選礦工業(yè)自動化研究及應(yīng)用

李維強(qiáng)

摘 要:礦山工業(yè)自動化控制系統(tǒng)目前的應(yīng)用以選礦廠自動化控制系統(tǒng)為重點(diǎn)發(fā)展方向,自動化控制系統(tǒng)可以大幅度地減少礦山人力、減輕勞動強(qiáng)度、減少設(shè)備事故的發(fā)生、降低生產(chǎn)成本、減少資源浪費(fèi)、提高回收率和產(chǎn)品指標(biāo),提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性,進(jìn)行精細(xì)化的設(shè)備參數(shù)微調(diào)和生產(chǎn)工藝指標(biāo)管理,從而提高生產(chǎn)效率,企業(yè)綜合管理水平得到進(jìn)一步提升,并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:選礦工業(yè)自動化研究及應(yīng)用

中圖分類號:TD928 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(b)-0101-01

2009年武平紫金礦業(yè)有限公司下屬悅洋銀多金屬礦進(jìn)行2000t/d采選改擴(kuò)建時(shí),實(shí)現(xiàn)了全廠的自動化控制與局部自動控制功能,做到了全廠設(shè)備集中監(jiān)控、工藝技術(shù)指標(biāo)在線顯示,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。同時(shí),勞動生產(chǎn)率大幅度提高,企業(yè)綜合管理水平得到進(jìn)一步提升,具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。

1 選礦工業(yè)自動化規(guī)劃

礦山企業(yè)在服務(wù)到一定年限后,往往由于礦石特性變化導(dǎo)致設(shè)備管理、工藝操作、現(xiàn)場工藝控制、生產(chǎn)組織等方面暴露出一定的缺陷,不能適應(yīng)企業(yè)管理的新要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的不斷提高。為此,國內(nèi)外現(xiàn)有和新建大中型礦山均大力發(fā)展選礦自動化與信息化技術(shù)。

1.1 選礦工業(yè)自動化的優(yōu)勢

礦山自動化控制系統(tǒng)目前的應(yīng)用以選礦廠自動化控制系統(tǒng)為重點(diǎn)發(fā)展方向,選廠自動化控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)選礦廠相比有三大優(yōu)勢:(1)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、精細(xì)化、透明實(shí)時(shí)無延遲管理；(2)最大化減少或降低人力、損耗、浪費(fèi)等成本因素；(3)提供更精確的選礦工藝控制指標(biāo)。

1.2 礦山選礦工業(yè)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及其功能

武平紫金礦業(yè)有限公司下屬悅洋銀多金屬礦進(jìn)行2000t/d采選改擴(kuò)建時(shí),選礦廠工業(yè)自動化系統(tǒng)規(guī)劃的最底層是設(shè)備控制與工藝閉環(huán)控制,由分級單位的操作室完成；其次是生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)工藝參數(shù)的監(jiān)測控制,主要完成生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)工藝在線監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)內(nèi)部的調(diào)度動態(tài)平衡,由生產(chǎn)控制中心（調(diào)度室)完成。

選礦工業(yè)自動化系統(tǒng)通常以公司企業(yè)網(wǎng)和選廠的局域網(wǎng)為平臺,以生產(chǎn)主流程自控設(shè)備為中心,將現(xiàn)場作業(yè)管理和生產(chǎn)指揮管理緊密結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場動態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集,并根據(jù)瞬時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)加工,得到能反映每臺設(shè)備的綜合工作效率指標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)。所有控制、監(jiān)視和檢測的設(shè)備（包括參數(shù)檢測)均以組態(tài)畫面的形式在生產(chǎn)控制中心（調(diào)度室)的顯示屏上顯示,能同時(shí)滿足現(xiàn)場作業(yè)和生產(chǎn)指揮的需要。

整個(gè)選礦廠工業(yè)自動化系統(tǒng)是由現(xiàn)場總線的分布式與遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的控制系統(tǒng),系統(tǒng)完善后具有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集→網(wǎng)絡(luò)傳輸→遠(yuǎn)程監(jiān)測與查詢的功能。

2礦山選礦工業(yè)自動化系統(tǒng)主要構(gòu)成

選礦工業(yè)自動化系統(tǒng)常由破碎系統(tǒng)、磨選系統(tǒng)、過濾脫水系統(tǒng)、尾礦輸送系統(tǒng)等構(gòu)成,通過集中監(jiān)控,優(yōu)化了調(diào)度系統(tǒng)。

2.1 破碎系統(tǒng)

破碎系統(tǒng)設(shè)備的連鎖控制。破碎系統(tǒng)必須按工藝過程規(guī)定的順序,以一定的時(shí)間間隔相繼啟動,啟動順序與礦料運(yùn)行方向相反,停止破碎生產(chǎn)時(shí),停車的順序與啟動的次序相反。為了保證生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性、設(shè)備的安全性,破碎系統(tǒng)設(shè)備采用集中連鎖控制。

在集中控制狀態(tài)下分為全線連鎖和局部連鎖兩種方式；運(yùn)行中某臺設(shè)備出現(xiàn)輕微故障及時(shí)報(bào)警,出現(xiàn)嚴(yán)重故障立即報(bào)警并自動停機(jī)；運(yùn)輸皮帶設(shè)跑偏、打滑、防撕裂、過鐵保護(hù)；破碎機(jī)均設(shè)油溫、油壓保護(hù),發(fā)生故障時(shí)報(bào)警或停車。

2.2 磨選系統(tǒng)

磨礦作業(yè)控制:(1)磨礦分級生產(chǎn)過程優(yōu)化控制系統(tǒng):通過磨機(jī)電耳對磨機(jī)充填率的檢測,可根據(jù)礦石性質(zhì)的變化,自動調(diào)整磨礦的運(yùn)行,使磨礦分級機(jī)組運(yùn)行于最佳的工作狀態(tài)；(2)磨機(jī)、分級機(jī)、浮選機(jī)、球磨機(jī)潤滑油泵電流運(yùn)行狀況、球磨機(jī)前后軸瓦潤滑油流量進(jìn)行自動監(jiān)測,異常自動報(bào)警,以指導(dǎo)崗位操作調(diào)整；(3)球磨機(jī)齒輪潤滑油自動控制系統(tǒng):球磨機(jī)作業(yè)時(shí),對球磨機(jī)齒輪進(jìn)行定時(shí)定量加油潤滑。

2.3 過濾脫水系統(tǒng)

過濾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能:完成對整個(gè)過濾流程設(shè)備的監(jiān)控,即主要設(shè)備的電流監(jiān)測及開啟停。完成對過濾工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)采集,包括單臺過濾機(jī)的風(fēng)壓、真空度、水壓等。對過濾的污水系統(tǒng)進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)自動啟停、污水池液位的檢測與控制等。

2.4 尾礦輸送系統(tǒng)

尾礦濃縮作業(yè):(1)實(shí)現(xiàn)濃度自動檢測,底流排礦量自動控制；(2)對濃縮機(jī)的耙架負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,避免壓耙事故發(fā)生,影響生產(chǎn)。

3自動化系統(tǒng)硬件組成

3.1 PLC的選擇

控制系統(tǒng)采用Modicon Quantum系統(tǒng),該系統(tǒng)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)控制,包括Quantum系列CPU、I/O模板、I/O接口、通訊模板、電源和底板。本系統(tǒng)中CPU模塊選用uantum140CPU43412型。

3.2 監(jiān)控計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)作為破碎生產(chǎn)過程正常運(yùn)行時(shí)的主要監(jiān)控工具,采用性能良好且適合工業(yè)環(huán)境的高可靠的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。

3.3 Modbus Plus網(wǎng)絡(luò)

Modbus Plus是專業(yè)設(shè)計(jì)的工業(yè)控制應(yīng)用的局域網(wǎng),允許計(jì)算機(jī)、PLC和其他數(shù)據(jù)源以對等方式進(jìn)行通信,常用于工業(yè)控制領(lǐng)域。MB+通訊速度為1Mbps,主要應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)控制、數(shù)據(jù)采集、信號監(jiān)測、程序上裝、下傳、遠(yuǎn)程測試編程等,具有高速、結(jié)構(gòu)簡單、安裝費(fèi)用低等特點(diǎn)。通訊介質(zhì)為光纖或雙絞線。

4選礦工業(yè)自動化應(yīng)用及推廣

目前,我國大中型新建礦山選礦廠或選礦廠進(jìn)行改擴(kuò)建,均推行工業(yè)自動化,以減少礦山人力、降低生產(chǎn)成本、提高回收率和產(chǎn)品指標(biāo),進(jìn)行生產(chǎn)工藝指標(biāo)精細(xì)化管理,從而提高生產(chǎn)效率,同時(shí)提高企業(yè)綜合管理水平,實(shí)現(xiàn)礦山企業(yè)的現(xiàn)代化管理。

武平紫金礦業(yè)有限公司下屬悅洋銀多金屬礦2000t/d采選改擴(kuò)建工程實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了選廠的自動化控制與局部自動控制功能,大幅度提高了勞動生產(chǎn)率,同時(shí),企業(yè)綜合管理水平也得到進(jìn)一步提升,具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。

5結(jié)語

和傳統(tǒng)選礦廠相比,選礦工業(yè)自動化具有實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、精細(xì)化、實(shí)時(shí)無延遲管理、提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性和可靠性的重要特征,同時(shí)可以最大化減少或降低人力、材料損耗等成本因素的巨大優(yōu)勢,在新建礦山企業(yè)或礦山企業(yè)改擴(kuò)建過程中,越來越受到重視,成為提高企業(yè)管理水平和優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要舉措。