DCS系统在3 000 t／d硫化矿选厂的改造和应用

芮鹤松

（云南金鼎锌业有限公司，云南 怒江 673200）

云南金鼎锌业有限公司3 000 t／d硫化矿选矿厂DCS系统由湖南易控自动化工程技术有限公司负责工程总承包，实现对选矿厂生产全过程的自动化控制。该硫化矿选厂DCS系统网络架构分为监控层、控制层和现场设备层三层。DCS系统工艺测控包括破碎筛分、磨矿分级、优先浮选、药剂制备及添加、浓缩脱水、水系统（包括生产水和厂前回水）等部分，在选矿厂设有中央控制室（简称中控室）。通过DCS系统实现工艺过程参数仪器仪表测控、电气及关键设备的运行状态监控、远程控制和联锁保护、选矿厂工业实时数据与厂级局域网客户端的交互等功能［1，2］。

1 项目背景

3 000 t／d硫化矿选厂自2013年12月投产以来，DCS系统偶发故障，未能实现破碎筛分安全联锁系统分段启动、DCS系统未检测旋流器组溢流浓度、浓密机驱动压力数据采集和DCS系统数据显示未能实现共享等问题，为了实现DCS系统生产数据远程显示与控制，能够实时掌握日常生产运行状态，及时下达生产指令实现达产稳产，对现有DCS实施系列改造与完善。

2 技改方案及实施

2.1 工业视频监控

对原矿堆场、格筛、粗碎、3＃皮带、5＃皮带、半自磨以及球磨机附属的稀油站、尾矿输送泵站的尾矿搅拌桶区域和浓密机底流精矿搅拌桶区域增设视频监控点，利用总线通讯的方式，将视频信息及设备运行状态上传至中控室。在中控室可随时查看设备运行状态，掌握设备运行情况、能及时发现各监测点异常，及时组织处理，从而保障设备良好的运行。

2.2 破碎筛分安全联锁

技改前，破碎筛分安全联锁系统和磨矿分级智能优化系统实现自动联锁后，破碎系统停机则磨矿系统必须停机。根据现场实际应用需求，重新设计联锁程序，实现系统分段停机，操作简单、便捷。

同时，根据现场运行情况，增设了顽石仓矿仓雷达料位计，并增设摆式给料机远程变频调节功能，远程调节摆式给料机的频率，从而控制顽石仓的料位，稳定给矿量。

2＃重板下料口、2＃至 3＃皮带下料口和 3＃至 4＃皮带下料口经常出现卡矿，电机电流出现严重过载导致保护器跳闸，需保护器复位才能再次启动。在启动皮带传输过程中，存在着两种状态：分别是单机远程启动和联锁启动。单机远程启动即：前一段皮带未运行时，而后一段皮带仍然可以启动，会造成皮带下料口卡矿、堵塞，半自磨机在非正常停机时，皮带也在给矿，造成半自磨进料口堵矿。停机时也需要逐个点击设备停机。从单机启动的原理可以看出，这种启动方式还是缺乏安全性。现采用皮带联锁一键操作法：即从DCS系统中做出联锁启动，联锁启动和单机启动截然不同，联锁启动系统里运行存在着先后顺序关系，能够有序进行，并将联锁启动和声光报警联系在一起，安全问题得到有效解决。

2.3 旋流器溢流浓度检测和浓密机驱动压力显示

借助DCS系统显示瞬时原矿处理量和磨矿系统的用水量，换算出旋流器组溢流矿浆浓度，并将给矿浓度与现场实测矿浆作对比，根据原矿量和调整水量控制矿浆的浓度和细度，为后续浮选作业提供合格的矿浆［3～5］。

此外，通过增设无线网关无线节点DX70，实现Φ38 m和Φ16 m浓密机驱动压力显示，并通过通讯的方式反馈到DCS系统中。在DCS系统上，可进行远程监控和调节。

2.4 DCS系统数据共享

针对原矿处理量、磨矿系统运行时间（2＃重板给矿机、半自磨机、球磨机、磨矿分级泵等）、脱水系统运行时间（陶瓷过滤机、压滤机、尾矿输送泵等）、程控自动加药机实现自动精准加药及累计等未能在DCS系统显示共享的问题，通过增设相应的仪器仪表，如在线品位分析仪、通讯模块等等，每个工段增设一个I／O子站，并利用现场总线的方式将数据传输至DCS系统，实现DCS系统数据显示及共享，达到随时调出和打印输出的目标，以便于实现生产设备和生产工艺参数进行数据分析对比，做出下一步的部署［6］，DCS系统设计布置图如图1所示。

图1 DCS系统设计布置图

2.5 新增设备

系统优化过程中新增系列设备及仪器仪表，大屏幕显示系统设备名称及规格型号数量见表1，工业视频监控系统设备名称及规格型号数量见表2。

表1 大屏幕显示系统设备名称及规格型号数量

表2 工业视频监控系统设备名称及规格型号数量

3 结 论

1.通过对DCS系统改造，有效降低半自磨矿仓拉空风险，破矿作业组织更合理，降低了岗位操作人员的作业强度，优化了岗位人员的作业时间。通过顽石仓矿仓雷达料位计显示的数值，指导摆式给矿机生产能力的调整，实现摆式给矿机频率的合理调节。

2.DCS系统完善改造后，给矿系统设备故障导致的停机时间明显减少，实现了对设备设施有效的保护，为完成年度生产任务提供保障。同时，通过人工监测的数据与仪器仪表检测数据进行比对校核，实现仪器仪表检测的可靠控制。原矿处理量、磨矿系统运行时间、脱水系统运行时间等实现数据显示与共享，减少故障发现和排出时间，减少人为因素影响，提高设备运转率。

3.DCS系统在公司3 000 t／d硫化矿选矿厂投入使用以来，通过可靠的仪表检测控制、电气与关键设备的运行状态监控、远程控制、联锁保护等功能，不仅大大降低劳动强度和人工成本，而且对稳定生产流程和保证各项技经指标，流程参数及设备运行状态发挥关键性作用，同时为企业管理和技术人员提供稳定可靠的工业数据，有效的指导选矿生产。DCS系统生产数据远程显示与控制，实时掌握选矿厂日常生产状态，有利于生产指令的及时下达和反馈。

4.DCS系统不断完善改造后，系统设备因故障导致的停机时间明显减少，以每月8 h计算，每年可增加开机时间96 h，台时日处理能力逐步趋于稳定，并接近130 t／d设计值，年处理原矿量增加12 000 t，产出锌金属增加648 t，创造经济效益622.08万元。