專利名稱：選礦廠磨礦智能分級控制方法及控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及選礦廠磨礦控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種選礦廠磨礦智能分級控制 方法及控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
磨礦工序主要是將礦石經(jīng)過研磨處理成細(xì)粒度級的顆粒，提供給選礦工藝，為選 礦工藝準(zhǔn)備符合選礦生產(chǎn)粒度的原料，是選礦工藝的準(zhǔn)備工序。礦石經(jīng)過物理的研磨、分級 后，顆粒變小到一定的程度，才能達到礦石的單體解離或近似于單體解離，理論上說，磨礦 粒度越細(xì)越有利于選礦工藝的金屬回收和金屬富集。因此磨礦過程是影響選礦生產(chǎn)的關(guān)鍵 環(huán)節(jié)，它直接制約著選礦產(chǎn)品質(zhì)量和金屬回收率。但是磨礦粒度越細(xì)，其能耗越大，磨礦工 藝能耗約占選礦廠整個選礦過程的40%飛0%。因此，在保證磨礦粒度的同時也要盡可能的降 低能耗，節(jié)約原材料。為了提高磨礦效率、節(jié)能降耗、提高精礦品位和回收率和提高選礦廠 的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)磨礦過程的自動控制具有十分重要的經(jīng)濟意義。如

圖1所示，磨礦工藝一般分為兩段研磨和分級。第一段磨礦一般采用自磨或半 自磨方式，將采礦廠運來較大塊的礦石進行初步研磨，研磨后的鐵礦漿通過一段旋流器進 行分級，其溢流流到下一級磨礦，其底流返回到第一段自磨機重新研磨。第二段磨礦采用球 磨方式，將第一段自磨機磨完的鐵礦繼續(xù)研磨，然后通過二段旋流器再次進行分級，其溢流 流到選礦工藝流程，其底流返回到第二段球磨機重新研磨。隨著國際鐵礦石價格大幅度上漲，我國鐵礦石的開采和選別凸顯出越來越大的經(jīng) 濟價值和戰(zhàn)略價值。而磨礦分級的好壞直接影響選礦成品的品位高低，因此磨礦分級智能 分級具有不可忽視的重要作用。然而，目前大多數(shù)選礦廠對磨礦分級部分采取的是簡單的 自動控制，甚至仍然采用人工控制的方法，不僅效率低，而且誤差也較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上面所述問題，提供一種選礦廠磨礦智能分級控制方法，能 更好的提高磨礦分級的效果，從而大大提高生產(chǎn)效率，降低成本。本發(fā)明的另一個目的是提供一種選礦廠磨礦智能分級控制設(shè)備。本發(fā)明的選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于包括下述程序流程
1)控制系統(tǒng)初始化，
2)判斷是否實施給礦量控制，判斷是，則實施給礦量PID控制，
3)判斷否及實施給礦量PID控制結(jié)束，則判斷是否實施給礦水控制，判斷是，則實施給 礦水控制，
4)判斷否及實施給礦水控制結(jié)束，則判斷是否實施排礦水控制，判斷是，則實施排礦水 控制，
5)判斷否及實施排礦水控制結(jié)束，則判斷是否實施旋流器入口礦漿濃度和補加水串級 控制，判斷是，則實施旋流器入口礦漿濃度和補加水串級控制，其中F 球磨機給礦加水量；
6)判斷否及實施旋流器入口礦漿濃度和補加水串級控制結(jié)束，則判斷是否實施泵池液 位控制，判斷是，則實施泵池液位控制，
7)判斷否及實施泵池液位控制結(jié)束，則判斷磨礦是否結(jié)束，判斷是，則磨礦結(jié)束，判斷 否，則返回第1)步，
8)對各工藝設(shè)備進行聯(lián)鎖控制。當(dāng)系統(tǒng)處于所述的聯(lián)鎖控制狀態(tài)時，按照磨礦工藝的流程，實現(xiàn)各工藝設(shè)備的逆 序啟動和順序停車，以及整個系統(tǒng)的緊急停車，同時各工藝聯(lián)鎖設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)鎖停車。例如， 所述的聯(lián)鎖控制為給礦設(shè)備與一段自磨和二段球磨的負(fù)荷量聯(lián)鎖啟動或停止，當(dāng)一段自磨 出現(xiàn)“脹肚”時，控制系統(tǒng)自動停止給礦，當(dāng)“脹肚”解決后，自動恢復(fù)給礦。當(dāng)二段球磨出現(xiàn) "脹肚”時，控制系統(tǒng)也將自動停止給礦，并停止一段自磨運行，當(dāng)“脹肚”解決后，自動恢復(fù) 給礦和自球磨機運行。所謂“脹肚”就是球球磨機內(nèi)礦石過多，使球球磨機不能正常運行。所述的給礦量PID控制為分別將給礦量設(shè)定值、皮帶稱反饋值輸入到PID控制器， PID控制器的輸出量輸出到振動給礦機，給礦量由給礦控制回路進行控制，該給礦控制回路 的機械設(shè)備由皮帶秤和振動給礦機組成，該給礦控制回路的輸出值直接控制振動給礦機的 變頻器，通過變頻器調(diào)節(jié)振動給礦機的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)給礦量，該給礦控制回路設(shè)有手動控 制和自動控制式兩種控制方式，當(dāng)正常生產(chǎn)時使用自動控制方式，在檢修和維護時用手動 控制方式。所述的旋流器入口礦漿濃度和補加水串級控制為分別將礦漿濃度設(shè)定值、礦漿濃 度稱反饋值輸入到一級PID控制器，一級PID控制器的輸出量作為補加水流量設(shè)定值，與補 加水流量反饋值一起輸入到二級PID控制器，二級PID控制器的輸出用于控制補加水流量 調(diào)節(jié)閥，泵池補加水控制是一個閉環(huán)的PID控制回路，此閉環(huán)的PID控制回路是由流量計和 電動閥組成，通過對補加水管流量的反饋值調(diào)節(jié)電動閥門，從而實現(xiàn)控制泵池的補加水量， 泵池濃度控制也是一個PID控制回路，由濃度計與泵池補加水控制回路共同構(gòu)成串級控 制，其主參數(shù)是泵池濃度，副參數(shù)是泵池補加水流量，當(dāng)泵池補加水控制回路和濃度控制回 路同時設(shè)置成自動方式時，此時串級控制開始運行。所述的給礦水控制為球磨機給礦水流量數(shù)學(xué)模型控制，由給礦水控制回路控制， 該控制回路由流量計和電動閥組成，該回路是通過對排水管流量的反饋來調(diào)節(jié)電動閥開度 的大小，從而控制給礦水流量，該控制回路也是PID控制回路，但加水量的設(shè)定值是通過對 球磨機內(nèi)部物料的總量以及含水率等參數(shù)建立數(shù)學(xué)模型，球磨機給礦加水流量計算的數(shù)學(xué) 模型為
權(quán)利要求
一種選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于包括下述程序流程1)控制系統(tǒng)初始化，2)判斷是否實施給礦量控制，判斷是，則實施給礦量PID控制，3)判斷否及實施給礦量PID控制結(jié)束，則判斷是否實施給礦水控制，判斷是，則實施給礦水控制，4)判斷否及實施給礦水控制結(jié)束，判斷是否實施排礦水控制，判斷是，則實施排礦水控制，5)判斷否及實施排礦水控制結(jié)束，則判斷是否實施旋流器入口礦漿濃度和補加水串級控制，判斷是，則實施旋流器入口礦漿濃度和補加水串級控制，6)判斷否及實施旋流器入口礦漿濃度和補加水串級控制結(jié)束，則判斷是否實施泵池液位控制，判斷是，則實施泵池液位控制，7)判斷否及實施泵池液位控制結(jié)束，則判斷磨礦是否結(jié)束，判斷是，則磨礦結(jié)束，判斷否，則返回第1)步，8)對各工藝設(shè)備進行聯(lián)鎖控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于當(dāng)系統(tǒng)處于所述 的聯(lián)鎖控制狀態(tài)時，按照磨礦工藝的流程，實現(xiàn)各工藝設(shè)備的逆序啟動和順序停車，以及整 個系統(tǒng)的緊急停車，同時各工藝聯(lián)鎖設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)鎖停車。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于所述的給礦量 PID控制為分別將給礦量設(shè)定值、皮帶稱反饋值輸入到PID控制器，PID控制器的輸出量輸 出到振動給礦機，所述的給礦量由給礦控制回路進行控制，該給礦控制回路的機械設(shè)備由 皮帶秤和振動給礦機組成，該給礦控制回路的輸出值直接控制振動給礦機的變頻器，通過 變頻器調(diào)節(jié)振動給礦機的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)給礦量，該給礦控制回路設(shè)有手動控制和自動控 制兩種控制方式，當(dāng)正常生產(chǎn)時使用自動控制方式，在檢修和維護時用手動控制方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于所述的旋流器 入口礦漿濃度和補加水串級控制為分別將礦漿濃度設(shè)定值、礦漿濃度稱反饋值輸入到一級 PID控制器，一級PID控制器的輸出量作為補加水流量設(shè)定值，與補加水流量反饋值一起輸 入到二級PID控制器，二級PID控制器的輸出用于控制補加水流量調(diào)節(jié)閥，泵池補加水控制 是一個閉環(huán)的PID控制回路，此閉環(huán)的PID控制回路是由流量計和電動閥組成，通過對補 加水管流量的反饋值調(diào)節(jié)電動閥門，從而實現(xiàn)控制泵池的補加水量，泵池濃度控制也是一 個PID控制回路，由濃度計與泵池補加水控制回路共同構(gòu)成串級控制，其主參數(shù)是泵池濃 度，副參數(shù)是泵池補加水流量，當(dāng)泵池補加水控制回路和濃度控制回路同時設(shè)置成自動方 式時，此時串級控制開始運行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于所述的給礦水控 制為球磨機給礦水流量數(shù)學(xué)模型控制，由給礦水控制回路控制，該控制回路由流量計和電 動閥組成，該控制回路是通過對排水管流量的反饋來調(diào)節(jié)電動閥開度的大小，從而控制給 礦水流量，該控制回路也是PID控制回路，但加水量的設(shè)定值是通過對球磨機內(nèi)部物料的 總量以及含水率建立數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)模型計算得出，并且只有當(dāng)該控制回路在自動運 行狀態(tài)下，才能使用數(shù)學(xué)模型計算得出的設(shè)定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于所述的給礦量控 制為給礦量和其它參數(shù)的模糊控制，模糊控制系統(tǒng)根據(jù)球磨機的運行狀態(tài)自動調(diào)整給礦量 和其它參數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)處于模糊控制時，控制系統(tǒng)將自動根據(jù)球磨機的功率及其變化規(guī)律，判 斷球磨機的運行狀態(tài)，即當(dāng)功率增加，球磨機內(nèi)的磨礦量變大，此時應(yīng)減少球磨機給礦量的 設(shè)定值，從而使球磨機內(nèi)的磨礦量達到要求的范圍內(nèi)，反之當(dāng)功率減少，球磨機內(nèi)的磨礦量 變小，此時應(yīng)增加球磨機給礦量的設(shè)定值，從而使球磨機內(nèi)的磨礦量達到要求的范圍內(nèi)，模 糊控制狀態(tài)下，根據(jù)生產(chǎn)情況，每隔一段固定的時間改變一次設(shè)定參數(shù)，相隔時間應(yīng)根據(jù)現(xiàn) 場實際生產(chǎn)情況定為每25 35分鐘調(diào)整一次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1述的選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于所述的聯(lián)鎖控制為 給礦設(shè)備與一段自磨和二段球磨的負(fù)荷量聯(lián)鎖啟動或停止，當(dāng)一段自磨出現(xiàn)“脹肚”時，控 制系統(tǒng)自動停止給礦，當(dāng)“脹肚”解決后，自動恢復(fù)給礦，二段球磨出現(xiàn)“脹肚”時，控制系統(tǒng) 也將自動停止給礦，并停止一段自磨運行，當(dāng)“脹肚”解決后，自動恢復(fù)給礦和自磨機運行。
8.根據(jù)權(quán)利要求5述的選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于所述的數(shù)學(xué)模型為
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的選礦廠磨礦智能分級控制方法，其特征在于所述的模糊控 制為實現(xiàn)球磨機給礦量的自動控制，相關(guān)參數(shù)包括球磨機的電流、球磨機的給礦量、球磨機 返砂量，控制系統(tǒng)自動根據(jù)球磨機的功率及其變化規(guī)律，判斷球磨機的運行狀態(tài)，即當(dāng)功率 增加，球磨機內(nèi)的磨礦量變大，此時減少球磨機給礦量的設(shè)定值，從而使球磨機內(nèi)的磨礦量 達到要求的范圍內(nèi)，當(dāng)功率減少，球磨機內(nèi)的磨礦量變小，此時應(yīng)增加球磨機給礦量的設(shè)定 值，從而使球磨機內(nèi)的磨礦量達到要求的范圍內(nèi)，模糊控制狀態(tài)下，根據(jù)生產(chǎn)情況，每隔一 段固定的時間改變一次設(shè)定參數(shù)，相隔時間應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況定為每25 35分鐘 調(diào)整一次。
10.一種用于權(quán)利要求1所述的選礦廠磨礦智能分級控制方法的設(shè)備，其特征在于包括上位機，通過工業(yè)以太網(wǎng)與此上位機相聯(lián)接的下位機，通過控制網(wǎng)與此下位機相聯(lián)接的 檢測儀表、執(zhí)行機構(gòu)，組成集檢測、控制、監(jiān)控管理功能于一體的控制系統(tǒng)，所述的下位機為PLC系統(tǒng)，包括電源模塊，與此電源模塊相聯(lián)接的CPU，分別與此電源 模塊、CPU相聯(lián)接的、并列設(shè)置的一組I/O模板，所述的檢測儀表包括給礦流量檢測儀表、給礦水流量檢測儀表、排礦水流量檢測儀表、 泵池補加水流量檢測儀表、球磨機軸承溫度檢測儀表、泵池液位檢測儀表、旋流器入口濃度 檢測儀表，所述的執(zhí)行機構(gòu)包括設(shè)備啟動/停止機構(gòu)、變頻調(diào)速機構(gòu)、閥門調(diào)節(jié)機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及選礦廠磨礦控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種選礦廠磨礦智能分級控制方法及控制設(shè)備。控制方法包括下述程序流程控制系統(tǒng)初始化，判斷是否實施給礦量控制，實施給礦量PID控制，判斷是否實施給礦水控制，實施給礦水控制，判斷是否實施排礦水控制，實施排礦水控制，判斷是否實施旋流器入口礦漿濃度和補加水串級控制，判斷是否實施泵池液位控制，實施泵池液位控制，判斷磨礦是否結(jié)束，磨礦結(jié)束，判斷否返回，對各工藝設(shè)備進行聯(lián)鎖控制。設(shè)備包括上位機、下位機、檢測儀表、執(zhí)行機構(gòu)。本發(fā)明使系統(tǒng)具有控制精度高，調(diào)節(jié)速度快、抗干擾能力強、穩(wěn)定可靠等特點。實時準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)操作參數(shù)，提高磨礦分級的工效和產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號G05B19/418GK101950171SQ20101028489
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者劉海明, 姜珊, 張強 申請人:中冶北方工程技術(shù)有限公司