離心機自動控制系統(tǒng)

楊文龍，陸榮雙，李華杰，歐陽健強，趙志剛

(1.贛州有色冶金研究所，江西 贛州 341000；2.江西理工大學(xué)，江西 贛州 341000； 3.贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司，江西 贛州 341000)

我國礦產(chǎn)資源豐富，但隨著逐年開采，多數(shù)礦山已進入貧礦期。因此，對貧礦、尾礦的回收與綜合利用，是提升企業(yè)經(jīng)濟效益的主要措施之一。離心選礦機是細粒礦物有效的分選設(shè)備，廣泛用于多種重金屬礦泥的選別。離心機具有投入和運營成本低的特點。但是，對控制要求高、管理要求高，使該設(shè)備在選礦行業(yè)大量應(yīng)用受到限制，從而造成資源損失，成本增高，能源浪費等現(xiàn)象。針對離心機的使用現(xiàn)狀，本文設(shè)計了一套離心機組自動控制系統(tǒng)，旨在提高選礦設(shè)備——離心選礦機的設(shè)備性能，從而提高產(chǎn)品效率，節(jié)能降耗，提升企業(yè)經(jīng)濟效益，增加企業(yè)競爭力。

1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

離心機自動控制系統(tǒng)由可編程控制器(PLC)、觸摸屏(HMI)、外圍電路和設(shè)備組成。該系統(tǒng)用于離心機選礦過程的給料、排礦漿的擺斗和沖礦電磁閥順序動作的自動控制?？刂葡到y(tǒng)還配置了檢測裝置，可跟蹤離心機轉(zhuǎn)鼓、擺斗和電磁閥的工作狀態(tài)，并進行邏輯判斷，有異常情況時能及時報警。運行中所有的工藝參數(shù)及運行中的情況，通過遠程傳輸至計算機進行分析處理。控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 控制系統(tǒng)功能及工作原理

該控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)離心機組生產(chǎn)過程智能化順序控制，動作檢測和故障報警以及運行工況的綜合監(jiān)測。

2.1 工作參數(shù)設(shè)置

離心機的工作時序是決定分選效果重要的工作參數(shù)之一，高精度、智能化的控制系統(tǒng)是離心機長期穩(wěn)定工作的基本保證。

系統(tǒng)開啟后，離心機上下擺斗、電磁閥均處于復(fù)位狀態(tài)(靜止)，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓電機啟動后，控制系統(tǒng)程序開始計時，然后根據(jù)作業(yè)要求完成進礦、推斗、沖礦、復(fù)位等順序動作。各順序動作時間，在觸摸屏或遠程監(jiān)控界面上均可根據(jù)工藝要求任意設(shè)定和在線修改。

圖1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 動作檢測及報警

離心機有進料斗、電磁閥和出料斗等動作部件，在每一個工作周期循環(huán)工作，動作頻繁，是極其容易出故障的地方。如果出現(xiàn)料斗卡住或電磁閥不工作，則產(chǎn)生精礦、尾礦分離不清，嚴(yán)重影響選礦收率。采用檢測和報警功能后，現(xiàn)場工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)和排除故障。

2.3 遠程監(jiān)控

離心機常常是多臺機組同時工作，為提高生產(chǎn)和管理效率，采用遠程監(jiān)測。管理人員可在中央監(jiān)控室監(jiān)控各機臺的工作狀況、修改運行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)故障時即時處理。

當(dāng)一套控制系統(tǒng)同時控制多臺離心機工作時，自控系統(tǒng)自動計算各臺離心機的延遲時間，保證一個工作周期內(nèi)平均分配礦漿分配器中的料量，使整個離心機組平穩(wěn)工作，實現(xiàn)離心機組生產(chǎn)過程智能化順序控制。

3 系統(tǒng)程序設(shè)計

系統(tǒng)采用SIEMENS編程軟件STEP 7 Micro/WIN4.0進行系統(tǒng)程序開發(fā)，觸摸屏采用SIMATICProTool/V6.0進行組態(tài)。系統(tǒng)程序運行可靠，畫面設(shè)計簡單明了、界面友好、操作方便，便于操作人員正確地進行操作。圖2～圖7是控制系統(tǒng)(以控制6臺離心機為例)幾個主要畫面。

圖2 工作參數(shù)設(shè)置畫面

圖3 系統(tǒng)檢測與管理畫面

圖4 報警管理畫面

圖5 動作抽檢畫面

圖6 動作狀態(tài)觀察畫面

圖7 遠程控制畫面

4 系統(tǒng)優(yōu)勢

采用PLC控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的機械傳動原理控制系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)勢：

1)適應(yīng)工藝性強。可實現(xiàn)不停車，隨原礦品位高低的變化，根據(jù)選礦工藝要求及時修正每一臺離心機的給礦時間、斷礦時間、沖水時間、復(fù)位時間，從而能達到獲得最佳選礦回收指標(biāo)的選礦周期。

2)能及時跟蹤離心機轉(zhuǎn)鼓、擺斗和電磁閥的工作狀態(tài)，有異常情況能及時發(fā)現(xiàn)。

3)由于自控系統(tǒng)具有故障識別功能，運行期間始終跟蹤離心機轉(zhuǎn)鼓、進料口、下擺斗和電磁閥的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時報警、關(guān)斷進料口，避免了精、尾礦分離不清，確保了離心選礦過程的回收率。與此同時，也告知工作人員故障機臺號和故障部位，以便及時檢查維修。

4)控制系統(tǒng)操作簡單、控制直觀。

5)各臺離心機的工作參數(shù)、動作狀態(tài)均可在自動控制柜的顯示屏上或遠程計算機上進行調(diào)整、修改和觀察。故障點可由顯示屏直觀地予以顯示，解決了多臺離心機同時工作時，作業(yè)人員需不斷巡查、人為觀察各離心機工作狀況、工作量大、需極強的責(zé)任心等問題，極大地提高了勞動生產(chǎn)率和確保設(shè)備、人員的安全生產(chǎn)，提高了企業(yè)現(xiàn)代化管理水平。

5 結(jié)論

隨著離心機自動控制的實現(xiàn)，帶來生產(chǎn)效率的提高，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)人員的勞動強度。由于產(chǎn)品回收率的提高，使生產(chǎn)成本大大降低。提高綜合節(jié)能效果后，可大大降低電耗。大大提高了產(chǎn)品的技術(shù)水平，提升其市場競爭力。目前，該系統(tǒng)已在鐵山垅鎢礦投入使用，其效果良好，同時對黑鎢礦山的推廣使用離心選礦機自動控制系統(tǒng)來提高鎢回收率具有借鑒意義。

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