。礦漿池液位過高或造成礦漿外溢，過低會出現(xiàn)渣漿泵喘氣現(xiàn)象，所以對礦漿池的液位調(diào)節(jié)非常必要，而且泵池的液位高低會影響旋流器的分級濃度。礦漿池安裝超聲波液位檢測儀表，旋流器給礦安裝濃度檢測儀表、壓力檢測儀表，根據(jù)設定的分級濃度、壓力、液位，通過自動化系統(tǒng)控制渣漿泵頻率，調(diào)節(jié)泵漿池加水量，達到旋流器給礦的濃度、壓力、礦漿池液位三者之間的關系平衡。從而穩(wěn)定旋流器分級效果、礦漿池液位的目的。

6 技術核心

1）相關工藝及設備的深度研究，只有熟悉工藝及相應設備，才能保證所設計產(chǎn)品的實用性。

2）控制模型的建立，須以現(xiàn)場工藝條件為出發(fā)點，在保證實用性和可靠性的前提下，簡化相應邏輯。

3）過程控制中模擬量的運算調(diào)整，需保證不但有計算機編程進行數(shù)據(jù)調(diào)整的能力，更需要具備對工藝及設備運行情況的系統(tǒng)分級和精確調(diào)整的能力。

7 綜述

針對過程工藝不穩(wěn)定性的特征，通過自動化的實時控制調(diào)整，最終實現(xiàn)以下目標。

1）實現(xiàn)磨機產(chǎn)能最大化，杜絕過磨及產(chǎn)能浪費，降低單位能耗。

2）穩(wěn)定磨礦分級產(chǎn)品指標，保證后續(xù)選別工藝的選別效果。

3）實時集中監(jiān)測控制，改變現(xiàn)場的生產(chǎn)管理模式，使崗位由操作型轉(zhuǎn)變?yōu)檠矙z維護型，減輕勞動量或勞動力投入。

4）穩(wěn)定運行及對設備的實時故障監(jiān)控，提高系統(tǒng)運行的可靠性，減少設備維護量。

5）改變管理模式，實現(xiàn)可視化操作及遠程監(jiān)控，提高企業(yè)管理的透明度及時效性。

［1］ 王旭艷.礦石分選新技術新工藝與選礦過程控制檢測標準及工藝設備選擇計算實用手冊［M］.北京：中國知識出版社，2005.

［2］ 胡壽松.自動化控制原理［M］.北京：科學出版社，2013.

［3］ 西門子（中國）有限公司.SIMATIC S7－300，S7－400［EB/OL］http：//www.siemens.com.cn.

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