濕法銅冶煉廠(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)踐探討

巴彥淖爾西部銅材有限公司 內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000

1 濕法銅冶煉廠(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在對(duì)濕法銅冶煉廠(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要了解全場(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要組成部分。通常包括露天采礦系統(tǒng)、原礦粗碎系統(tǒng)、礦石輸送系統(tǒng)、堆浸系統(tǒng)、萃取電積系統(tǒng)以及中央調(diào)度室等。在對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，需要從這個(gè)系統(tǒng)從硬件與軟件兩方面出發(fā)，保證設(shè)計(jì)效果。在自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要的設(shè)計(jì)工業(yè)端包括以下方面：第一，露天采礦系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要包括電控系統(tǒng)以及單獨(dú)的卡車(chē)調(diào)度系統(tǒng)。為了保證這一系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，在實(shí)際設(shè)計(jì)施工時(shí)，需要在采場(chǎng)30kV 變電站敷設(shè)16 芯主干光纜，同時(shí)要配置單模交換機(jī)。這樣可以利用光纜將其與中央調(diào)度室與信息系統(tǒng)有效連接。第二，原礦粗碎系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的主要目的是對(duì)采集到的原礦進(jìn)行破碎處理。主要配置的設(shè)備為半移動(dòng)破碎站單獨(dú)配有PLC 控制系統(tǒng)，以以太網(wǎng)通信方式將其列入到總調(diào)度室。設(shè)計(jì)時(shí)還需要注意給料皮帶需要單獨(dú)配有PLC 控制器，并按照以太網(wǎng)通訊方式將其接入主系統(tǒng)。操作員站也是該系統(tǒng)的主要設(shè)備配置之一。第三，礦石輸送系統(tǒng)。礦石輸送系統(tǒng)能夠?qū)⒁呀?jīng)破碎的礦石輸送到堆浸場(chǎng)的礦石輸送帶以及礦石堆筑布料機(jī)等設(shè)備上。在對(duì)礦石輸送系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要設(shè)備包括膠帶運(yùn)輸機(jī)、懸臂式軌道卸料車(chē)以及遠(yuǎn)程I/O 站、移動(dòng)布料機(jī)控制室。其中膠帶運(yùn)輸機(jī)需要各自配置PLC 控制系統(tǒng)，才能形成單獨(dú)的皮帶控制系統(tǒng)光纖環(huán)網(wǎng)，同時(shí)要利用以太通信方式將其接入到全場(chǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)。而懸臂式軌道卸料車(chē)也需要配置PLC 控制系統(tǒng)。在對(duì)礦石進(jìn)行輸送時(shí)，該控制系統(tǒng)可以利用無(wú)線(xiàn)通信的方式完成聯(lián)鎖控制。遠(yuǎn)程I/O 站可以對(duì)高位水池進(jìn)行有效監(jiān)控并利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入主系統(tǒng)。移動(dòng)布料機(jī)進(jìn)入主系統(tǒng)的方式是無(wú)線(xiàn)WiFi 通信方式以及以太網(wǎng)連接。而控制室一般會(huì)設(shè)置在選礦辦公樓，包括操作員站以及工程師站。第四，堆浸控制系統(tǒng)。在堆浸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，最主要設(shè)備是必不可少的大型泵站。要在泵站設(shè)置遠(yuǎn)程I/O 站，保證信號(hào)能夠有效接入，完成控制工作。可以利用Profibus-DP 的通信方式獲取高壓電機(jī)、變頻器、馬達(dá)保護(hù)器在運(yùn)行過(guò)程中的具體參數(shù)。同時(shí)在堆浸控制系統(tǒng)中還要配置中間液池以及貴液池泵站。在對(duì)堆浸系統(tǒng)的上位機(jī)進(jìn)行安置時(shí)，一般是在冶金辦公樓的冶煉控制室內(nèi)，可以與萃取電積系統(tǒng)共同應(yīng)用操作員站與工程師站。第五，萃取電積控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，這是整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的關(guān)鍵階段，也是主要階段。在這一工段設(shè)計(jì)時(shí)，所包含的儀表測(cè)點(diǎn)以及電機(jī)設(shè)備數(shù)量比較多，對(duì)工藝控制的要求也相對(duì)較高。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置時(shí)，需要從萃取電積系統(tǒng)的操作與建設(shè)方面出發(fā)，主要是由冶金辦公樓冶煉控制室完成操作與監(jiān)控功能，同時(shí)要配置冗余CPU。在設(shè)置時(shí)，需要設(shè)置低壓配電室以及配套的遠(yuǎn)程I/O 站。電積機(jī)組、壓縮空氣站循環(huán)水系統(tǒng)可以共同設(shè)置一個(gè)遠(yuǎn)程I/O 站，容積油庫(kù)、空壓機(jī)站需要分別設(shè)置遠(yuǎn)程I/O 站。在萃取工藝段需要在控制室內(nèi)設(shè)置三個(gè)操作員站。這樣才能夠?qū)腿‰姺e系統(tǒng)進(jìn)行有效的操作以及監(jiān)控。除此之外，還需要在冶金辦公樓冶煉控制室設(shè)置操作員站以及工程師站。第六，中央調(diào)度室。中央調(diào)度室是自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分。在對(duì)這一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證光纖網(wǎng)絡(luò)的可靠性，這是保證系統(tǒng)影響可靠穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)。中央調(diào)度室一般是對(duì)全礦進(jìn)行調(diào)度指揮和監(jiān)控的中心，會(huì)設(shè)置在營(yíng)地內(nèi)?？梢岳霉饫w環(huán)網(wǎng)、核心交換機(jī)完成主系統(tǒng)與分系統(tǒng)的連接工作。在總調(diào)度室設(shè)置時(shí)，需要配置冗余數(shù)據(jù)服務(wù)器以及歸檔服務(wù)器、WEB 服務(wù)器。這樣可以對(duì)強(qiáng)化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行有效的采集、整理以及分析[2]。

2 關(guān)鍵運(yùn)行段的自動(dòng)化控制技術(shù)特點(diǎn)

在此次濕法銅冶煉廠(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)關(guān)鍵工藝段的自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用。濕法銅冶煉廠(chǎng)的冶煉處理工藝主要包含細(xì)菌生物堆浸、萃取、電積。其中萃取工藝的是整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵工段。因此，需要對(duì)萃取工藝段的自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行深入分析。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中主要包括三個(gè)萃取電積單元，在這一部分的自動(dòng)化控制系統(tǒng)特點(diǎn)主要包括以下方面：第一，所涉及到的電氣設(shè)備數(shù)量比較多。攪拌器、風(fēng)機(jī)、料液泵等都屬于這一工藝段的電氣設(shè)備，數(shù)量達(dá)到120 臺(tái)。第二，這一工藝段的儀表測(cè)點(diǎn)也比較多。對(duì)液位、壓力、pH 值、電導(dǎo)率、流量、控制閥等進(jìn)行配置，數(shù)量達(dá)到150 臺(tái)。第三，在萃取工藝段的自動(dòng)化控制技術(shù)形式比較多。不同的環(huán)節(jié)所采取的自動(dòng)化控制技術(shù)也存在一定差別。聯(lián)鎖啟停、變頻速度控制、液位控制、流量控制、pH控制、電導(dǎo)率控制等在萃取工藝段的應(yīng)用都比較多。第四，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊設(shè)備也比較多。在對(duì)這一工藝段進(jìn)行控制時(shí)，需要利用變頻器以及馬達(dá)保護(hù)器將其統(tǒng)一接入到主控制系統(tǒng)內(nèi)。這樣才能夠?qū)ν暾臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確采集，并將信息及時(shí)傳入到自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)，完成監(jiān)控過(guò)程[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在對(duì)濕法銅冶煉廠(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及應(yīng)用的過(guò)程中，需要了解整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，根據(jù)濕法銅冶煉工藝不同階段的具體運(yùn)行要求，保證自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性。與此同時(shí)，還要全面分析濕法銅冶煉工藝中的關(guān)鍵工藝段，對(duì)這一工藝段的自動(dòng)化控制技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行全面掌握，有利于根據(jù)具體的設(shè)計(jì)情況對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，發(fā)揮自動(dòng)化控制技術(shù)在濕法銅冶煉工藝中的積極作用。從而提高濕法銅冶煉廠(chǎng)的生產(chǎn)水平。