尾矿工艺中自动控制系统的改进
2015-10-31孟召磊温博杜静
孟召磊 温博 杜静
（内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头 014080）
尾矿工艺中自动控制系统的改进
孟召磊 温博 杜静
（内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头 014080）
尾矿处理是对尾矿中的水分进行回收，并将高浓度的尾矿进行膏体堆放。即能节约工业生产用水，又能减少堆放空间。系统自动控制的改进从而减少了运行人员的工作量，提高设备自动化水平。本文针对尾矿自动控制系统中的程序和控制思想方面做了一些改进，使自动控制可以更好地作用于生产，对尾矿控制系统做了进一步完善。
尾矿 PLC 控制系统
尾矿是选矿中分选作业的产物之一，其中有用目标组分含量最低的部分称为尾矿。实现尾矿的合理排放，是矿产资源得到充分利用和保护生态环境的需要。尾矿处理工艺一般采用高浓度干堆法：浓度较低的尾矿经中心传动高效浓缩机加絮凝浓缩后处理后，浓度达到45%～50%，之后由矿浆输送管道输送到二次浓缩泵站，经深锥浓缩机，处理后浓度到73%以上，由隔膜泵加压输送至尾矿坝进行排放，尾矿坝设有集水池对渗透水进行回收利用。
1 尾矿絮凝剂控制系统的改进
尾矿工艺包含絮凝剂系统，为在浓密机运转过程中，加入絮凝剂，使得矿浆沉降，清水溢流等作用，在尾矿工艺过程中起到承上启下的作用，至关重要。巴润矿业公司絮凝剂投加系统为罗克韦尔自动化自带控制系统采用台达PLC与触摸屏组态，通过水和絮凝剂（药）按一定的配比加工成为固定浓度的絮凝剂。在使用过程出现过很多问题，诸如加水系统故障出现加药浓度减低，导致浓密机跑浑的现象发生，搅拌电机运转时间不够等等。自动化维护人员结合现场实际情况针对于控制程序做了相应优化：
（1）增加进水流量报警：当系统罐体内絮凝剂液位达到警戒高度，制药停止的情况下，通过在制药进水管道处的流量计仍能检测到水流量信号，把水流量信号接入岗位监控电脑则进行报警；
（2）搅拌电机运转时间的改进：由于搅拌电机长期运行会导致电机过热，从而烧坏电机，根据生产工艺，现将搅拌电机运行时间设置为可控，由岗位根据现场温度和制药剂量自己设定搅拌时间和停止时间，系统制药时搅拌电机运行，系统停止时，自动执行运行和停止时间。合理搅拌，电机不发热，同时节能。
2 液位联锁控制系统的改进
尾矿二次浓缩回水系统通过三台回水泵将回水泵池中的循环水打至磨浮系统中再利用，控制系统采用丹东6221+西门子s7-300PLC +wincc6.2组态控制系统。原设计为岗位手动控制，现在泵池处安装丹东6221液位计，设置高低限位，当液位低于下限设定值时，液位计输出开关量点，接入水泵电源控制，回水泵自动跳停。当液位高于上限设定值时，回水泵自动启动。通过改进后回水泵池发生抽空、水位过高的现象明显减少，回水量稳定平衡，循环水系统的感到很好的改善，岗位操作量明显降低。
3 尾矿流量控制优先于浓度控制
尾矿二次浓缩浓缩机工艺流程为：一次浓缩将尾矿浓度为30-40%的尾矿通过管道打至二次浓缩Ø 20×18高效浓密机进行再次浓缩。原控制思想为单独的浓度控制，由于现场距离一二次较远，矿浆量较大，对于工艺指标的检测和调节存在严重滞后，因此，浓度控制容易造成矿浆流量波动、管道压力不均衡等问题。
自动化维护人员进行如下优化：通过在线浓度计、流量计和压力计等监测，返回实时数据，输入到PLC进行分析比较，控制底流泵的频率大小来调节流量大小。流量控制优先浓度控制，设定流速期望值，系统通过PID调整泵速来改变流速。同时通过浓密机罐底压力来综合判断现场浓密机运转状态。
在此过程中提高了浓密机的利用率，排尾效果明显改善，管道负荷受力均匀，磨损降低，保证了设备运行的稳定性和操作的便利性。
4 尾矿西门子S7-300的web数据发布系统
由于尾矿一次二次浓缩与中控制之间的距离较远，数据通讯不方便，存在沟通不明朗的现象，自动化维护人员通过在原有光纤的基础上建立数据通讯，通过西门子wincc6.2系统的WEB组态发布功能，将尾矿一次二次浓缩数据通过以太网的方式，传输到中控室，在中控室以浏览器的方式进行浏览，并且只赋予其观察权限，屏蔽操作权限，明确责任。
通过此项的优化改进，使得中控室-一次浓缩-二次浓缩之间建立了已做数据桥梁，实现数据在线检测，同步数据沟通，达到对生产沟通的目的。
5 总供水cimplicity WEB数据发布系统
总供水泵站在工艺流程中的作用十分关键，关系到选矿用水，如浊环水、净水、水封水、新水的控制，可以说是选厂水系统的心脏。由于原控制系统与磨浮控制系统合并，统一在中控室操作管理，但由于此项操作权限在中控室存在很多弊端，诸如：不了解现场实际情况，不能及时进行针对化操作、等一系列问题，因此应做优化。
通过分析实际情况，自动化维护人员通过对现场进行优化改造，以局域网为媒介，作为数据传输的硬件，走WEB发布的方法，通过TCP/IP协议进行数据传输，将造作控制权赋予总供水泵站岗位。达到优化改进的目的。同时，在中控室界面保留观看权，屏蔽操作权限。
通过此项改进，进一步加强了控制系统与现场实际相结合的能力，切实解决生产中遇到的缺点，提高了劳动效率。
6 尾矿系统手动阀的整改
尾矿系统管道上使用的手动阀门，岗位人员在工作中因手动阀门管径大，人员操作时转不动操作手柄，而且手动操作时间长，劳动作业强度大，作业效率低的问题，现在已将尾矿管道使用的多数手动阀门改为电动阀门控制，岗位人员切换管道时操作得到了方便，提高了效率。
7 结语
尾矿自动控制系统改进后，能够高效、精确的保证矿山的持续稳定生产，避免了多发生产事故，经济效益明显，提高了安全性，减少了岗位的劳动强度，提高自动化水平。
［1］孔祥波.化工生产控制自动化及仪表研究［J］.甘肃科技，2009，（03）：8-10.
孟召磊（1987—），男，内蒙古巴彦淖尔人，助理工程师，本科，研究方向：自动化；温博（1988—），男，内蒙古巴彦淖尔人，技术员，本科，研究方向：自动化；杜静 （1987—），女，内蒙古巴彦淖尔人，本科，研究方向：自动化。
