某選礦廠磨選廠房集中控制改造

王 彬

（山東金嶺礦業(yè)股份有限公司選礦廠）

某選礦廠磨選廠房現(xiàn)有6臺MQG2700×2100型格子型球磨機，每臺球磨機與雙螺旋分級機形成閉路，溢流進入選別作業(yè)。操作工通過觀察皮帶秤顯示的流量，用變頻控制給礦機的給礦量，從而控制球磨機的臺時處理量。球磨機運行中，操作工需要隨時觀察球磨機電流和軸瓦溫度以及分級機溢流和返砂等情況，從而確認球磨機的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，確保工藝設(shè)備安全運行。

長期以來，球磨工在球磨機前直接進行設(shè)備操作、巡檢等日常工作，噪聲等職業(yè)危害較大，巡檢用時較長，工作效率較低。針對這些問題，需要對磨選廠房進行集中控制改造，實現(xiàn)球磨生產(chǎn)的遠程集中控制［1-10］。

1 改造前磨選系統(tǒng)存在的問題

1.1 設(shè)備巡檢的局限性

球磨崗位現(xiàn)為一名操作工，同時負責(zé)2臺球磨機的運行，操作工需要頻繁巡檢設(shè)備，巡檢線較長、耗時較多，且巡檢過程中注意力集中在設(shè)備局部，無法同時掌握2臺球磨機的整體運行狀態(tài)，存在一定的安全隱患。

1.2 職業(yè)危害

球磨機運行過程中產(chǎn)生較大的噪聲和震動，崗位工長期佩戴耳塞等防護用具在設(shè)備周圍操作和巡檢，對身體健康影響較大。

1.3 監(jiān)控設(shè)備老舊

磨選廠房目前的監(jiān)控已使用近10 a，攝像機均為老式模擬攝像機，圖像質(zhì)量較差，線路老化嚴重，監(jiān)控圖像極不穩(wěn)定，故障頻發(fā)，已無法滿足當(dāng)前對廠房設(shè)備監(jiān)控的要求，需要將磨選廠房監(jiān)控升級為圖像清晰、抗干擾能力強的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。

2 改造方案與實施

從職業(yè)健康和生產(chǎn)管理方面考慮，建立高效、準(zhǔn)確的集中控制系統(tǒng)和隔音、隔震效果好的控制室，把操作工與球磨機等設(shè)備隔離開，具有重要意義。

通過科學(xué)論證，將集中控制室設(shè)置在3#與4#球磨機之間，配備操作臺和顯示器，室內(nèi)引入廠房監(jiān)控畫面、球磨機電流、軸瓦溫度、給礦皮帶流量、給礦變頻控制等信號，實現(xiàn)操作室內(nèi)隨時觀察設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，并對球磨機給礦量進行遠程調(diào)節(jié)。

2.1 視頻監(jiān)控升級改造

將模擬監(jiān)控系統(tǒng)升級為高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，攝像機布置如下：

（1）將廠房內(nèi)的3臺模擬球式攝像機更換為高清網(wǎng)絡(luò)球機，在原位置根據(jù)現(xiàn)場視角進行了適當(dāng)優(yōu)化。

（2）給礦皮帶處沿用原監(jiān)控放射源的槍式網(wǎng)絡(luò)攝像機。

（3）對需要崗位工重點巡檢的濕式磁選機、分級機和返砂槽處，各安裝1臺6 mm高清全彩網(wǎng)絡(luò)攝像機，以滿足操作工對這3個重點部位的遠程細致觀察要求。

改造后，每系列給礦皮帶、磁選機、分級機、返砂槽處各有1臺網(wǎng)絡(luò)攝像機，加上監(jiān)控廠房的3臺球機，共使用27臺網(wǎng)絡(luò)攝像機。綜合現(xiàn)場實際情況，進行統(tǒng)一布線，數(shù)據(jù)傳輸采用超五類雙絞線，每臺球磨機的監(jiān)控信號分別匯總到6臺交換機，再將1#～3#球磨機、4#～6#球磨機的監(jiān)控信號分別匯總接入交換機，通過光纜傳至調(diào)度室，從4#球磨機總交換機用網(wǎng)線將數(shù)據(jù)引入集中控制室，控制室內(nèi)采用3臺網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機，配備3臺顯示器，每臺顯示2臺球磨機的監(jiān)控畫面，如圖1所示。

2.2 球磨機電流、軸瓦溫度信號接入

球磨機原運行電流和南北軸瓦溫度在球磨機的低壓操作柜上顯示，顯示設(shè)備分別為電流表和數(shù)顯表。電流信號來自中央配電室球磨機供電端電流互感器，溫度信號通過PT100采集。

（1）球磨機電流信號引入。將每臺球磨機電流信號串聯(lián)引入集中操作室，實現(xiàn)球磨機操作柜和集中控制室兩地均可觀察到球磨機的實時電流。數(shù)顯表可以直觀顯示結(jié)果，同時可設(shè)置電流上、下限報警輸出，采用2個蜂鳴器作為報警器，球磨機電流異常時發(fā)出報警聲。

（2）球磨機軸瓦溫度信號引入。溫度信號由原PT100信號直接接入數(shù)顯表，改為PT100信號先接入溫度變送器，再由溫度變送器輸出2路4～20 mA信號，一路接入球磨機低壓操作柜數(shù)顯表，一路接入集中控制室數(shù)顯表，實現(xiàn)軸瓦溫度在球磨機操作柜和集中控制室的兩地顯示。溫度變送器采用XFWD-11-G型信號隔離器，數(shù)顯表采用智能數(shù)顯控制儀。

通過改造，實現(xiàn)了球磨機電流、軸瓦溫度等數(shù)值在集中控制室的實時顯示，同時，球磨機電流連接蜂鳴器，提高了遠程操作的安全性。

2.3 給礦變頻控制信號接入

在集中控制操作室中，操作工人需要一邊觀察球磨機臺時處理量和給礦皮帶流量，一邊實時調(diào)節(jié)給礦機的給礦量，這樣就需要將給礦皮帶流量信號和給礦機變頻控制信號接入控制室，以實現(xiàn)集中控制室遠程精準(zhǔn)給料的目標(biāo)。

（1）在集中控制室配置1臺PC機，安裝皮帶秤管理系統(tǒng)軟件，通過聯(lián)網(wǎng)訪問皮帶秤系統(tǒng)，實現(xiàn)給礦皮帶流量在集中控制室的實時顯示。

（2）將變頻器的開停和頻率的升降信號引入集中控制室，實現(xiàn)給礦機本地、球磨機控制柜、集中控制室三地均可控制給礦機開停和給礦量。

3 改造效果

通過集中改造，實現(xiàn)了球磨工與球磨機的隔離和崗位日常操作運行的集中控制，實際運行效果良好。

（1）集中控制室的隔離可減弱球磨機噪聲強度約50%，每班按8 h計，操作工直接接觸球磨機高噪聲、高震動環(huán)境的時間由原來的平均7.5 h縮短至不足1 h，大大降低了職業(yè)危害，減輕了勞動強度，滿足了職業(yè)健康衛(wèi)生的相關(guān)要求。

（2）操作工可在集中控制室內(nèi)實時觀察球磨機整體、給礦皮帶、磁選機、分級機和返砂槽的監(jiān)控畫面，可實時觀察球磨機電流、軸瓦溫度等參數(shù)，可實時根據(jù)給礦皮帶流量調(diào)節(jié)給礦量，全面掌握球磨崗位的各項信息，使操作和判斷更加精準(zhǔn)，系統(tǒng)運行更加平穩(wěn)。

（3）模擬監(jiān)控系統(tǒng)升級為高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控畫面質(zhì)量大幅提高，故障次數(shù)大大降低，現(xiàn)場布線更加精簡，檢修維護更加方便。

（4）球磨機電流上下限報警的加入，可及時發(fā)現(xiàn)球磨機的異常，有利于排除安全隱患，降低系統(tǒng)的故障率，保障系統(tǒng)的安全運行。

改造后實現(xiàn)了磨選廠房的遠程集中控制，減輕了噪聲等職業(yè)危害，改善了工作環(huán)境，降低了職工的勞動強度。設(shè)備的集中監(jiān)控對崗位進一步減員增效提供了可能；同時，集中控制室的設(shè)計思路和改造方案對同行業(yè)相似環(huán)境有一定的借鑒價值。