基于某鋁廠氧化鋁磨礦生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化控制

蔡國(guó)良

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門 361000)

我國(guó)氧化鋁工業(yè)大部分以高鋁、高硅、低鐵、難溶出的一水硬鋁石為原料，與國(guó)外普遍采用三水軟鋁石為原料的拜耳法工藝相比，對(duì)磨礦過(guò)程的指標(biāo)要求更加嚴(yán)格[1]。傳統(tǒng)磨礦生產(chǎn)過(guò)程受原料變化、設(shè)備條件、工藝流程以及操作因素的影響較大，難以滿足拜耳法氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程的后續(xù)工藝，直接影響氧化鋁生產(chǎn)的溶出效率，因此必須采用磨礦優(yōu)化控制來(lái)提高磨礦過(guò)程的產(chǎn)品指標(biāo)，進(jìn)而提升氧化鋁生產(chǎn)的溶出效率。磨礦優(yōu)化控制系統(tǒng)的引入，可以有效保證后續(xù)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，可在不中斷生產(chǎn)運(yùn)行的情況下，穩(wěn)定生產(chǎn)指標(biāo)、改善生產(chǎn)運(yùn)行效率，給企業(yè)帶來(lái)效益的提升，還可節(jié)約能源損耗、減少異常工況的發(fā)生頻次、降低操作人員操作強(qiáng)度等益處[2，3]。本文以某鋁廠氧化鋁磨礦生產(chǎn)為例，重點(diǎn)開展該鋁廠在磨礦過(guò)程建立磨礦智能優(yōu)化平臺(tái)后的系統(tǒng)優(yōu)化控制研究。

1 工藝描述及系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 工藝描述

原礦漿磨制采用兩段磨礦方式，具體為磨頭鋁礦倉(cāng)、石灰倉(cāng)的鋁礦和石灰通過(guò)定量給料機(jī)和溶出自壓送來(lái)的循環(huán)母液一起經(jīng)入磨溜管加入到棒磨機(jī)內(nèi)，控制一定的循環(huán)母液和礦石石灰配比，在棒磨機(jī)內(nèi)經(jīng)過(guò)粗磨制成的礦漿從出口流到中間泵池，與球磨磨制礦漿、補(bǔ)加循環(huán)母液匯合，通過(guò)中間泵打到水力旋流器進(jìn)行分級(jí)，水旋器的溢流礦漿(合格產(chǎn)品)經(jīng)回轉(zhuǎn)篩流入脫硅槽，供溶出工序使用；旋流器底流礦漿(不合格產(chǎn)品)進(jìn)入球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行細(xì)磨后，返回中間泵池送旋流器分級(jí)循環(huán)。溶出返砂回來(lái)的料漿進(jìn)入中間泵池，經(jīng)旋流器分級(jí)后，底流粗砂返回球磨機(jī)細(xì)磨。具體工藝流程圖圖1所示。

圖1 氧化鋁原料磨礦工藝流程Fig.1 Flowsheet of alumina raw material grinding processing

1.2 設(shè)備及自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題

原礦漿磨制采用兩段磨礦方式，共三組，其中棒磨三臺(tái)、球磨三臺(tái)，旋流器三臺(tái)。生產(chǎn)過(guò)程、設(shè)備的數(shù)據(jù)采集齊全，電氣設(shè)備全部受控，高壓設(shè)備連鎖保護(hù)、生產(chǎn)順控、PID生產(chǎn)調(diào)節(jié)都已具備，并在中控室實(shí)現(xiàn)了全廠各個(gè)工序的工藝、電氣設(shè)備全廠集中監(jiān)控，同時(shí)通過(guò)MES系統(tǒng)將質(zhì)量、電量、電力、ERP系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集和統(tǒng)一管理。該廠主要設(shè)備及規(guī)格分別為：1)給料機(jī)，規(guī)格型號(hào)為JGC-40-1250-12002；2)溢流型棒磨，規(guī)格Φ3.2 m×4.5 m；3)球磨機(jī)，規(guī)格為Φ3.6 m×8.5 m；4)中間泵池，規(guī)格為2.5 m×3.0 m×2 m；5)旋流器，規(guī)格為RD-500 mm。主要工藝參數(shù)及條件為：入磨鋁礦粒度≤20 mm；石灰添加量以100% CaO計(jì)為干礦石重量的8%～11%，折合灰量8%～13%；循環(huán)母液：Nk=240～250 g/L；礦漿溫度80磨礦智能優(yōu)化平臺(tái)90 ℃；原礦漿：固體含量 335磨礦智能優(yōu)化平臺(tái)415 g/L；-500 μm的粒級(jí)分布100%，-315 μm的粒級(jí)分布≥98.5%，-63 μm的粒級(jí)分布≥73%；磨機(jī)下料量：130～180 t/h；磨機(jī)電流：棒磨38～43 A，球磨90～98 A；磨機(jī)耗電量：棒磨400～450 kW·h，球磨1 300～1 450 kW·h；磨機(jī)加球：人工手動(dòng)加球0.67 t/h；棒磨機(jī)添加介質(zhì)：4.3 m×115 mm和4.4 m×100 mm兩種棒；襯板材質(zhì)為鋼襯板；球磨機(jī)添加介質(zhì)：Φ60 mm和Φ30 mm兩種球。

該廠基礎(chǔ)自動(dòng)化情況是：礦石破碎及均化、磨頭礦石和石灰輸送和原礦漿磨制的控制信號(hào)取自硬接線、變頻電機(jī)和馬保分別通過(guò)Contrnet通訊、Devicenet通訊。目前DCS系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)原料生產(chǎn)自動(dòng)連鎖及保護(hù)控制、單回路的定值控制、主要工藝數(shù)據(jù)的采集等功能。DCS采用AB 的Contrologix 5000系統(tǒng)，控制回路包括：磨機(jī)給礦定值控制、石灰給料定值控制、磨機(jī)補(bǔ)加母液定值控制、泵池補(bǔ)加母液定值控制、旋流器給礦泵變頻定值控制、二段磨機(jī)入口母液定值控制(準(zhǔn)備實(shí)施)等。生產(chǎn)過(guò)程存在的主要問(wèn)題為：

1)現(xiàn)場(chǎng)鋁礦石采取分品位、分堆堆放，分堆取料，靠堆取料機(jī)橫鋪縱取然后輸送的方式。該方式造成入磨鋁礦石品位波動(dòng)，導(dǎo)致對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)影響較大，人員手動(dòng)控制難度較大；

2)原有DCS系統(tǒng)，雖然已具基礎(chǔ)自動(dòng)化控制功能，但是受到操作人員的操作因素影響較大，不同班組之間的操作水平以及交接班過(guò)程對(duì)系統(tǒng)的影響較大，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程磨生產(chǎn)機(jī)效率較低、生產(chǎn)過(guò)程電能損耗較大、另外旋流器溢流原礦漿的粒度和濃度的波動(dòng)較大，對(duì)后續(xù)工段產(chǎn)生不利影響；

3)原有系統(tǒng)生產(chǎn)效率低下、設(shè)備故障頻發(fā)、異常停車頻發(fā)、磨機(jī)漲肚、旋流器跑粗、拉稀等異常工況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)效率低下。

2 系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)內(nèi)容

2.1 系統(tǒng)功能確定

1)基于磨機(jī)負(fù)荷分析，實(shí)現(xiàn)磨機(jī)的自動(dòng)控制，通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)的分析以及規(guī)則學(xué)習(xí)，結(jié)合專家規(guī)則錄入、軟測(cè)量等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨機(jī)內(nèi)部負(fù)荷預(yù)測(cè)分析，根據(jù)目前來(lái)料情況智能預(yù)判對(duì)磨機(jī)負(fù)荷的影響，提前調(diào)整磨機(jī)的給礦量，可以有效防止磨機(jī)脹肚和空砸襯板等情況的發(fā)生，在確保磨礦指標(biāo)滿足要求的前提下，可以實(shí)現(xiàn)基于磨礦指標(biāo)約束的卡邊控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗或者提高磨機(jī)處理量的目的；

2)基于溢流粒度指標(biāo)、溢流濃度、溢流流量、泵池液位為主要約束條件的旋流器給礦壓力和給礦濃度的智能調(diào)節(jié)，確保磨礦指標(biāo)的合格率，同時(shí)保證流程的指標(biāo)穩(wěn)定，對(duì)后續(xù)工藝起到積極作用；

3)實(shí)現(xiàn)二段磨機(jī)的濃度控制，使得磨機(jī)內(nèi)的礦漿密度控制在工藝要求的范圍內(nèi)，保證磨機(jī)的磨礦效率最大；

4)實(shí)現(xiàn)二段磨機(jī)自動(dòng)加球控制，保證磨機(jī)的充填率在合理范圍內(nèi)，使磨機(jī)的磨礦效率優(yōu)化在較高范圍內(nèi)。

2.2 控制策略確定

2.2.1 磨機(jī)給礦量控制策略

棒磨機(jī)的給礦控制主要通過(guò)對(duì)磨機(jī)的功率、磨音等信號(hào)的采集、分析、處理，之后輸入磨機(jī)負(fù)荷模型，來(lái)判斷磨機(jī)的物料充填率[4]。將礦量設(shè)定值與物料充填率輸入控制器，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)磨機(jī)的給礦量，實(shí)現(xiàn)磨機(jī)的磨料充填率處于較優(yōu)狀態(tài)，使磨機(jī)的處理能力最優(yōu)化。

磨礦介質(zhì)(鋼球)在磨礦機(jī)中是破碎作用的實(shí)施體。當(dāng)其他因素不變時(shí)，物料充填率(料位)越高，磨礦介質(zhì)從拋落點(diǎn)到底腳區(qū)的高差越小，說(shuō)明提升磨礦介質(zhì)所需的功耗越?。环粗?，磨礦介質(zhì)從拋落點(diǎn)到底腳區(qū)的高差越大，提升磨礦介質(zhì)所需的功耗越大。磨音、功率與磨機(jī)充填率之間的關(guān)系如圖2所示[5，6]。

圖2 磨音、功率與磨機(jī)充填率關(guān)系圖[5，6]Fig.2 Relationship between grinding sound，power and mill filling rate[5，6]

由圖2可知，磨機(jī)的物料充填率與磨機(jī)的音頻信息以及功率信息有明顯關(guān)系，根據(jù)圖2信息，我們需要將功率控制在A1-C1，結(jié)合磨音的變化趨勢(shì)就可以有效對(duì)磨機(jī)負(fù)荷進(jìn)行控制。

磨機(jī)的給礦控制核心是基于專家規(guī)則的模糊控制。作為先進(jìn)控制的常用控制策略，模糊控制可以在控制對(duì)象機(jī)理模型不清晰的情況下，利用以往的專家控制經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合規(guī)則自學(xué)的手段，建立磨礦控制專家規(guī)則庫(kù)，經(jīng)過(guò)模糊推理給出礦量的建議值，系統(tǒng)會(huì)設(shè)置礦量輸出的看門狗機(jī)制，對(duì)輸出值進(jìn)行限幅、預(yù)判保證輸出結(jié)果的安全，該方法可有有效解決磨機(jī)生產(chǎn)過(guò)程模型難以建立，礦石性質(zhì)多變，滯后性嚴(yán)重等問(wèn)題[7]。

磨機(jī)的給礦量控制框圖如圖3所示。將磨機(jī)的功率、磨音的信號(hào)輸入磨機(jī)負(fù)荷模型，判斷磨機(jī)的物料充填率。將礦量設(shè)定值與物料充填率輸入控制器，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)磨機(jī)的給礦量，實(shí)現(xiàn)磨機(jī)的磨料充填率處于較優(yōu)狀態(tài)，使磨機(jī)的處理能力最大化。

圖3 棒磨機(jī)的給礦量控制框圖Fig.3 Feed rate control block diagram of rod mill

2.2.2 磨礦濃度控制策略

綜合分析儀磨礦濃度設(shè)定值、入磨礦量和磨機(jī)負(fù)荷狀態(tài)等參數(shù)，通過(guò)優(yōu)化控制器計(jì)算出期望入磨母液量，促使磨礦濃度處于較優(yōu)狀態(tài)。系統(tǒng)通過(guò)旋流器給礦流量及濃度推算入旋流器的干礦量及母液量，通過(guò)進(jìn)入磨礦分級(jí)系統(tǒng)的總干礦量及總母液量推算通過(guò)沉砂中的干礦量和母液量，進(jìn)而推算磨礦濃度，并與磨礦濃度設(shè)定值進(jìn)行比較，推算進(jìn)入磨機(jī)中母液量。

根據(jù)磨機(jī)的負(fù)荷分析模塊，利用磨機(jī)的功率、磨音信息可對(duì)磨機(jī)生產(chǎn)狀況進(jìn)行預(yù)判[8]。因此，可以根據(jù)磨機(jī)內(nèi)部負(fù)荷情況的變化，及時(shí)有效地調(diào)整磨機(jī)的給礦濃度，如果此時(shí)預(yù)測(cè)磨機(jī)負(fù)荷上升趨勢(shì)明顯，并且伴有脹肚風(fēng)險(xiǎn)，為了保證處理量，可以減少磨機(jī)的磨礦濃度，使物料盡快排出磨機(jī)，避免磨機(jī)脹肚的發(fā)生。如果對(duì)磨機(jī)負(fù)荷預(yù)判有降低趨勢(shì)，同時(shí)分析磨機(jī)負(fù)荷欠載，此時(shí)要適當(dāng)增加濃度，避免磨機(jī)內(nèi)部空砸襯板的發(fā)生，這樣可以有效節(jié)省鋼耗。在正常生產(chǎn)工藝中應(yīng)當(dāng)通過(guò)濃度、礦量的調(diào)節(jié)，保持磨機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定在最佳磨礦區(qū)域內(nèi)。棒磨機(jī)的給礦濃度控制框圖見(jiàn)圖4。

圖4 棒磨機(jī)的給礦濃度控制框圖Fig.4 Feed concentration control block diagram of rod mill

2.2.3 旋流器溢流粒度控制策略

旋流器的溢流粒度控制主要是基于溢流粒度指標(biāo)的檢測(cè)為前提，通過(guò)在線粒度儀對(duì)溢流的粒度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，同時(shí)構(gòu)建粒度軟測(cè)量模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)粒度儀的校正和當(dāng)粒度儀出現(xiàn)故障時(shí)的替代，利用旋流器的優(yōu)化控制模塊實(shí)現(xiàn)旋流器的工作組數(shù)、渣漿泵頻率、泵池補(bǔ)加母液的自動(dòng)調(diào)節(jié)，在確保旋流器溢流粒度的合格率前提下，實(shí)現(xiàn)溢流流量和溢流濃度的穩(wěn)定。

1)調(diào)節(jié)給礦濃度

當(dāng)增大給礦濃度時(shí)，礦漿的黏度增大，礦漿的牽引力增大，零速包絡(luò)面向旋流器壁外擴(kuò)。由旋流器的分級(jí)原理可知：更多的顆粒所受的“離心力<礦漿的牽引力”，使其向水力旋流器中心靠近，由于零速包絡(luò)面的擴(kuò)大，原本在包絡(luò)面外部的顆粒，出現(xiàn)在包絡(luò)面的內(nèi)部，從而被向上的內(nèi)旋流帶到溢流中。因此，此時(shí)溢流口排出的顆粒變粗[9，10]。

當(dāng)降低給礦濃度時(shí)，礦漿的黏度降低，礦漿的牽引力減小，零速包絡(luò)面向旋流器中心內(nèi)縮。更多的顆粒所受的“離心力>礦漿的牽引力”，使其向水力旋流器器壁靠近，由于零速包絡(luò)面的減小，原本在包絡(luò)面內(nèi)部的顆粒，出現(xiàn)在包絡(luò)面的外部，從而進(jìn)入到沉砂中。因此，由溢流口排出的顆粒變細(xì)。

2)調(diào)節(jié)給礦壓力

當(dāng)增大給礦壓力時(shí)，離心力場(chǎng)增大，離心力增大，零速包絡(luò)面向旋流器中心內(nèi)縮。更多的顆粒所受的“離心力>礦漿的牽引力”，使其向水力旋流器器壁靠近，由于零速包絡(luò)面的減小，原本在包絡(luò)面內(nèi)部的顆粒，出現(xiàn)在包絡(luò)面的外部，從而進(jìn)入到沉砂中。因此，由溢流口排出的顆粒變細(xì)[11]。如果壓力過(guò)大，大量顆粒堵塞在沉沙嘴處。由于沉砂口出口面積有限，又有空氣從沉砂口進(jìn)入溢流口，就會(huì)將一些粗粒被空氣柱卷入，短路帶入溢流中。

當(dāng)降低給礦壓力時(shí)，離心力場(chǎng)降低，離心力減小，零速包絡(luò)面向旋流器壁外擴(kuò)。更多的顆粒所受的“離心力<礦漿的牽引力”，使其向水力旋流器中心靠近，由于零速包絡(luò)面的擴(kuò)大，原本在包絡(luò)面外部的顆粒，現(xiàn)在包絡(luò)面的內(nèi)部，從而被向上的內(nèi)旋流帶到溢流中。因此，此時(shí)的溢流口排出的顆粒變粗。

3)調(diào)節(jié)泵池液位

磨機(jī)的排礦進(jìn)入泵池后，有一個(gè)沉降過(guò)程。泵池液位的高低會(huì)影響礦漿沉降過(guò)程的效果。當(dāng)泵池液位高時(shí)，泵池內(nèi)部的礦漿沉降時(shí)間長(zhǎng)，礦石顆粒分布均勻，給入旋流器的分級(jí)顆粒的粗細(xì)均勻，旋流器分級(jí)過(guò)程較為穩(wěn)定。當(dāng)泵池液位低時(shí)，泵池內(nèi)部的礦漿沉降時(shí)間短，礦石顆粒分布不均，給入旋流器的分級(jí)顆粒的分布粗細(xì)不均，旋流器分級(jí)過(guò)程不穩(wěn)定，溢流粒度也不穩(wěn)定。當(dāng)泵池液位過(guò)低時(shí)，泵池出現(xiàn)“抽空”現(xiàn)象，旋流器的給礦壓力會(huì)瞬間減小到零，旋流器的內(nèi)部離心力場(chǎng)會(huì)遭到破壞，此時(shí)旋流器已經(jīng)不能正常工作。因此，旋流器的正常工作需要一個(gè)較高穩(wěn)定的泵池液位。

采用在線粒度分析儀連續(xù)檢測(cè)實(shí)際的粒度變化情況，將旋流器的工作組數(shù)、給礦壓力、給礦濃度、泵池液位與溢流粒度的信號(hào)輸入控制器，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)磨機(jī)的給礦量、磨礦濃度、旋流器的工作組數(shù)、渣漿泵頻率、泵池補(bǔ)加母液，實(shí)現(xiàn)提高旋流器的溢流粒度合格率與穩(wěn)定性的目的。

旋流器要分級(jí)出合格顆粒，就必須保障磨機(jī)產(chǎn)生足夠的合格顆粒，因此，控制磨機(jī)的磨礦效果是控制旋流器溢流合格率的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的旋流器調(diào)節(jié)方法一般采用粒度儀對(duì)溢流粒度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)粒度跑粗時(shí)，增加渣漿泵的給礦頻率或者降低給礦濃度，往往忽略磨礦效果的調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)利用數(shù)據(jù)分析手段，確定粒度跑粗的原因，如果是磨礦效果導(dǎo)致的，就要及時(shí)調(diào)整磨礦策略，雖然有一定延時(shí)，但是對(duì)于整個(gè)磨礦過(guò)程是有積極作用的，可以從源頭上解決旋流器溢流粒度的控制問(wèn)題。

2.2.4 二段磨機(jī)自動(dòng)加球控制

二段磨機(jī)來(lái)料一般無(wú)法控制，二段磨機(jī)要根據(jù)來(lái)料變化自動(dòng)調(diào)節(jié)磨機(jī)負(fù)荷情況，主要有磨機(jī)的自動(dòng)加球和磨礦濃度兩種調(diào)節(jié)手段。其中磨機(jī)加球的自動(dòng)控制對(duì)磨機(jī)負(fù)荷起到立竿見(jiàn)影的效果。通過(guò)對(duì)二段磨機(jī)的負(fù)荷分析，以及鋼球在磨機(jī)內(nèi)的損耗分析，實(shí)現(xiàn)磨機(jī)鋼球的自動(dòng)添加。

磨機(jī)內(nèi)部的球荷球比是影響磨機(jī)的重要因素，并不是磨機(jī)內(nèi)部的鋼球越多越好，如果磨機(jī)內(nèi)鋼球過(guò)多，磨礦效率反而下降，能耗消耗過(guò)大。相反，如果磨機(jī)內(nèi)鋼球的充填率過(guò)低，由于沒(méi)有足夠的鋼球?qū)ΦV石進(jìn)行磨碎，導(dǎo)致磨機(jī)磨礦效果不好，同時(shí)磨機(jī)的生產(chǎn)效率也會(huì)下降，因此能否保證鋼球在磨機(jī)內(nèi)部有合適的充填率對(duì)磨機(jī)的生產(chǎn)至關(guān)重要。本文主要借助磨機(jī)負(fù)荷分析模塊以及噸原礦鋼球消耗、鋼球磨損預(yù)估模型等手段實(shí)現(xiàn)二段磨機(jī)的自動(dòng)加球控制，確保磨機(jī)內(nèi)部鋼球的充填率在適當(dāng)范圍[12]。

2.2.5 二段磨機(jī)磨礦濃度控制

系統(tǒng)通過(guò)旋流器給礦流量及濃度推算入旋流器的干礦量及母液量，通過(guò)進(jìn)入磨礦分級(jí)系統(tǒng)的總干礦量及總母液量推算通過(guò)沉砂中的干礦量和母液量，進(jìn)而推算磨礦濃度，并與磨礦濃度設(shè)定值進(jìn)行比較，推算進(jìn)入磨機(jī)中母液量。

圖5 球磨機(jī)給礦濃度控制框圖Fig.5 Feed concentration control block diagram of ball mill

2.3 通訊方式確定

優(yōu)化系統(tǒng)通過(guò)OPC方式從AB控制系統(tǒng)讀取/發(fā)送數(shù)據(jù)，主要信號(hào)列表見(jiàn)表1。

表1 優(yōu)化系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)通訊表Table 1 Communication table between optimization system and DCS system

本系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)之間相互隔離，磨礦優(yōu)化控制系統(tǒng)單獨(dú)部署、單獨(dú)運(yùn)行，原則上不干預(yù)原有底層DCS系統(tǒng)的正常運(yùn)行，優(yōu)化控制系統(tǒng)與DCS的交互模式基于以下內(nèi)容：

1)通訊方式采用專家系統(tǒng)利用以太網(wǎng)接口，采用OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制系統(tǒng)與底層DCS或者PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

2)輸出看門狗機(jī)制，優(yōu)化系統(tǒng)的輸出。由于直接與DCS系統(tǒng)的設(shè)定值關(guān)聯(lián)，直接影響現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，優(yōu)化控制系統(tǒng)要設(shè)置輸出的檢查預(yù)判機(jī)制，對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，確保寫入DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全可靠，同時(shí)對(duì)操作過(guò)程要形成相關(guān)日志，可以最終生產(chǎn)過(guò)程的因素，在發(fā)生問(wèn)題時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)有理可查。

3)具備在線診斷功能，本優(yōu)化控制系統(tǒng)可以在不投運(yùn)的情況下，實(shí)時(shí)運(yùn)行，分析實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程信息，給出生產(chǎn)過(guò)程調(diào)整的合理化建議，供現(xiàn)場(chǎng)操作人員參考使用。

4)具備離線分析功能，本優(yōu)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)離線數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，可以實(shí)時(shí)分析現(xiàn)場(chǎng)的離線數(shù)據(jù)，從歷史數(shù)據(jù)中提取生產(chǎn)工藝相關(guān)的有效信息。

2.4 應(yīng)用效果

該優(yōu)化系統(tǒng)對(duì)原有的DCS控制邏輯及安全保護(hù)聯(lián)鎖不做任何改動(dòng)，以確保優(yōu)化系統(tǒng)不改變操作人員的操作習(xí)慣，確保安全。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)磨機(jī)給礦量控制、磨機(jī)負(fù)荷判斷、棒磨磨礦濃度控制、旋流器溢流粒度控制、二段球磨自動(dòng)加Φ60鋼球功能。該優(yōu)化系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)運(yùn)行良好，投運(yùn)率達(dá)到95%以上，在工藝負(fù)荷匹配及生產(chǎn)允許的情況下，穩(wěn)定旋流器溢流濃度、粒度指標(biāo)(-63 μm≥73%合格率達(dá)到95%及以上，固體含量335～415 g/L合格率達(dá)到90%及以上)，臺(tái)時(shí)處理量提高臺(tái)時(shí)2%～5%。

3 結(jié)論

在氧化鋁生產(chǎn)的前段生產(chǎn)過(guò)程，即原礦磨礦環(huán)節(jié)，構(gòu)建了一套優(yōu)化控制系統(tǒng)，通過(guò)構(gòu)建磨礦智能優(yōu)化平臺(tái)、集成數(shù)據(jù)采集與分析、優(yōu)化控制推理分析以及實(shí)施優(yōu)化控制于一體，對(duì)整個(gè)氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程的磨礦過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制，可在有效保證工藝穩(wěn)定運(yùn)行以及各工段生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)合格的前提下，有效提高流程的工作效率、節(jié)約能源損耗、減少操作人員數(shù)量和工作強(qiáng)度，減少現(xiàn)場(chǎng)異常停車、磨機(jī)漲肚、旋流器跑粗、拉稀等異常工況的發(fā)生。