【正文】 05356857866 傳真： 05356857877 浮硫粗選分 級一段磨礦原礦20 0目 55%一精選 掃選二精選弱磁 粗選硫精礦分 級精 選二段磨礦20 0目 75%強 磁綜合鐵精礦尾礦螺旋 溜槽 圖 4 選別工藝流程圖 羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 25 煙臺金建設計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 控制思想 控制目的 穩(wěn)定磨礦工藝流程，在保證磨礦產(chǎn)品滿足 浮選作業(yè)要求的的基礎上，穩(wěn)定磨礦系列臺時處理能力。 控制因素 在磨礦分級過程中，影響系列處理能力及磨礦產(chǎn)品粒度的因素有：給礦量、礦石粒度及硬度、旋流器沉砂量、磨礦濃度、磨機轉速、介質充填率、襯板狀況及球荷球比等，上述因素的多變性及隨機性，增加了磨礦分級過程控制的難度，經(jīng)過對 羅河鐵礦 選礦廠的磨礦過程分析，選取對 影響磨礦效果比較直接的因素進行檢測和控制：給礦量、給礦水水量、磨機音量、磨機功率、旋流器壓力、旋流器給礦濃度、旋流器泵池補加水水量（球磨排礦水量）等作為檢測數(shù)據(jù)。選取給礦量，球磨機給礦水水量、旋流器泵池補加水水量（球磨排礦水量）、旋流器給礦濃度等作為控制變量，而磨機充填率，磨礦濃度，旋流器溢流濃度作為被控制變量，將其它的變量作為系統(tǒng)的隨機干擾。 羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 26 煙臺金建設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 濃度及進行合理的負荷分配。 （ 1） 磨機充填率 使用功率變送器檢測磨機工作過 程中的 磨機充填率 ， 該信號輸入至主控機參與磨機最佳充填率的控制 ，通過動態(tài)實時調節(jié)給礦量及加球量來保證 磨機充填率 在最佳范圍。 （ 2）必須控制磨機磨礦濃度在最佳磨礦濃度范圍內 由于在球磨機排礦端直接安裝濃度計有困難，通常采用理論計算出一段球磨應添加的給礦水量，以此為依據(jù)控制給礦水量的大小，確保一段磨機磨礦濃度的穩(wěn)定。 （ 3）必須控制旋流器給礦濃度穩(wěn)定在一定范圍內 由工藝過程分析可知，旋流器給礦濃度直接影響分級效率和產(chǎn)品質量，在原礦性質穩(wěn)定、工藝流程穩(wěn)定、設備穩(wěn)定的前提下，粒度和濃度存在一定的線形關系，即濃度小，粒 度細，濃度大，粒度粗，通過在旋流器給礦管道安裝濃度計檢測旋流器給礦濃度，調整泵池補加水量（球磨排礦水量）來保證其穩(wěn)定在一定范圍。 （ 4）必須在保證旋流器溢流濃度穩(wěn)定一定范圍內的前提下，使磨礦系統(tǒng)給礦量最大。 （ 5） 給礦量 在 保證 旋流器 溢流濃度穩(wěn)定在一定范圍 的前提下，對球磨羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 27 煙臺金建設計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 機功率、 磨機音強 進行采樣處理，動態(tài)調整 一、二段 磨機的磨礦負荷，確定最佳給礦量，調整 給礦、集礦皮帶 頻率來調整給礦量的大小。 （ 6）采用軟件（邏輯）、硬件（繼電器）聯(lián)鎖，控制磨礦分級設備的順序啟停。 實現(xiàn)功能 控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)以 下功能： （ 1）在一 定范圍內，控制系統(tǒng)可以根據(jù)礦石性質的變化，自動調整給礦量的大小，保證 球球磨 機在最佳充填狀態(tài)工作。 （ 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， 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 。 （ 3）通過 檢測 磨機 磨機躁音頻譜檢測 、磨機功率及旋流器給礦量等多因 素的控制方案，來保證磨機的充填率在最佳范圍內，使磨機的磨礦效率最高。 （ 4）通過檢測旋流器給礦端、溢流端流量和濃度，計算沉砂量。 （ 5） 浮選藥劑 按進入浮選礦量 自動 添加，浮選液位的自動控制。 （ 6）精礦、尾礦品位的檢 測。 （ 7）主體工藝設備可實現(xiàn)自動聯(lián)鎖及順序控制。 羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 28 煙臺金建設計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 系統(tǒng)控制方案 控制系統(tǒng)組成 按照結構簡單，運行可靠，操作方便的原則，將磨選控制過程分為以下幾個組成部分： ⑴ 磨礦能力的測控 ⑵ 給礦量的測控 ⑶ 球磨機磨礦濃度的測控 ⑷ 旋流器給礦 、溢流 濃度的測控 ⑸ 礦漿泵池液位測控 ⑹ 浮選流程的測控 ⑺ 磁選機給礦濃度的測控 ⑻ 濃密機底流 濃度的測控 ⑼ 主要設備工作狀態(tài)的檢測及安全預警 磨礦能力的測控 （１） 磨礦能力檢測 磨機功率、音強與負荷關系表 圖 5 磨礦負荷關系 趨勢圖 磨機功率 磨機音強 磨機負荷 最佳磨礦區(qū)域 磨機功率 磨機音強 羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 29 煙臺金建設計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 由磨礦負荷關系趨勢圖 5 可以看出，磨機運行過程中，在磨機給礦量小，磨機負荷低時，磨機音強信號高，磨機功率?。浑S著給礦量增加、磨機負荷大時，磨機音強信號降低同時磨機功率消耗增高；達到一定量時，音強信號繼續(xù)降低，但是磨機功率也開始下降。 使用功率變送器檢測磨機工作過程中的磨機負荷，該信號輸入至主控機參與磨機負荷的控制。功率變送器輸出信號的高低與球磨機內磨礦效率的高低正比相關，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，同時可以通過實物標定將磨機『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。當功率信號小于臨界點時，說明磨機具有『脹肚』趨勢，控制過程進入『脹肚』保護部分。 （２） 磨機『脹肚』保護過程 功率信號高于臨界點后又減少，表明磨機負荷發(fā)生變化，既磨機內存礦過多或給礦粒度變粗或礦石硬度變大引起磨機排礦變慢，此時可控制變頻器輸出信號，減少給礦量，直到功率信號回升，接近某個定值后再恢復原給礦量，正常情況下，原給礦量是滿足磨機處理 能力的，導致磨機有『脹肚』趨勢的原羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 30 煙臺金建設計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 因一般是原礦粒度及硬度發(fā)生變化造成的。同時，通過檢測旋流器溢流濃度，既計算旋流器沉砂比，有利于一次球磨機工作狀態(tài)的調整，當一次球磨機工作處于正常狀態(tài)時，旋流器沉砂比相對穩(wěn)定，當磨機有『脹肚』趨勢或礦石性質變硬時，旋流器沉砂量變大；反之，則減小?？捎尚髌鞒辽傲康淖兓m當調節(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。 采用磨機頻譜分析、功率和旋流器沉砂變化來判斷磨機工作狀態(tài)，不僅判斷出磨機負荷、磨機狀態(tài)的變化趨勢，同時也使控制系統(tǒng) 的自診斷、自校正得到了可靠的保證，為控制系統(tǒng)磨礦效率的檢測提供了基礎數(shù)據(jù)；并在其中之一發(fā)生故障時，系統(tǒng)仍能正常工作，起到了兩者的相互保護作用。這一過程是以先進的模糊控制理論為控制基礎和指導思想，模糊控制的輸入為多輸入即磨機嗓音頻譜分析、磨機功率、旋流器沉砂和旋流器溢流濃度等工藝參數(shù)檢測值。多因素的綜合判斷使得磨機狀態(tài)的分析與單一檢測更準確、更及時、更可靠。在單一檢測條件下，一旦設備出現(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，當某一因素的檢測設備或信號檢 測失敗時，其他因素會立即進行補償，保證控制系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。 實物標定可以將磨機『脹肚』趨勢點的音強信號和功率信號以及旋流器沉砂作為『脹肚』信號比較值 即臨界點，當羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 31 煙臺金建設計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 信號高于臨界點時，磨機工作正常，按原定控制過程工作。當信號接近臨界點時，說明磨機具有『脹肚』趨勢，控制過程進入『脹肚』預先處理保護部分。 保護過程：當控制信號接近臨界點，表明磨機內存礦過多或給礦粒度變粗或礦石硬度升高的趨勢發(fā)展，可控制輸出給礦信號減小持續(xù)一段時間，直到檢測信號恢復正常，接近某個定值后再恢復原給礦量。磨機空砸保護的原理與脹肚 保護過程類似。 為了保證控制效果，必須保證球磨機始終運行在磨礦效率較高的狀態(tài)。控制系統(tǒng)通過對功率、音強信號的對比分析以及變化趨勢，確定當前的最佳礦量，當?shù)V石粒度均勻、硬度變小、加球適當時，可以自動調節(jié)臺時處理量高于常規(guī)值。實現(xiàn)自動最優(yōu)給礦。 （３） 給礦量的設定 控制系統(tǒng)通過對磨機功率信號和磨機音強信號進行對比分析，確定系統(tǒng)當前的運轉情況。同時根據(jù)信號的歷史記錄以及趨勢分析來確定系統(tǒng)的礦石性質，主要是礦石易磨程度的變化情況。并根據(jù)磨礦系統(tǒng)的當前給礦量推算出下一時刻磨礦系統(tǒng)的應給礦量，這一過程的連續(xù)工作，就能保證控制 系統(tǒng)穩(wěn)定地工作在最佳磨礦效率內。最佳礦量的模糊推理如圖 6 所示： 羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 32 煙臺金建設計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 磨機功率磨機音強給礦量旋流器沉砂模糊推理最佳給礦量 圖 6 礦量模糊推理示意圖 給礦量的測控 ⑴給礦量的檢測 系統(tǒng)采用皮帶稱對原礦量進行檢測，并輸出 4~20mA 標準信號到控制系統(tǒng)。 ⑵ 礦量的控制 通過皮帶秤主機將給礦量信號轉化為標準信號送至 PLC，參照控制系統(tǒng)設定的最優(yōu)給礦量，自動調整振動電機的頻率，從而控制給礦量的大小。 根據(jù)對磨礦能力的測控，控制系統(tǒng)在 PLC 內自動設定礦量的給定值（在一定范圍內），檢測值為由皮帶秤測定的流量值，比較檢測值與給定值，如產(chǎn)生偏差，超出允許限度，則 PLC 進行調節(jié)控制，并將控制信號輸出至變頻調速器，調節(jié)電機的振動頻率，消除給礦量的偏差。該過程的連續(xù)運行，能保證給礦羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 33 煙臺金建設計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 量維持在最佳給礦點附近，保證磨機始終工作在最佳工況點，從而可以充分發(fā)揮磨機效率，穩(wěn)定磨礦過程，保證產(chǎn)品質量，此控制方法即可保持 PID 控制的無靜差、穩(wěn)定好的優(yōu)點，又具有模糊控制對參數(shù)適應性和調節(jié)速度快的特點。 磨機功率磨機音強旋流器沉砂給礦量模糊推理最佳給礦量PLC可 編程序控制器輸出至變頻器當前給礦量當前給礦量 圖 7 礦量檢測控制原理圖 一、二段磨機磨礦濃度的測控 ⑴濃度的設定值 磨礦濃度的大小影響礦漿的比重、礦 粒在鋼球周圍的粘著程度和礦漿的流動性，直接影響到磨機磨礦合格粒度的比率，對避免礦石的過粉碎，提高磨礦指標至關重要。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分析得到。通常情況下，當原礦粒度較細、硬度較低、羅河鐵礦 選礦全流程自動化控制系統(tǒng)設計方案 34 煙臺金建設計研究工程有限公司 電話： 05356857866 傳真： 05356857877 品位較高、目的礦物結晶粒度較粗時，磨礦濃度可適當降低；反之原礦性質較差時，可適當提高磨礦濃度。這個指標要想通過人工操作來保證穩(wěn)定是很難的，因此，穩(wěn)定磨礦濃度對于提高球磨機的臺時處理能力、保證溢流粒度是極其必要的。 一般閉路磨 礦條件下，磨機給礦是由新給礦和沉砂量組成的，要控制磨礦濃度，就必須控制沉砂