自動化技術(shù)在鉀肥生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢

李守平（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海 格爾木816099）

在當(dāng)前社會主義市場經(jīng)濟快速發(fā)展的前提下，我國科學(xué)技術(shù)的水平也在不斷提高和進步，自動化技術(shù)也在各個領(lǐng)域得到廣泛運用，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域運用自動化技術(shù)，不但有利于提高生產(chǎn)效率，還能提高生產(chǎn)質(zhì)量，鉀肥生產(chǎn)中利用自動化技術(shù)可以讓生產(chǎn)過程的諸多環(huán)節(jié)更加高效快速，因此其發(fā)展前景非常樂觀,值得深入研究與探討[1]。

1 自動化技術(shù)及其在鉀肥生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢

自動化技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用涉及到許多其他理論知識和技術(shù)，包括自動化技術(shù)、控制理論、計算機技術(shù)等都是其主要構(gòu)成成分。另外，自動化技術(shù)還對電子學(xué)、系統(tǒng)工程、液壓氣壓技術(shù)等有非常緊密的聯(lián)系。而鉀肥的生產(chǎn)過程不但涉及到物理處理還需要進行化學(xué)處理，對鉀肥的整個原料運輸、加工生成等各個步驟都需要保障鉀肥的質(zhì)量符合使用要求，例如在制作無氯減肥時，需要控制其鉀肥中氯化鉀的含量在50%左右，硫元素的含量在10%左右。當(dāng)前，對于生產(chǎn)鉀肥的生產(chǎn)工藝中可以達到這一標(biāo)準(zhǔn)的并不多，而且其生產(chǎn)成本偏高。因此將自動化技術(shù)應(yīng)用到鉀肥生產(chǎn)中是當(dāng)前節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。自動化技術(shù)在鉀肥生產(chǎn)中運用可以表現(xiàn)出下面兩個趨勢[2]。

1.1 智能化趨勢

在鉀肥生產(chǎn)運用過程中，利用自動化技術(shù)可以讓整個生產(chǎn)過程逐漸變得智能化，比如利用自動控制系統(tǒng)進行鉀肥生產(chǎn)，可以讓整個生產(chǎn)系統(tǒng)實行自我診斷和自我保護，全面建成網(wǎng)絡(luò)控制建設(shè)，有利于鉀肥的網(wǎng)絡(luò)管理，使得整個生態(tài)系統(tǒng)更具穩(wěn)定性且能夠有效降低生產(chǎn)成本。

1.2 集成化趨勢

鉀肥生產(chǎn)過程中利用自動

化技術(shù)可以表現(xiàn)出集成化的趨勢，通過統(tǒng)一的開發(fā)平臺，讓各個系統(tǒng)在同一個平臺上進行操作，保障了鉀肥生產(chǎn)過程中的高效運行，這不但節(jié)約人力資源還節(jié)約生產(chǎn)成本，使得整個生產(chǎn)流程更加統(tǒng)一[3]。

2 自動化技術(shù)在鉀肥生產(chǎn)中的應(yīng)用

在鉀肥的整個生產(chǎn)加工過程中，首先需要對鉀肥的原礦進行采集，然后將采集到的礦料運輸?shù)奖谜?，再將泵站中的原料送到工廠，工廠再對送過來的原料進行深加工。工廠在對鉀肥原材料進行加工時，需要進行浮選、結(jié)晶、調(diào)漿和加入其他化學(xué)藥劑等一系列步驟，然后才能生產(chǎn)出所需的氯化鉀產(chǎn)品。在整個生產(chǎn)操作過程中運用自動化技術(shù)可以省略許多人為操作步驟，讓整個操作過程更加智能化。下面將介紹自動化系統(tǒng)中系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)在減肥生產(chǎn)過程中的運用[4]。

2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

在鉀肥生產(chǎn)過程中，運用自動化系統(tǒng)可以使得整個生產(chǎn)工廠的操作實現(xiàn)自動化控制，在工廠的幾百平方公里范圍內(nèi)所建有的水采船和各種泵站利用通信的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和交流。該自動化系統(tǒng)的構(gòu)成包括水采船系統(tǒng)、變電站和中心控制室等，整個系統(tǒng)的中心控制室是其最關(guān)鍵的部分。在中心控制室中，包括工程師站、無線電臺和操作員站，工程師站是對自動化系統(tǒng)進行開發(fā)管理，而操作員站則是對該系統(tǒng)中各個部分的運行狀況進行管理和操作，兩者都可利用網(wǎng)絡(luò)來管理水采船和變電站之間的通信。此外，中心控制室還能對工廠內(nèi)部的各項設(shè)備的工作狀態(tài)進行控制與管理[5]。

2.2 變電站自動化控制系統(tǒng)

這三個變電所需要利用可編程序控制器監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控，然后再根據(jù)中心控制室與網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通信連接。該變電站自動化控制系統(tǒng)具有自我保護的功能，在整個系統(tǒng)開始運行時，變電站系統(tǒng)可利用編程控制器對高低壓開關(guān)柜進行控制，然后利用PM3000電力監(jiān)控模塊和DSA輸入輸出控制模塊來控制三個變電所的工作狀態(tài)。10千伏與35千伏變電站的變壓器的輸入方式是三種，可以進行負(fù)荷電壓啟動過流保護、差動保護和復(fù)合保護等，并根據(jù)故障記憶、接地、過流等功能實現(xiàn)雙相電流線路。10千伏配電變壓器的輸入方式是雙相電流，能夠?qū)Ω邏簜?cè)不平衡的電流或高壓側(cè)過流的電流進行保護，還能對低壓保護。另外，鋼?？h發(fā)生故障10多個保護裝置，還能結(jié)合其他母線快速保護母線所發(fā)揮的作用。除此之外，變電站控制系統(tǒng)還能進行報表打印、畫面顯示等其他輔助功能[6]。

2.3 水采機自動化控制系統(tǒng)

水采機控制系統(tǒng)的整個系統(tǒng)內(nèi)容包含水采船、岸基站、活動加壓站。該系統(tǒng)的自動化控制功能可以概括為下面幾個部分。首先是船體水平保持，控制水采船的工作需要在水面進行，因此需要靠水的浮力來確保水采船保持平衡狀態(tài)，并根據(jù)重力滑行使得整個船在鹽田底部行走，該過程需要進行船體的姿態(tài)控制，利用GPS系統(tǒng)中的各項數(shù)據(jù)保障船體是否按照準(zhǔn)確的路線在行駛，并對下壓力做出正確調(diào)節(jié)。第二是PLC、GPS控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)走向，在水采機自動化控制系統(tǒng)中需要運用雙天線GPS 系統(tǒng)，從而為水采船所在的經(jīng)度、緯度以及角度進行準(zhǔn)確測量，然后利用GPS將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綔?zhǔn)機站和衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行校對，從而有效提升測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。第三，切割頭控制。在水采機自動化控制系統(tǒng)中，需要利用兩個開關(guān)來調(diào)控油缸的伸縮性，進而保障切割頭的靈活運用，其關(guān)鍵在于合理調(diào)控兩個油缸伸縮的速度，并保障兩個油缸的縮短量和伸長量的差距在5%上下，再利用GPS的相關(guān)數(shù)據(jù)檢測船體的姿態(tài)，從讓切割頭得到更科學(xué)的控制。第四，增壓泵、初級泵控制，該系統(tǒng)可以對初級泵和增壓泵的抽空與堵泵功能進行相關(guān)控制，從而實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)。第五，濃度控制，在礦漿的入口附近需要安裝一個密度計，然后利用系統(tǒng)中的PID進行自動化控制，在安裝時要保障PID的參數(shù)設(shè)置科學(xué)有效，從而保障其控制發(fā)揮作用。第六，岸基站組態(tài)畫面控制，利用岸基站可以實現(xiàn)對水采船與各項設(shè)備的運行狀況進行有效監(jiān)控，即便管理人員不在開發(fā)現(xiàn)場，也能通過遠程指揮和數(shù)據(jù)調(diào)控的方式開展各項工作。

3 加工廠自動化控制系統(tǒng)

加工廠自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)成成分中包括PLC RSIogix5000系統(tǒng)，然后利用智能MCC柜與DEVICENET連接，該系統(tǒng)包含下面幾個方面的功能。首先，監(jiān)控畫面組態(tài)，其中包含離心機、水泵、攪拌電機等各個工件的工作情況，并對生產(chǎn)過程中的各個方面進行全面監(jiān)控，比如浮選機和濃密機的工作狀態(tài)、結(jié)晶器的工作狀態(tài)，包裝車間、干燥車間的工作狀態(tài)。第二是驅(qū)動裝置與出現(xiàn)開關(guān)控制，其主要方式是利用POWERFLEX750 變頻器、集成式E3PLU 馬達控制中心、再結(jié)DEVICENET 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對設(shè)備運行狀況的畫面監(jiān)控，并記錄所需的運行數(shù)據(jù)。第三，結(jié)晶器物料液濃度測量，結(jié)晶固體和飽和溶液同時存在于結(jié)晶器中，為了避免對測量結(jié)果造成不利影響，應(yīng)該選用間接方式來測量液相濃度，比如利用壓力傳感器使結(jié)晶器放于傳感器上方檢測該物體的實際壓力，然后再檢測結(jié)晶器中的固液百分比，根據(jù)核密度計的檢測結(jié)果為準(zhǔn)。第四，浮選機槽體液位的測量，為了達到液位的準(zhǔn)確監(jiān)測，可以利用雷達液技術(shù)來實現(xiàn)，并根據(jù)具體算法對其進行準(zhǔn)確測量。第五，干燥爐的控制，為了保障干燥爐的爐溫、爐壓、和燃?xì)獾雀黜梾?shù)在一定范圍內(nèi)，可以使用PID進行控制。

4 結(jié)語

綜上所述，我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷增加，使得自動化技術(shù)被應(yīng)用到各個領(lǐng)域中，在工業(yè)領(lǐng)域中的自動化技術(shù)使用也十分普遍。因此，在鉀肥生產(chǎn)過程中利用自動化技術(shù)是未來技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。自動化控制對減肥生產(chǎn)過程中的水采機、變電站、加工廠的自動化控制工作讓整個生產(chǎn)流程更加高效快捷，使得減肥生產(chǎn)的效率與質(zhì)量得到顯著提升。