选矿自动化控制技术方案


一、概述
    近十多年来,由于矿用检测与分析仪表的逐渐更新和不断完善,计算机的性能价格比的大幅度提高和局域网、INTERNET网络的普遍应用,各种远程控制系统在各行业的成功应用,使目前选矿厂的过程控制及自动化操作达到了一个崭新的水平。在国内的金矿、铜矿、铁矿等一些矿山,通过对现有选矿厂进行自动化改造,取得了明显的经济效益。
本系统针对磨矿生产各工作环节,特别是关键工艺流程实施自动化监控,同时为选矿管理等业务环节提供基础数据源,为选矿厂、矿业公司进行更加科学的经营管理与决策提供有力的支持。
二、总体设计思想
通过监测磨矿各环节的数据,实现给矿量、磨机进水量、加球量、化验取样、砂泵变频控制等环节的自动化实施。显示一个周期内所监测的数据,为管理者提供数据依据。提高出矿量,减少能耗、人力,方便管理。
三、自动化系统总体架构
自动化系统的总体架构如下:
 
四、自动化系统介绍
1、控制系统特点
控制系统以稳定、实用为主,主要以就地(开环/闭环)控制、远程干预、集中管理为特点,同时实现网络共享。同时可以实时监测能源消耗指标,为节能减排提供数据依据。可以实现监测、控制、超限报警、超限顺序停车、记录实时数据等功能。
就地控制:利用PLC控制器实现对控制系统中的关联设备的控制及检测,显示设备状态,使管理人员或者工作人员能够直观的看到各个设备的运行状态,为管理及设备的使用提供依据。
远程干预:利用PLC控制器的强大通信功能,可以根据实际动态生产需求对其中设备进行远程的控制,同时通过设备状态及数据显示的辅助,可以实现多个流程的无人值守,节省人员,减轻值班人员的劳动强度,实现人性化管理。
手自动转换:通过控制柜上的手自动转换按钮,方便实现手动与自动的切换,满足维修及其他工况的需要。
2、控制流程介绍
自动化系统主要是实现重点岗位的设备自动监测和自动控制功能,使生产过程自动连续化、减少人为因素造成的停车,使生产设备按照流程顺序自动启动和停止,实现有序生产,减少现场人工干预,提高生产效率,降低人工成本。同时保留人工操作功能,与自动控制系统并行连锁使用。
本自动化控制系统主要针对皮带、磨机、分级等几处关键流程和关键设备,以下是各个重要流程控制的介绍,其他附属设备省略。
2.1磨矿分级
2.1.1原矿给矿自动控制
球磨机是生产环节最重要设备之一,也是生产的大型设备及生产工艺中至关重要的中间环节,运行中的实时监控是非常必要的,这样可以减少大型设备的故障率,减少生产损失,提高生产效益。
球磨机的监测首先一个问题是连续加球问题。平常加球基本都是每天一次性加球,势必会出现球磨机瞬间或短时间内负载增大,加矿量减少或加矿量不均衡,造成溢流矿浆浓度降低,从而影响分级及其他流程的生产效率。定时定量加球是目前大型矿山必要的解决球磨机生产效率的手段,同时也为监测球磨机提供了稳定的依据,所以我们建议使用全自动加球机。(全自动加球机介绍见附件2)(此处为建议。)
有了均衡给矿及定时定量加球,球磨机具备了稳定的工况,这样状态下监测球磨机能够为生产提供准确的数据和依据。
在稳定给矿给球的状态下,监测球磨机运行电流是判断球磨机负载的一个重要依据和手段。在生产过程中,球磨机的高压电机会根据负载的大小,出现电流随负载的变化,根据监测球磨机的电流大小,来判断球磨机的负载即给矿量,如果给矿量超过设定值,通过程序自动控制给料机的给矿量,满足正常的生产要求。
在不使用自动加球机的状态下,通过球磨机运行电流判断球磨机的负载即:给矿量,加球量,(通过电流监测的球磨机负载的数据为模糊数据,会有一定的误差,不能达到精确控制。)根据电流的数据控制器自动控制给矿量,显示加球量。
2.1.2分级浓度/水量自动调整
分级浓度的监测:在线式浓度计采集到的磨矿沉砂池矿浆的浓度值,反馈给往球磨机注水管路上的调节阀,来自动调节给水量,从而使供给旋流器的矿浆浓度保持在生产要求的范围内。
2.1.3分级PH值/自动调整石灰供给量
分级PH值的监测:由在线式PH计采集到到的磨矿后矿浆PH值,反馈给控制器,由控制器自动显示石灰的供给量(调整),从而使矿浆PH值保持在生产要求范围内。
2.2磨矿各项数据检测
磨矿在选矿工艺中起到的作用是至关重要的,同时磨矿后矿浆的各项数据指标也是影响出矿量的关键因素之一。通过各种直观的检测数据,可以为生产提供有效的生产依据。从而实现自动控制,提高出矿量。
2.2.1矿浆浓度的监测
矿浆浓度的检测是每个矿山每天所必须要检测重要数据之一,但在自动化系统中要将浓度数据呈线性输出,从而根据矿浆浓度来调整给水量。
所以我们建议使用矿浆浓度计,可以实现浓度的线性输出至总控制器,由总控制器根据所采集到的数据进给水量进行调整。(浓度计介绍详见附件4)
2.2.2矿浆取样
 在矿厂一般采用人工取样,这种取样方式通常为一小时甚至几小时取一次样,这样在取样时间上存在着不确定性,所取的标本不具有代表性,影响化验结果。并且存在安全隐患。
我们建议使用自动取样机,自动取样机分为槽式、管道式和矿粉取样,完全适用于各个环节的取样。全自动取样机可设定取样时间间隔,取样间隔时间最小:1分/次,取样间隔可根据化验人员的需求随意调整。所取标本具有代表性,可直观的体现出在某段时间内矿浆的变化,纯机械结构运行安全稳定,操作简单,易维护。(全自动取样机介绍见附件3)
2.2.3 粒度的检测
由于目前在国内没有在线式粒度检测仪表,而普通的检测仪表造价昂贵且需要人工化验,所以,在此自动化系统中无法做到粒度的自动检测。
五、控制工艺所用设备及布线介绍
1、控制柜可以放置在控制室附近,也可以根据现场要求确定位置,控制柜一般采用1800*1000*800的GSD标准规,配置按照GB规范;
2、线缆分为控制线缆和电源线缆。
3、控制器采用西门子S7-200,以及附属扩展模块;
4、通信采用西门子RS485通信方式;
5、传感器(重量、液位、浓度、电流、电压、功率)均采用国内知名品牌;
6、其他电器元气部件采用正泰;
7、电机采用低速电机。
(详见附件1《所需配件明细表》)

六、控制细节说明
     1、加球量显示:通过电流护感器检测球磨机电流的变化来判断球磨机负载即:球量、矿量,同时显示球磨机电机当前运行电流的变化。
     2、PH值检测:通过PH计检测矿浆的PH值控制加入矿浆的石灰量,显示当前矿浆的PH值,在线式实时输出。
     3、浓度的检测:采用在线式浓度计,浓度计输出4~20mA信号给控制器,通过控制器程序将4~20mA信号转换为实际数据,根据此数据控制矿浆的浓度及给料机。
     4、矿浆取样:采用低速电机,纯机械结构,易维护,可靠性高。通过控制器控制低速电机正反转达到取样的效果。

 

青岛蓝方自控系统有限公司(http://www.lanfangzikong.com)是一家专门从事矿山自动化设备研发、设计、加工及安装的专业化公司。主营产品有:自动加球机,全自动加球机,球磨自动加球机,自动加药机,全自动加药机,数控加药机,采矿破碎流程控制,浮选控制系统,磨矿自动控制系统,浓度计,排水自动控制系统,选矿生产控制系统等自动化类产品

 

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