自动化控制在东山选矿中的应用

郑玉根,曹开翔

(马钢自动化信息技术有限公司　安徽马鞍山　243000)



自动化控制在东山选矿中的应用

郑玉根,曹开翔

(马钢自动化信息技术有限公司安徽马鞍山243000)

摘要：主要介绍了马钢集团南山矿业公司东山选矿车间选矿的自动控制，针对东山选矿磨矿分级实施自动控制可以稳定分级溢流力度，提高精矿品味，同时可以提高精矿的产量，为下道工序提供有力条件。这套自动控制系统主要是东山选矿厂三段磨选改造部分进行自动化控制，改造工程主要针对是南山矿的极贫矿的利用。

关键词：自动化;控制;PID;水位;压力

1　概况

这次工程主要是针对马钢南山矿业公司极贫矿的利用，提质降杂提高选矿的品质。一般来讲，磨选矿中立磨投资成本大、以及生产成本高，它决定了东山选矿厂的生产经济技术指标，因而，这次东山选矿厂技改工程引进磨选自动控制系统，利用先进的控制技术，对磨选矿系统影响多、变化复杂的因素进行自动控制，对生产稳定、提高产量质量、提高选矿过程作业各项指标、提高选矿效率有着现实实用价值。

磨选生产过程中要求给矿量要稳定，但实际生产过程中，给矿量受上一级生产的影响一般不能稳定，同时要稳定生产负荷和旋流器的压力，这就就要求同时控制补水量和旋流器的阀开关，来保证给矿的浓度。以实现最佳的作业指标和生产效率。(图1)

图1　生产流程图

2　方案设计

马钢集团南山矿业公司极贫矿利用-东山选矿厂提质降杂技改工程自控系统根据选矿工艺和生产要求，我们把系统分解为三个控制子系统，即渣浆泵给矿控制、泵池液位、选矿控制等子系统。

2.1液位系统控制设计

本来给矿池主要控制矿浆的浓度，由于投资有限，没有采购浓度计，主要靠工艺上来补偿， 一般而言，如给矿池的给矿浆基本稳定，系统按比例进行补加水控制，就可以保证给矿池得矿浆的浓度，但是上一级生产的矿浆输送矿池，由于来料矿浆由不同的厂矿输送过来，这就造成了来料的不稳定。为了给矿池的液位和给矿池的矿浆的浓度。当靠补加水不能保持矿池的液位，但还要保持旋流器的压力，就关旋流器的的气阀来保证矿池得液位和旋流器的压力。

在正常的生产过程中，除了给矿外还有旋流器经立磨的返回矿浆，现在国内的选矿厂还无法安装流量计和浓度计对经立磨返回矿浆进行检测。所以给液位控制带来的难度。

系统工作手动时，按当前的设定比例进行补水。当工艺给出液位时，系统进行PID调节，自动保持矿池的水位，当安装在补水管道的电动阀开到最大时，仍然不能保持液位时，说明上一级的给矿浆不足。

2.2给矿系统控制设计

为了稳定旋流器的压力，根据旋流器的检测压力对每台给矿机进行变频调节。以前是根据人工观察旋流器溢流，靠现场跟定变频的频率来控制给矿量，这样给矿量波动比较大，难以稳定，旋流器的选矿效果比较差。

在实际生产过程中，生产要求给矿渣浆泵能根据设定时间进行切换，以免给渣浆泵给矿口长期不给矿造成给矿口结矿，以前由于操作工的原因造成“结矿”故障时有发生，给生产带来了不利影响。为了保持矿池不结矿，当给矿机运行一段时间后，则按照设定时间自动切换到另外一台备用设备给矿渣浆泵。

2.3选矿控制系统设计

控制系统通过工业以太网 与旋流器设备自带的PLC系统进行通讯，在操作站实现旋流器运行状态显示及气阀远程控制。同时根据工艺流程实现永磁筒式磁选机的远程启停、运行状态显示及故障报警。

3　系统实现

3.1网络结构

控制PLC系统仅对东山选矿厂增加三段磨选改造部分进行控制，考虑到是改造工程，在设计时本着经济实用的原则，选用西门子S7-300系列CPU，在此基础上根据工艺需要进行自控系统设计和系统配置；为了保证自控系统的稳定性PLC系统、操作员站与现场仪表由UPS统一供电；选择ET200模块作为远程I/0，CPU与远程I/0之间通过PROFIBuS—DP接口通讯。在PLC上安装以太网讯处理模块，以便操作计算机两台(操作站1和操作站2)进行通讯。

控制PLC系统和旋流器、立磨通讯采用以太网通讯。旋流器本身自带s7-200控制器，以满足旋流器自身的控制，为了远程控制旋流器，以及对旋流器的控制实时性不是很强，采用以太网通讯，读取旋流器的状态和对旋流器的控制。对立磨控制实时性很强，采取了启停采用硬线控制，状态采用以太网通讯进行读取。

3.2人机接口(HMI)

主要实现自控系统的人机接口功能，包括：电气设备启/停及显示，各设备状态和电气参数的动态显示及工艺参数的人工调整，故障报警与记录等。人机接口配置两台高性能工控机操作站，放置于操作室内。图形软件采用WINCC监控软件，具有实时监控，历史趋势图，报表，故障信息，良好的人机界面，丰富的图形库，过程控制功能块，数学函数等功能。

3.3PLC系统

采用西门子公司PLC S7-300系列高性能产品。其配置灵活，特点突出；即使在恶劣、不稳定的工业环境下，全封闭的模板依然可正常工作；功能强、速度快，工作稳定。同时，配有品种齐全的功能模板，充分满足用户各种类型的现场需求；强大的ProfiBus-DP通讯及工业以太网通讯功能。

4　结束语

该系统已经在马钢集团南山矿东山选矿厂已经成功运行数月，采用液位控制和给矿压力控制，有效的控制了旋流器的压力以及给矿浓度，提高了作业指标，大大降低了操作工的劳动强度。系统采用以太网通讯降低了成本，采用了可视化监控画面，直观、可操作性强。

参 考 文 献

[1]李德军.选矿过程自动化系统 [J].黄金,2001,22(8):24-26

[2]陈夕松等.现场总线技术在选矿自动控制系统中的应用[J].电气传动.2005,35(3):52-54

[3]肖睿等.简述自动控制在选矿中的应用与研究 [J].科技资讯,2012(11):93-93

收稿日期：2016-01-23

作者简介：郑玉根(1980-)，男，马钢自动化信息有限公司，工程师。合肥工业大学自动化控制专业毕业。

中图分类号：TP273:TD92

文献标识码：B

文章编号：1672-9994(2016)01-0021-02

Application of Automatic Control in Dongshan Concentrator.

ZHENG Yu-gen,CAO Kai-xiang

Abstract：This paper mainly introduces the automatic control of Masteel group Nanshan mineral company Dongshan dressing workshop dressing, in Dongshan concentrator grinding and classification control can stabilize the graded overflow efforts, improve the grade of concentrate, and can improve the concentrate yield, to provide the powerful condition for the next process. This automatic control system is mainly Dongshan concentrator three stage grinding part of the transformation of automation control, improvement project is mainly aimed at the Nanshan Mine ultra lean ore utilization.

Key words：automation control;PID;level;pressure