DCS系統(tǒng)在3 000 t／d硫化礦選廠的改造和應用

芮鶴松

（云南金鼎鋅業(yè)有限公司，云南 怒江 673200）

云南金鼎鋅業(yè)有限公司3 000 t／d硫化礦選礦廠DCS系統(tǒng)由湖南易控自動化工程技術有限公司負責工程總承包，實現(xiàn)對選礦廠生產(chǎn)全過程的自動化控制。該硫化礦選廠DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡架構分為監(jiān)控層、控制層和現(xiàn)場設備層三層。DCS系統(tǒng)工藝測控包括破碎篩分、磨礦分級、優(yōu)先浮選、藥劑制備及添加、濃縮脫水、水系統(tǒng)（包括生產(chǎn)水和廠前回水）等部分，在選礦廠設有中央控制室（簡稱中控室）。通過DCS系統(tǒng)實現(xiàn)工藝過程參數(shù)儀器儀表測控、電氣及關鍵設備的運行狀態(tài)監(jiān)控、遠程控制和聯(lián)鎖保護、選礦廠工業(yè)實時數(shù)據(jù)與廠級局域網(wǎng)客戶端的交互等功能［1，2］。

1 項目背景

3 000 t／d硫化礦選廠自2013年12月投產(chǎn)以來，DCS系統(tǒng)偶發(fā)故障，未能實現(xiàn)破碎篩分安全聯(lián)鎖系統(tǒng)分段啟動、DCS系統(tǒng)未檢測旋流器組溢流濃度、濃密機驅(qū)動壓力數(shù)據(jù)采集和DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示未能實現(xiàn)共享等問題，為了實現(xiàn)DCS系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)遠程顯示與控制，能夠?qū)崟r掌握日常生產(chǎn)運行狀態(tài)，及時下達生產(chǎn)指令實現(xiàn)達產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，對現(xiàn)有DCS實施系列改造與完善。

2 技改方案及實施

2.1 工業(yè)視頻監(jiān)控

對原礦堆場、格篩、粗碎、3＃皮帶、5＃皮帶、半自磨以及球磨機附屬的稀油站、尾礦輸送泵站的尾礦攪拌桶區(qū)域和濃密機底流精礦攪拌桶區(qū)域增設視頻監(jiān)控點，利用總線通訊的方式，將視頻信息及設備運行狀態(tài)上傳至中控室。在中控室可隨時查看設備運行狀態(tài)，掌握設備運行情況、能及時發(fā)現(xiàn)各監(jiān)測點異常，及時組織處理，從而保障設備良好的運行。

2.2 破碎篩分安全聯(lián)鎖

技改前，破碎篩分安全聯(lián)鎖系統(tǒng)和磨礦分級智能優(yōu)化系統(tǒng)實現(xiàn)自動聯(lián)鎖后，破碎系統(tǒng)停機則磨礦系統(tǒng)必須停機。根據(jù)現(xiàn)場實際應用需求，重新設計聯(lián)鎖程序，實現(xiàn)系統(tǒng)分段停機，操作簡單、便捷。

同時，根據(jù)現(xiàn)場運行情況，增設了頑石倉礦倉雷達料位計，并增設擺式給料機遠程變頻調(diào)節(jié)功能，遠程調(diào)節(jié)擺式給料機的頻率，從而控制頑石倉的料位，穩(wěn)定給礦量。

2＃重板下料口、2＃至 3＃皮帶下料口和 3＃至 4＃皮帶下料口經(jīng)常出現(xiàn)卡礦，電機電流出現(xiàn)嚴重過載導致保護器跳閘，需保護器復位才能再次啟動。在啟動皮帶傳輸過程中，存在著兩種狀態(tài)：分別是單機遠程啟動和聯(lián)鎖啟動。單機遠程啟動即：前一段皮帶未運行時，而后一段皮帶仍然可以啟動，會造成皮帶下料口卡礦、堵塞，半自磨機在非正常停機時，皮帶也在給礦，造成半自磨進料口堵礦。停機時也需要逐個點擊設備停機。從單機啟動的原理可以看出，這種啟動方式還是缺乏安全性?，F(xiàn)采用皮帶聯(lián)鎖一鍵操作法：即從DCS系統(tǒng)中做出聯(lián)鎖啟動，聯(lián)鎖啟動和單機啟動截然不同，聯(lián)鎖啟動系統(tǒng)里運行存在著先后順序關系，能夠有序進行，并將聯(lián)鎖啟動和聲光報警聯(lián)系在一起，安全問題得到有效解決。

2.3 旋流器溢流濃度檢測和濃密機驅(qū)動壓力顯示

借助DCS系統(tǒng)顯示瞬時原礦處理量和磨礦系統(tǒng)的用水量，換算出旋流器組溢流礦漿濃度，并將給礦濃度與現(xiàn)場實測礦漿作對比，根據(jù)原礦量和調(diào)整水量控制礦漿的濃度和細度，為后續(xù)浮選作業(yè)提供合格的礦漿［3～5］。

此外，通過增設無線網(wǎng)關無線節(jié)點DX70，實現(xiàn)Φ38 m和Φ16 m濃密機驅(qū)動壓力顯示，并通過通訊的方式反饋到DCS系統(tǒng)中。在DCS系統(tǒng)上，可進行遠程監(jiān)控和調(diào)節(jié)。

2.4 DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享

針對原礦處理量、磨礦系統(tǒng)運行時間（2＃重板給礦機、半自磨機、球磨機、磨礦分級泵等）、脫水系統(tǒng)運行時間（陶瓷過濾機、壓濾機、尾礦輸送泵等）、程控自動加藥機實現(xiàn)自動精準加藥及累計等未能在DCS系統(tǒng)顯示共享的問題，通過增設相應的儀器儀表，如在線品位分析儀、通訊模塊等等，每個工段增設一個I／O子站，并利用現(xiàn)場總線的方式將數(shù)據(jù)傳輸至DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示及共享，達到隨時調(diào)出和打印輸出的目標，以便于實現(xiàn)生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析對比，做出下一步的部署［6］，DCS系統(tǒng)設計布置圖如圖1所示。

圖1 DCS系統(tǒng)設計布置圖

2.5 新增設備

系統(tǒng)優(yōu)化過程中新增系列設備及儀器儀表，大屏幕顯示系統(tǒng)設備名稱及規(guī)格型號數(shù)量見表1，工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備名稱及規(guī)格型號數(shù)量見表2。

表1 大屏幕顯示系統(tǒng)設備名稱及規(guī)格型號數(shù)量

表2 工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備名稱及規(guī)格型號數(shù)量

3 結 論

1.通過對DCS系統(tǒng)改造，有效降低半自磨礦倉拉空風險，破礦作業(yè)組織更合理，降低了崗位操作人員的作業(yè)強度，優(yōu)化了崗位人員的作業(yè)時間。通過頑石倉礦倉雷達料位計顯示的數(shù)值，指導擺式給礦機生產(chǎn)能力的調(diào)整，實現(xiàn)擺式給礦機頻率的合理調(diào)節(jié)。

2.DCS系統(tǒng)完善改造后，給礦系統(tǒng)設備故障導致的停機時間明顯減少，實現(xiàn)了對設備設施有效的保護，為完成年度生產(chǎn)任務提供保障。同時，通過人工監(jiān)測的數(shù)據(jù)與儀器儀表檢測數(shù)據(jù)進行比對校核，實現(xiàn)儀器儀表檢測的可靠控制。原礦處理量、磨礦系統(tǒng)運行時間、脫水系統(tǒng)運行時間等實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示與共享，減少故障發(fā)現(xiàn)和排出時間，減少人為因素影響，提高設備運轉(zhuǎn)率。

3.DCS系統(tǒng)在公司3 000 t／d硫化礦選礦廠投入使用以來，通過可靠的儀表檢測控制、電氣與關鍵設備的運行狀態(tài)監(jiān)控、遠程控制、聯(lián)鎖保護等功能，不僅大大降低勞動強度和人工成本，而且對穩(wěn)定生產(chǎn)流程和保證各項技經(jīng)指標，流程參數(shù)及設備運行狀態(tài)發(fā)揮關鍵性作用，同時為企業(yè)管理和技術人員提供穩(wěn)定可靠的工業(yè)數(shù)據(jù)，有效的指導選礦生產(chǎn)。DCS系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)遠程顯示與控制，實時掌握選礦廠日常生產(chǎn)狀態(tài)，有利于生產(chǎn)指令的及時下達和反饋。

4.DCS系統(tǒng)不斷完善改造后，系統(tǒng)設備因故障導致的停機時間明顯減少，以每月8 h計算，每年可增加開機時間96 h，臺時日處理能力逐步趨于穩(wěn)定，并接近130 t／d設計值，年處理原礦量增加12 000 t，產(chǎn)出鋅金屬增加648 t，創(chuàng)造經(jīng)濟效益622.08萬元。