选矿工业自动化研究及应用

李维强

摘 要:矿山工业自动化控制系统目前的应用以选矿厂自动化控制系统为重点发展方向,自动化控制系统可以大幅度地减少矿山人力、减轻劳动强度、减少设备事故的发生、降低生产成本、减少资源浪费、提高回收率和产品指标,提高系统运行的可靠性和安全性,进行精细化的设备参数微调和生产工艺指标管理,从而提高生产效率,企业综合管理水平得到进一步提升,并产生良好的经济效益。

关键词:选矿工业自动化研究及应用

中图分类号:TD928 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(b)-0101-01

2009年武平紫金矿业有限公司下属悦洋银多金属矿进行2000t/d采选改扩建时,实现了全厂的自动化控制与局部自动控制功能,做到了全厂设备集中监控、工艺技术指标在线显示,提高了系统运行的可靠性和安全性。同时,劳动生产率大幅度提高,企业综合管理水平得到进一步提升,具有较强的推广价值。

1 选矿工业自动化规划

矿山企业在服务到一定年限后,往往由于矿石特性变化导致设备管理、工艺操作、现场工艺控制、生产组织等方面暴露出一定的缺陷,不能适应企业管理的新要求和技术经济指标的不断提高。为此,国内外现有和新建大中型矿山均大力发展选矿自动化与信息化技术。

1.1 选矿工业自动化的优势

矿山自动化控制系统目前的应用以选矿厂自动化控制系统为重点发展方向,选厂自动化控制系统与传统选矿厂相比有三大优势:(1)实现现代化、精细化、透明实时无延迟管理；(2)最大化减少或降低人力、损耗、浪费等成本因素；(3)提供更精确的选矿工艺控制指标。

1.2 矿山选矿工业自动化系统设计方案及其功能

武平紫金矿业有限公司下属悦洋银多金属矿进行2000t/d采选改扩建时,选矿厂工业自动化系统规划的最底层是设备控制与工艺闭环控制,由分级单位的操作室完成；其次是生产设备与生产工艺参数的监测控制,主要完成生产设备与生产工艺在线监测,实现生产内部的调度动态平衡,由生产控制中心（调度室)完成。

选矿工业自动化系统通常以公司企业网和选厂的局域网为平台,以生产主流程自控设备为中心,将现场作业管理和生产指挥管理紧密结合起来,实现现场动态数据的实时采集,并根据瞬时数据进行动态加工,得到能反映每台设备的综合工作效率指标相关数据。所有控制、监视和检测的设备（包括参数检测)均以组态画面的形式在生产控制中心（调度室)的显示屏上显示,能同时满足现场作业和生产指挥的需要。

整个选矿厂工业自动化系统是由现场总线的分布式与远程控制相结合的控制系统,系统完善后具有基础数据采集→网络传输→远程监测与查询的功能。

2矿山选矿工业自动化系统主要构成

选矿工业自动化系统常由破碎系统、磨选系统、过滤脱水系统、尾矿输送系统等构成,通过集中监控,优化了调度系统。

2.1 破碎系统

破碎系统设备的连锁控制。破碎系统必须按工艺过程规定的顺序,以一定的时间间隔相继启动,启动顺序与矿料运行方向相反,停止破碎生产时,停车的顺序与启动的次序相反。为了保证生产运行的可靠性、设备的安全性,破碎系统设备采用集中连锁控制。

在集中控制状态下分为全线连锁和局部连锁两种方式；运行中某台设备出现轻微故障及时报警,出现严重故障立即报警并自动停机；运输皮带设跑偏、打滑、防撕裂、过铁保护；破碎机均设油温、油压保护,发生故障时报警或停车。

2.2 磨选系统

磨矿作业控制:(1)磨矿分级生产过程优化控制系统:通过磨机电耳对磨机充填率的检测,可根据矿石性质的变化,自动调整磨矿的运行,使磨矿分级机组运行于最佳的工作状态；(2)磨机、分级机、浮选机、球磨机润滑油泵电流运行状况、球磨机前后轴瓦润滑油流量进行自动监测,异常自动报警,以指导岗位操作调整；(3)球磨机齿轮润滑油自动控制系统:球磨机作业时,对球磨机齿轮进行定时定量加油润滑。

2.3 过滤脱水系统

过滤系统实现的主要功能:完成对整个过滤流程设备的监控,即主要设备的电流监测及开启停。完成对过滤工艺参数的实时采集,包括单台过滤机的风压、真空度、水压等。对过滤的污水系统进行处理,实现自动启停、污水池液位的检测与控制等。

2.4 尾矿输送系统

尾矿浓缩作业:(1)实现浓度自动检测,底流排矿量自动控制；(2)对浓缩机的耙架负荷进行实时检测,避免压耙事故发生,影响生产。

3自动化系统硬件组成

3.1 PLC的选择

控制系统采用Modicon Quantum系统,该系统广泛用于工业生产的实时控制,包括Quantum系列CPU、I/O模板、I/O接口、通讯模板、电源和底板。本系统中CPU模块选用uantum140CPU43412型。

3.2 监控计算机

计算机作为破碎生产过程正常运行时的主要监控工具,采用性能良好且适合工业环境的高可靠的工业控制计算机。

3.3 Modbus Plus网络

Modbus Plus是专业设计的工业控制应用的局域网,允许计算机、PLC和其他数据源以对等方式进行通信,常用于工业控制领域。MB+通讯速度为1Mbps,主要应用网络控制、数据采集、信号监测、程序上装、下传、远程测试编程等,具有高速、结构简单、安装费用低等特点。通讯介质为光纤或双绞线。

4选矿工业自动化应用及推广

目前,我国大中型新建矿山选矿厂或选矿厂进行改扩建,均推行工业自动化,以减少矿山人力、降低生产成本、提高回收率和产品指标,进行生产工艺指标精细化管理,从而提高生产效率,同时提高企业综合管理水平,实现矿山企业的现代化管理。

武平紫金矿业有限公司下属悦洋银多金属矿2000t/d采选改扩建工程实现了实现了选厂的自动化控制与局部自动控制功能,大幅度提高了劳动生产率,同时,企业综合管理水平也得到进一步提升,具有较强的推广价值。

5结语

和传统选矿厂相比,选矿工业自动化具有实现现代化、精细化、实时无延迟管理、提高系统运行安全性和可靠性的重要特征,同时可以最大化减少或降低人力、材料损耗等成本因素的巨大优势,在新建矿山企业或矿山企业改扩建过程中,越来越受到重视,成为提高企业管理水平和优化生产技术经济指标的重要举措。