【正文】 測控系統(tǒng)的核心單元采用抗工業(yè)惡劣環(huán)境能力強，長期運行可靠的 PLC 實現(xiàn)，完成皮帶機電流、礦倉料位、破碎機功率、原礦量、一段磨機功率、一段磨機音強、一段磨機給礦水量、旋流器溢流濃度、一段球磨排礦水量（旋流器泵池補加水量）、二段球磨機給礦濃度、二段球磨機功 率、二段球磨機音強、泵池液位、旋流器濃度、二段球磨機排礦水量等、三段球磨機音強、功率、排礦水、高頻篩濃度等模擬量羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方案 45 煙臺金建設(shè)計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 的檢測、并對皮帶給料機，振動放礦機、電動調(diào)節(jié)閥、中礦泵變頻器進(jìn)行輸出控制。同理，當(dāng)水壓高于設(shè)定值時，按次序停止水泵。 整個選廠用水包括環(huán)水、清水兩部分，由于廠區(qū)生產(chǎn)用水要求水壓穩(wěn)定，因此采用恒壓供水系統(tǒng)來保證。 ⑵濃度的 PV 檢測與 CV 控制值 通過在濃密機底流給礦泵管道上安裝濃度計， 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，輸入相應(yīng)的濃度設(shè)定值，將濃度計的檢測值與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較偏差的大小，調(diào)節(jié) 底流泵變頻器 ，始終使給礦濃度計的檢 測值維持在濃度設(shè)定值的設(shè)定偏差范圍內(nèi)，從而達(dá)到控制 壓濾脫水、強磁選、重選等給礦濃度 的目的。 ⑵濃度的 PV 檢測與 CV 控制值 采用檢測磁選機給礦濃度來配水的控制方案。 液位設(shè)定值PLC可 編程序控制器閘板執(zhí)行器液位檢測 圖 15 浮選液位控制原理圖 （ 3）浮選充氣量控制：浮選充氣量是保證浮選工藝正常穩(wěn)定的一個重要條件。 泵池液位 PLC 可編程序控制器補加水電動閥電磁流量計補加水流量泵池液位檢測 液位計 圖 12 泵池液位控制原理圖 補加水水量控制原理圖如圖 13 所示： 羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方案 39 煙臺金建設(shè)計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 補加水量PLC 可編程序控制器補加水電動閥流量計 圖 13 補加水水量控制原理圖 浮選流程測控 （ 1）藥量控制：根據(jù)球磨機給礦皮帶電子秤計量瞬時入磨礦量，按照工藝給定單位藥劑制度，動態(tài)計算出藥劑添加量，通過控制加藥電磁閥開啟時間動態(tài)控制浮選藥劑添加量。 給礦濃度控制原理方框圖如圖 10 所示： 旋流器給礦濃度 PLC可 編程序控制器補加水電動閥電磁流量計比例系數(shù)給礦量給礦泵池液位檢測 超聲波液位計旋流器給礦濃度檢測 濃度計圖 10 旋流器給礦濃度控制原理圖 為了保證旋流器給礦濃度的穩(wěn)定與旋流器分級產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，必須保證旋流器給礦壓力穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，只有通過控制旋流器給礦泵池液位和變頻控制旋流器給礦速度，才能保證旋流器的工 作狀況最佳，防止分級產(chǎn)品合格率的波動。同時 ,通過粒度分析儀檢測旋流器溢流礦漿粒度 ,使分級效果達(dá)到工藝要求 。根據(jù)生產(chǎn)實踐，在給礦及旋流器濃度穩(wěn)定的情況下，沉砂量的波動不大，因此，只要根據(jù)本廠的原礦粒度及礦石特性，標(biāo)定出正常的返砂比，即可由給礦量的多少及沉砂比，按磨礦濃度的要求計算出所需的補加水量。對具體的磨礦分級過程來說，磨礦濃度有一個最佳范圍，磨礦濃度過高或過低都不利于磨礦效果，最佳磨礦濃度可以由磨礦分級過程的工藝指標(biāo)分析得到。 ⑵ 礦量的控制 通過皮帶秤主機將給礦量信號轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號送至 PLC，參照控制系統(tǒng)設(shè)定的最優(yōu)給礦量，自動調(diào)整振動電機的頻率，從而控制給礦量的大小。 （３） 給礦量的設(shè)定 控制系統(tǒng)通過對磨機功率信號和磨機音強信號進(jìn)行對比分析，確定系統(tǒng)當(dāng)前的運轉(zhuǎn)情況。磨機空砸保護(hù)的原理與脹肚 保護(hù)過程類似。在單一檢測條件下，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，則整個控制系統(tǒng)的運行就會失去控制依據(jù)而導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓，而對于多因素來講就不會出現(xiàn)這種情況，當(dāng)某一因素的檢測設(shè)備或信號檢 測失敗時，其他因素會立即進(jìn)行補償，保證控制系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行?？捎尚髌鞒辽傲康淖兓m當(dāng)調(diào)節(jié)球磨機給礦量及沉砂水量的大小，使一次球磨機工作處于相對穩(wěn)定，保證磨礦濃度穩(wěn)定在最佳范圍。功率變送器輸出信號的高低與球磨機內(nèi)磨礦效率的高低正比相關(guān)，裝載量越多，功率變送器信號輸出越高，但是在發(fā)生『脹肚』趨勢的情況下，功率變送器信號反而降低，在功率最高時的磨礦效率最佳，所以保證磨機 工作在功率信號接近最佳值的鄰域內(nèi)，同時可以通過實物標(biāo)定將磨機『脹肚』趨勢點的功率信號作為『脹肚』信號比較值，即臨界點，當(dāng)功率信號大于臨界點時，磨機功率正常，按原定控制過程工作。 （ 6）精礦、尾礦品位的檢 測。 （ 2）控制系統(tǒng)能保證磨礦濃度和旋流器給礦濃度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)， 保證磨礦效果和分級效果 ，即保證了磨礦系統(tǒng)的磨礦粒度 。 （ 4）必須在保證旋流器溢流濃度穩(wěn)定一定范圍內(nèi)的前提下，使磨礦系統(tǒng)給礦量最大。 羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方案 26 煙臺金建設(shè)計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 控制方法 為了保證磨礦系統(tǒng)效率最佳， 必須 保證 磨機充填率 在最佳范圍、 控制兩個 濃度及進(jìn)行合理的負(fù)荷分配。 其工藝流程圖 如圖 4 所示。 磨選工藝流程：原礦經(jīng) 圓盤 給料機下料到帶 式輸送機 ，經(jīng)羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方案 23 煙臺金建設(shè)計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 皮帶稱計量后 進(jìn)入 到一段球磨 MQG4060， 一 段 球磨機排礦 自流進(jìn)入一次旋流器 給礦 泵池，經(jīng)渣漿泵打入 Φ 500 旋流器組 進(jìn)行分級，一次旋流器溢流進(jìn)入后續(xù) 選別 作業(yè)，一次旋流器沉砂 自流 返回到一段球磨進(jìn)行再 磨，形成閉路循環(huán) ；一次旋流器溢流由泵揚送至硫礦浮選系統(tǒng) ,浮選的硫精礦礦漿經(jīng)濃縮機濃縮后由泵揚送至陶瓷過濾機 ,硫精礦濾餅進(jìn)入硫精礦礦倉直接外運。 (10)完成所有設(shè)備的實時狀態(tài)監(jiān)控，設(shè)備運 行時間統(tǒng)計，設(shè)備故障記錄及設(shè)備故障時間統(tǒng)計。 (6)金屬物自動檢測 在中細(xì)碎破碎機給礦的皮帶 上安裝金屬探測器及自動除鐵裝置，除鐵裝置與皮帶同時啟停，及時清除皮帶上礦石中所含的金屬塊；金屬探測器對未除掉的大塊金屬進(jìn) 行檢測，并及時報警，以保證后續(xù)設(shè)備的安全。 (2)圓錐破碎機的控制 通過在圓錐破碎機上安裝雷達(dá)料位計和功率變送器，在皮帶給 料機上安裝變頻調(diào)速裝置，對圓錐破碎機的給礦量及 功率進(jìn)行實時監(jiān)測，采用模糊控制技術(shù)，實現(xiàn)圓錐破碎機的 恒 功率控制，實現(xiàn)選礦工藝的“多碎少磨”，充分利用圓錐破碎機效率高能耗少的特點，提高碎礦系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，降低破碎系統(tǒng)成本。 3． 過程控制設(shè)計 系統(tǒng) 工藝 過程 羅河鐵礦 選廠 破碎篩分的工藝流程： 井下礦石經(jīng)粗破碎后由箕斗從主井提升至箕斗礦倉后， 經(jīng) 1帶 、 2帶 后由 3帶 運至中碎圓錐破碎機進(jìn)行中碎，中碎產(chǎn)品經(jīng) 4帶轉(zhuǎn)運至篩分分配礦倉后，由 5 臺 帶式給料機給入 5 臺圓振動篩進(jìn)行篩分分級，篩下產(chǎn)品 經(jīng) 8帶 、 9帶 ，由 10帶布料至 球磨粉礦倉，篩上產(chǎn)品經(jīng) 6和 7帶轉(zhuǎn)運至細(xì)碎分配礦倉，再 由兩臺圓錐破碎機細(xì)碎后，排入 4帶形成閉路循環(huán)?，F(xiàn)場 設(shè)備的正常信號作為系統(tǒng)啟動運行的聯(lián)鎖條件。 羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方案 16 煙臺金建設(shè)計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 ⑴ 具有自動和手動兩種相對獨立、互為備用的控制方法 。 (4)設(shè)備的遠(yuǎn)程啟停：有權(quán)限的 相關(guān) 操作人員根據(jù) 在線檢測的 設(shè)備運行、故障等狀態(tài)， 可實現(xiàn)設(shè)備的集中啟停及遠(yuǎn)程 單臺啟停。 2． 監(jiān) 控 及操作 設(shè)計 可編程控制器 、 上位機軟件、組態(tài)軟件、網(wǎng)絡(luò)通訊、 web服務(wù)軟件均 采用德國西門子產(chǎn)品 ，采用遠(yuǎn)程 I/O 以及工業(yè)以太網(wǎng)等先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實時動態(tài)顯示現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)及主要設(shè)備的工藝參數(shù)，并對遠(yuǎn)程設(shè)備下達(dá)各種指令 。 （ 5）支持主從、對等、多主等多種靈活的數(shù)據(jù)通訊結(jié)構(gòu)。 (2)磨 選 控制系統(tǒng) 球磨機、旋流器分級過程自動控制，包括給礦 、給水 量自動控制，磨礦濃度自動控制 ，球磨機音頻、功率檢測； 圓盤給料機及給礦皮帶的聯(lián)鎖與控制； 旋流器泵池液位、給礦濃度、給礦壓力、溢流 濃度的自動控制 及 溢流粒度的檢測 ； 球磨機、渣漿泵（變頻）運行參數(shù)、監(jiān)測、控制 ， 通過 DP總線與球磨機隨機小型 PLC 控制柜和變 頻器 DP 通訊卡通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制； 浮選控制系統(tǒng)，包括浮選加藥自動控制；浮選槽液位自動控制；泵池液位控制； 鼓風(fēng)機風(fēng)壓的檢測控制； 品位自動 檢測 ，包括精礦 、 尾礦品位檢測； (3)濃縮 脫水 控制系統(tǒng) 濃縮脫水控制系統(tǒng)，包括濃密機 運行狀態(tài)監(jiān)控； 陶瓷過濾機 狀態(tài)監(jiān)控； 精礦 礦量計量 ； (4)恒壓供水 控制系統(tǒng) 恒壓供水 系統(tǒng)，包括水 泵變頻 控制；水系統(tǒng)液位檢測報警；羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方案 13 煙臺金建設(shè)計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 水系統(tǒng)壓力檢測。 設(shè)計中盡量 使用現(xiàn)場總線， 最大限度地 減少現(xiàn)場 布 線 工作量，對于變頻、自帶 PLC 的設(shè)備以及帶有通訊功能的儀表， 通過總線通訊讀取數(shù)據(jù)。 (5)、通過自動化系統(tǒng)的實施，減少污染，節(jié)能降耗，改善作業(yè)環(huán)境與勞動強度，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。通過在圓錐破碎機上安裝雷達(dá)料位計和功率變送器，實現(xiàn) 圓錐破碎機的功率控制，實現(xiàn)選礦工藝的“多碎少磨”。 (7)系統(tǒng)完善性原則 保證提供的系統(tǒng)是完整的、可靠的、完全滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的需要，確保系統(tǒng)的硬件、軟件的完整性和兼容性。 (3)系統(tǒng)的先進(jìn)性原則 充分考慮自動控制領(lǐng)域技術(shù)的迅速發(fā)展，參考目前自動控制設(shè)備的發(fā)展水平，融合具有國際先進(jìn)性、成熟的技術(shù)，在自動控制系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件的選型上首選國際市場的成熟產(chǎn)品，確保控制系統(tǒng)在交貨時是目前市場上最先進(jìn)的、最新版本的產(chǎn)品。 與此同時，金建公司還不斷加強同國內(nèi)外高等院校及科研院所的合作，進(jìn)行科研、技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)，特別是與東北大學(xué)的合作，開發(fā)出針對黑色冶金礦山的行業(yè)軟件，并以軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)工程、綜合布線及安全監(jiān)控工程為基礎(chǔ)，為冶金行業(yè)提供信息化整體解決方案。 羅河鐵礦選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方案 2 煙臺金建設(shè)計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 一 . 公司簡介 煙臺金建設(shè)計研究工程有限公司（簡稱金建公司）成立于1996 年，是一個集黑色、有色、黃金礦山工程設(shè)計、自動化控制、工程施工、新產(chǎn)品開發(fā)為一體的綜合性高科技企業(yè)。由于調(diào)節(jié)不及時，運行不穩(wěn)定，常常使磨機出現(xiàn) “ 空腹 ”或 “ 脹肚 ” 的現(xiàn)象，影響整個磨 選 工藝流程的 穩(wěn)定性 。因此，對 選礦廠 實施 自 動控制意義重大。經(jīng)過10 多年來的不懈的努力和追求，金建公司現(xiàn)已成為國內(nèi)業(yè)內(nèi)知名的工程技術(shù)公司，工程項目遍及全國各地以及俄羅斯、哈薩克斯坦、委內(nèi)瑞拉、朝鮮、緬甸、越南、蘇里南等世界 10 多個國家。 羅河鐵礦選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設(shè)計方案 4 煙臺金建設(shè)計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 序號 單 位 工 程 項 目 備 注 一 選 礦 1 山東省招金集團(tuán)夏甸金礦 選礦廠磨礦分級自控系統(tǒng)工程（老） 2 遼寧凌鋼集團(tuán)保國鐵礦有限責(zé)任公司 選礦廠磨礦分級自控系統(tǒng)工程 3 山東黃金集團(tuán)有限公司焦家金礦 焦家金礦選礦廠磨礦分級自動控制工程 4 金洲集團(tuán)金盛礦業(yè)有限公司 15萬立方米加氣磚生產(chǎn)線自控系統(tǒng)工程 5 山東省招金集團(tuán)夏甸金礦 選礦廠磨礦分級自控系統(tǒng)工程 6 山東省招金集團(tuán)夏甸金礦 選礦廠破碎段自控與供配電系統(tǒng)工程 7 包頭鋼鐵公司選礦廠 磁性系列磨礦分級 自控研究與試驗工程 8 安鋼集團(tuán)舞陽礦業(yè)有限責(zé)任公司 選礦廠磨礦分級自控系統(tǒng)工程 9 金洲集團(tuán)千嶺礦業(yè)有限公司 選礦自動控制系統(tǒng)工程 10 云南地礦資源股份鶴慶北衙金礦 選礦自動控制