排山樓選礦廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用

劉英馳+王美蠲+包剛

（遼寧排山樓黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司）

摘 要：選礦廠作為排山樓公司主要生產(chǎn)車間，如何應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)和高效運(yùn)行，減少污染，改善作業(yè)環(huán)境與勞動(dòng)強(qiáng)度，是選礦廠所面臨的問(wèn)題。本文根據(jù)排山樓選礦廠工藝流程介紹選礦自動(dòng)化應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：選礦；自動(dòng)化控制；應(yīng)用

排山樓公司選礦廠現(xiàn)有自動(dòng)化控制系統(tǒng)于2015年12月正式施工，2016年12通過(guò)正式驗(yàn)收。選礦采用全泥氰化炭漿工藝，其流程為破碎部分采用三段一閉路加篩分；磨礦部分采用兩段兩閉路磨礦分級(jí)；浸出部分采用全泥氰化炭漿提金+高溫高壓解吸電解；尾礦部分采用壓濾干堆。自動(dòng)控制系統(tǒng)由排山樓公司聯(lián)合北京憶眾聯(lián)創(chuàng)科技公司共同開(kāi)發(fā)完成。

選礦廠自動(dòng)化采用西門子DCS冗余控制系統(tǒng)、先進(jìn)的通訊環(huán)網(wǎng)、先進(jìn)的在線檢測(cè)分析儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，引入模糊控制、網(wǎng)絡(luò)控制等先進(jìn)控制方式，對(duì)全流程進(jìn)行自動(dòng)控制和檢測(cè)；選用穩(wěn)定性好的知名公司的檢測(cè)設(shè)備如科隆的流量計(jì)、E+H的濃度計(jì)、西門子的變頻器等等為控制環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)支持；利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立軟測(cè)量模型對(duì)無(wú)法在線檢測(cè)的關(guān)鍵工藝變量進(jìn)行推算，實(shí)現(xiàn)了排山樓公司選礦廠生產(chǎn)全流程自動(dòng)化控制。

1 破碎控制系統(tǒng)

破碎機(jī)為礦山生產(chǎn)主要的設(shè)備之一，但同時(shí)破碎機(jī)又是高耗能的設(shè)備。因此，如何使破碎機(jī)效率最大化，就成了碎礦自動(dòng)化控制的最終目的。一般控制系統(tǒng)主要選取主傳動(dòng)電機(jī)的功率或電流作為被控參數(shù)，控制策略一般采用恒功率或優(yōu)化功率方式運(yùn)行，動(dòng)態(tài)調(diào)整給礦機(jī)給礦量的大小，使主機(jī)的負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行在設(shè)定的要求之內(nèi)，同時(shí)檢測(cè)溫度、壓力、流量等，具有完備的保護(hù)功能，排山樓公司碎礦自動(dòng)控制針對(duì)美卓設(shè)備采取如下控制策略。

1.1 提高破碎效率

破碎系統(tǒng)主要采用的是美卓設(shè)備，該設(shè)備是在滿足擠滿給料的前提下才能發(fā)揮其最佳效能。所以我們把做好擠滿給料作為提高破碎效率的突破口。我們通過(guò)在hp300和hp400料腔上方加裝激光料位計(jì)檢測(cè)破碎料腔內(nèi)料位高度、對(duì)主電機(jī)運(yùn)行電流等參數(shù)和給料皮帶進(jìn)行PID調(diào)控，并形成閉環(huán)控制，達(dá)到了提高破碎運(yùn)行效率的目標(biāo)。

1.2 降低能源消耗

是在保證設(shè)備發(fā)揮最大效率的基礎(chǔ)上，提高小時(shí)處理礦量，減少運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)完全躲峰運(yùn)行；同時(shí)要建立能源管理系統(tǒng)，就是要充分實(shí)施電力消耗數(shù)字化，通過(guò)安裝計(jì)量表實(shí)現(xiàn)峰、谷、平及每班、每天、每月的電耗統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而進(jìn)一步分析和評(píng)價(jià)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，保障設(shè)備效率的最大化，同時(shí)為進(jìn)一步降低能耗提供有力的事實(shí)依據(jù)。

1.3 給礦量的控制

C120的給礦速度是根據(jù)HP300小料倉(cāng)的料位調(diào)節(jié)重板的給礦速度實(shí)現(xiàn)；HP300的給料是通過(guò)HP400倉(cāng)位調(diào)整hp300給礦小皮帶完成；HP400給料皮帶頻率是通過(guò)電流和腔內(nèi)料位對(duì)hp400小皮帶進(jìn)行pid調(diào)節(jié)。破碎系統(tǒng)給礦控制的由后向前推進(jìn)，做優(yōu)每臺(tái)設(shè)備的閉環(huán)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)礦量的自動(dòng)給礦和自動(dòng)調(diào)節(jié)，并經(jīng)安裝在4號(hào)帶與5號(hào)帶之間的切換翻板自動(dòng)分配至新老系列兩個(gè)粉礦倉(cāng)。礦石量采用電子皮帶秤檢測(cè)4號(hào)皮帶礦量作為反饋信號(hào)進(jìn)行計(jì)量，并在所有料倉(cāng)加裝料位計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)控料位狀態(tài)。

1.4 設(shè)備安全運(yùn)行與狀態(tài)監(jiān)測(cè)

主要包括設(shè)備的順序起停、電流（功率）實(shí)時(shí)、設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與保護(hù)（油流、油壓、油溫實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測(cè)與記錄），以及破碎機(jī)、篩分機(jī)的軸溫檢測(cè)和控制；皮帶機(jī)打滑、跑偏檢測(cè)和控制。

2 磨礦分級(jí)控制系統(tǒng)

磨礦分機(jī)系統(tǒng)，磨礦作業(yè)是選礦最重要工藝環(huán)節(jié)，是考核整個(gè)選礦廠重點(diǎn)。因此磨礦系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)控制，確保濃度指標(biāo)合理至最優(yōu)，其根本目的就是為了提高磨機(jī)效率，提高處理礦量的同時(shí)，穩(wěn)定磨礦分級(jí)最終產(chǎn)品粒度，為選別作業(yè)提供合格的溢流產(chǎn)品。

2.1 給礦量控制

1號(hào)球磨機(jī)的給礦量是通過(guò)礦石處理量設(shè)定值與皮帶秤反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制，輸入給礦量設(shè)定值，通過(guò)皮帶秤檢測(cè)值實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)給料皮帶頻率，達(dá)到預(yù)期設(shè)定處理量。

2.2 配比水控制

球磨機(jī)給礦水和返沙水是根據(jù)皮帶秤處理礦量反饋信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算確保合理的磨礦濃度后進(jìn)行比例給水。排礦水是根據(jù)分級(jí)機(jī)溢流濃度設(shè)定值調(diào)整給水量，通過(guò)濃度計(jì)檢測(cè)值實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)整補(bǔ)加水閥門開(kāi)度大小，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)加水的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。

2.3 渣漿泵泵池液位控制

通過(guò)泵池液位控制渣漿泵頻率實(shí)現(xiàn)，根據(jù)工藝流程要求設(shè)定液位控制值范圍，高于控制值范圍降低渣漿泵給礦頻率，低于控制值范圍提高渣漿泵給料頻率。

2.4 濃細(xì)度的控制

根據(jù)粒度儀濃細(xì)度反饋信號(hào)控制，細(xì)度根據(jù)粒度儀每15分1次檢測(cè)結(jié)果通過(guò)3個(gè)數(shù)輪詢的平均值對(duì)比，平均值低于設(shè)定值調(diào)整給礦量與給水量配比。

2.5 球磨機(jī)漲肚的控制

通過(guò)電耳反饋信號(hào)控制，根據(jù)球磨機(jī)的實(shí)際漲肚測(cè)量設(shè)定電耳檢測(cè)值控制范圍，通過(guò)檢測(cè)值實(shí)施數(shù)據(jù)調(diào)整前后水量配比。

2.6 一段分級(jí)粒度控制，采用分級(jí)溢流濃度的設(shè)定進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)球磨排礦給水的調(diào)整實(shí)現(xiàn)分級(jí)機(jī)濃度控制，即實(shí)現(xiàn)了一段粒度控制。

2.7 二段粒度控制，可以通過(guò)控制泵池液位（避免泵池抽空，粒度跑粗），以及通過(guò)旋流器溢流濃度的控制，通過(guò)調(diào)整泵池給水來(lái)調(diào)整旋流器給礦濃度的辦法控制溢流濃度，達(dá)到控制溢流粒度的辦法。

3 結(jié)論

選礦廠DCS自動(dòng)化控制系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)選礦廠生產(chǎn)流程設(shè)備自動(dòng)化閉環(huán)控制，另一方面也承擔(dān)著數(shù)字化礦山建設(shè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與整理，通過(guò)檢測(cè)采集處理礦量、藥耗、電耗、水耗、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行狀態(tài)、等數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行基礎(chǔ)運(yùn)算整合提供給信息層作為運(yùn)算依據(jù)。從選礦自動(dòng)化系統(tǒng)、輸變電微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、各類現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表及其它信息系統(tǒng)中實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信號(hào)。這些數(shù)據(jù)可為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的生產(chǎn)監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和歷史趨勢(shì)分析提供數(shù)據(jù)支撐。這次自動(dòng)化改造項(xiàng)目實(shí)施，將極大地提高選廠自動(dòng)化控制水平，為建設(shè)數(shù)字化礦山打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。