離心機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)

楊文龍，陸榮雙，李華杰，歐陽健強(qiáng)，趙志剛

(1.贛州有色冶金研究所，江西 贛州 341000；2.江西理工大學(xué)，江西 贛州 341000； 3.贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司，江西 贛州 341000)

我國礦產(chǎn)資源豐富，但隨著逐年開采，多數(shù)礦山已進(jìn)入貧礦期。因此，對貧礦、尾礦的回收與綜合利用，是提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的主要措施之一。離心選礦機(jī)是細(xì)粒礦物有效的分選設(shè)備，廣泛用于多種重金屬礦泥的選別。離心機(jī)具有投入和運(yùn)營成本低的特點(diǎn)。但是，對控制要求高、管理要求高，使該設(shè)備在選礦行業(yè)大量應(yīng)用受到限制，從而造成資源損失，成本增高，能源浪費(fèi)等現(xiàn)象。針對離心機(jī)的使用現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了一套離心機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)，旨在提高選礦設(shè)備——離心選礦機(jī)的設(shè)備性能，從而提高產(chǎn)品效率，節(jié)能降耗，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，增加企業(yè)競爭力。

1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

離心機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器(PLC)、觸摸屏(HMI)、外圍電路和設(shè)備組成。該系統(tǒng)用于離心機(jī)選礦過程的給料、排礦漿的擺斗和沖礦電磁閥順序動(dòng)作的自動(dòng)控制?？刂葡到y(tǒng)還配置了檢測裝置，可跟蹤離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓、擺斗和電磁閥的工作狀態(tài)，并進(jìn)行邏輯判斷，有異常情況時(shí)能及時(shí)報(bào)警。運(yùn)行中所有的工藝參數(shù)及運(yùn)行中的情況，通過遠(yuǎn)程傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理?？刂葡到y(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 控制系統(tǒng)功能及工作原理

該控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)離心機(jī)組生產(chǎn)過程智能化順序控制，動(dòng)作檢測和故障報(bào)警以及運(yùn)行工況的綜合監(jiān)測。

2.1 工作參數(shù)設(shè)置

離心機(jī)的工作時(shí)序是決定分選效果重要的工作參數(shù)之一，高精度、智能化的控制系統(tǒng)是離心機(jī)長期穩(wěn)定工作的基本保證。

系統(tǒng)開啟后，離心機(jī)上下擺斗、電磁閥均處于復(fù)位狀態(tài)(靜止)，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓電機(jī)啟動(dòng)后，控制系統(tǒng)程序開始計(jì)時(shí)，然后根據(jù)作業(yè)要求完成進(jìn)礦、推斗、沖礦、復(fù)位等順序動(dòng)作。各順序動(dòng)作時(shí)間，在觸摸屏或遠(yuǎn)程監(jiān)控界面上均可根據(jù)工藝要求任意設(shè)定和在線修改。

圖1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 動(dòng)作檢測及報(bào)警

離心機(jī)有進(jìn)料斗、電磁閥和出料斗等動(dòng)作部件，在每一個(gè)工作周期循環(huán)工作，動(dòng)作頻繁，是極其容易出故障的地方。如果出現(xiàn)料斗卡住或電磁閥不工作，則產(chǎn)生精礦、尾礦分離不清，嚴(yán)重影響選礦收率。采用檢測和報(bào)警功能后，現(xiàn)場工作人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障。

2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控

離心機(jī)常常是多臺機(jī)組同時(shí)工作，為提高生產(chǎn)和管理效率，采用遠(yuǎn)程監(jiān)測。管理人員可在中央監(jiān)控室監(jiān)控各機(jī)臺的工作狀況、修改運(yùn)行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)即時(shí)處理。

當(dāng)一套控制系統(tǒng)同時(shí)控制多臺離心機(jī)工作時(shí)，自控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算各臺離心機(jī)的延遲時(shí)間，保證一個(gè)工作周期內(nèi)平均分配礦漿分配器中的料量，使整個(gè)離心機(jī)組平穩(wěn)工作，實(shí)現(xiàn)離心機(jī)組生產(chǎn)過程智能化順序控制。

3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用SIEMENS編程軟件STEP 7 Micro/WIN4.0進(jìn)行系統(tǒng)程序開發(fā)，觸摸屏采用SIMATICProTool/V6.0進(jìn)行組態(tài)。系統(tǒng)程序運(yùn)行可靠，畫面設(shè)計(jì)簡單明了、界面友好、操作方便，便于操作人員正確地進(jìn)行操作。圖2～圖7是控制系統(tǒng)(以控制6臺離心機(jī)為例)幾個(gè)主要畫面。

圖2 工作參數(shù)設(shè)置畫面

圖3 系統(tǒng)檢測與管理畫面

圖4 報(bào)警管理畫面

圖5 動(dòng)作抽檢畫面

圖6 動(dòng)作狀態(tài)觀察畫面

圖7 遠(yuǎn)程控制畫面

4 系統(tǒng)優(yōu)勢

采用PLC控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)原理控制系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)勢：

1)適應(yīng)工藝性強(qiáng)?？蓪?shí)現(xiàn)不停車，隨原礦品位高低的變化，根據(jù)選礦工藝要求及時(shí)修正每一臺離心機(jī)的給礦時(shí)間、斷礦時(shí)間、沖水時(shí)間、復(fù)位時(shí)間，從而能達(dá)到獲得最佳選礦回收指標(biāo)的選礦周期。

2)能及時(shí)跟蹤離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓、擺斗和電磁閥的工作狀態(tài)，有異常情況能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

3)由于自控系統(tǒng)具有故障識別功能，運(yùn)行期間始終跟蹤離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓、進(jìn)料口、下擺斗和電磁閥的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)警、關(guān)斷進(jìn)料口，避免了精、尾礦分離不清，確保了離心選礦過程的回收率。與此同時(shí)，也告知工作人員故障機(jī)臺號和故障部位，以便及時(shí)檢查維修。

4)控制系統(tǒng)操作簡單、控制直觀。

5)各臺離心機(jī)的工作參數(shù)、動(dòng)作狀態(tài)均可在自動(dòng)控制柜的顯示屏上或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上進(jìn)行調(diào)整、修改和觀察。故障點(diǎn)可由顯示屏直觀地予以顯示，解決了多臺離心機(jī)同時(shí)工作時(shí)，作業(yè)人員需不斷巡查、人為觀察各離心機(jī)工作狀況、工作量大、需極強(qiáng)的責(zé)任心等問題，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和確保設(shè)備、人員的安全生產(chǎn)，提高了企業(yè)現(xiàn)代化管理水平。

5 結(jié)論

隨著離心機(jī)自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)，帶來生產(chǎn)效率的提高，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于產(chǎn)品回收率的提高，使生產(chǎn)成本大大降低。提高綜合節(jié)能效果后，可大大降低電耗。大大提高了產(chǎn)品的技術(shù)水平，提升其市場競爭力。目前，該系統(tǒng)已在鐵山垅鎢礦投入使用，其效果良好，同時(shí)對黑鎢礦山的推廣使用離心選礦機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)來提高鎢回收率具有借鑒意義。

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