選礦廠磨礦電氣控制系統分析及解決方法

陸經玉

【摘 要】隨著電氣自動化技術的進步和發展，選礦廠磨礦工藝不斷更新，電氣控制系統被廣泛應用。本文從磨礦電氣控制系統組成、運行原理等方面進行全面剖析，并分析該系統在運行過程中出現的各種問題，并提出了相應的解決方法，以實現保護磨機軸瓦，減少設備故障發生，穩定磨礦的生產，提高生產效率等效用。

【關鍵詞】選礦；磨礦；電氣控制系統

當前，我國選礦工業發展迅速，逐步由傳統粗放生產轉向精細化生產，但工業電氣化、自動化水平和國外仍存在一定的差距。目前，在選礦廠生產工藝中，磨礦是其電耗最高的一個環節，在其建設投入和費用方面占據較大比例[1]。另外，磨礦也是影響選礦廠生產效益的重要因素，因此必須做好磨礦分級方面的工作。本文主要探討了磨礦電氣控制系統的構造及原理，并分析其運行問題和解決對策。

1.磨礦電氣控制系統的探析

1.1系統的構造

磨礦電氣控制系統的構造，其為控制磨礦的關鍵系統，同時也是生產員工操作工藝的重要依據。生產員工把人工化驗的二次溢流濃細度指標作為基準，并結合皮帶電子秤的相關數據，再對擺式給礦機的給水和下礦情況進行有效調節，以此實現恒定給礦、按比給水及提升二次溢流濃細度達標率的目標，進而確保降磷及脫硫等效果。

1.2系統運行原理

磨礦電氣控制系統中主要包括同步機勵磁裝置、磨機潤滑油站等子系統構成，具體情況如下：

（1）磨機潤滑油站。首先將二段球磨裝置開啟，然后開啟一段棒磨，此過程為啟動該油站的低壓泵，在0.5min后2臺高壓泵會自行運轉，通過高壓油將磨機筒體順利頂起，同時在軸瓦間構成油膜[2]。此時可將同步機開啟，10s之后會自動往同步機轉子注入勵磁，當同步機順利開啟后，同時啟動離合器工壓在0.65MPa以上，將電磁閥開啟，離合器開始運行，同步機會帶動磨機轉動，噴油系統以1次/h往大齒輪噴射潤滑油，10min后2高壓泵自動停運。最后，逐一開啟給礦、集礦等方面的設備，達到磨礦生產。

（2）同步勵磁裝置。該系統主要由回路和控制兩個部分組成。其中，主回路負責整流及滅磁兩項功能[3]。應用三相全控橋對硅整流進行控制，滅磁則使同步機運行時竄入一定電阻，確保同步機啟動特性，啟動后自行切斷電阻；控制的主控部分是87C51單片機，主要進行開啟頻率測試、脈沖形成及運行故障處理等功能。

（3）電氣聯鎖與繼電保護。磨礦是一項流水線式操作，每臺工藝設備的運行和停止是有先后順序的，而這需要繼電保護和電氣聯鎖來保障設備安全，降低故障對生產的影響力。

另外，繼電保護主要由氣壓保護、油溫保護、油壓保護、勵磁故障保護等系統構成，每個保護系統的構造、運行及功能上存在較大差異，均是針對磨礦系統中可能出現故障類型予以保護，確保磨礦生產的順利進行。

（4）氣動離合器與慢速轉動系統。供氣管路是氣動離合器的重要部件，主要由2個壓力控制器組成，1號控制器負責貯氣罐泄壓之后的壓力控制，該壓達到0.05MPa以下才會使主機開啟；2號控制器負責貯氣罐的運行壓力的控制，范圍在0.65到0.75MPa，才可使氣動離合器、氣囊、同步機等帶動磨機運行，實現生產。慢速運轉是通過電機拖動慢速傳動機構，使磨機運行，其作用達成電動盤車，方便檢修，減少勞動量，確保生產安全[4]。

（5）磨機軸瓦保護系統。該系統以時間來劃分為啟停和運行兩個過程。啟停時，高壓泵運行，其實磨機的運轉前期處于懸浮環境，以減少壓力，減少摩擦；運行中則對油箱、回油溫度及出口溫度進行監測，并給以油箱冷卻處理，確保油溫在30到45℃，如低壓泵壓在0.05MPa以下或者出口油溫在55℃以上，則會自動停止運轉，確保磨機軸瓦的安全。

2.電氣控制系統運行中存在的問題

磨礦電氣控制系統在實際運行生產過程中，往往會出現不同方面的問題，主要有：（1）加球或加棒間隔時間過長，操作量大，經常會引起運行參數的突變，特別是加棒機，由于缺少科學合理的機械傳動結構和先進的電控模式，不利于生產。（2）由于無在線濃度、顆粒的檢測裝置，因此對磨礦生產中主要的運行參數無法做到實時性檢測，比如上礦量、返礦量等，使生產員工需要掌握的大部分參數無法在機旁得到實時顯示，只能憑生產經驗，影響選啥質量和效果。（3）高位料倉料位無自動化監測和數據顯示，每系中存在3到5個下礦口，使得無法有效實現擺式給礦機的良好切換。雖有皮帶秤計量，但給礦量仍為人工實現，難以保證恒定的入礦量，給生產調度帶來一定的困難。（4）磨機油瓦軸的溫度等情況均為人工監測，主要依靠生產經驗來判斷，很難確保磨機保護的實時性。

3.解決磨礦電氣控制系統運行問題的方法

3.1引進并應用計算機控制技術

選礦廠在磨礦生產中，應積極引進和應用可編程控制、計算機控制等自動控制技術，并結合自身磨礦生產的既有工藝，創建科學合理的數學分析模型。對磨礦生產中的關鍵參數進行嚴格控制，并對其他參數進行實時有效的監測，實現軟件的最大化控制，進而實現磨礦生產過程的全自動化，數據傳輸遠程化，畫面即時異地查看等，從而達到保護磨機生產設備，減少設備故障發生，提升整個系統的穩定性。

3.2積極應用MCS系單片機

在磨礦電氣控制系統中最為關鍵的組成是同步機勵磁系統和潤滑油站，所以要應用性能良好的MCS系單片機，以此改進勵磁控制，實現啟動頻率的有效監測、脈沖形成及故障及時處理等效用。如此，不但可減少勵磁系統的故障發生，還能確保同步機的穩妥運行。可通過編程控制系統對潤滑油站進行改進，減少使用繼電器，優化控制線路，促進電氣控制系統的發展。

3.3應用超聲波料位儀進行檢測

可通過超聲波料位儀對礦倉進行有效檢測，同時配合自動化控制系統，實現擺式給礦機有料交替切換、斷料示警等效用，同時應用變頻技術對擺式給料機、二級分料機等進行變頻，實現良好的入礦和返礦等方面的控制，確保給礦的穩定性，提升二次溢流細度的達標率。同時，可應用傳感器來實時監測磨機軸瓦的溫度等情況，對其進行有效保護。

3.4優化各項檢測達成實時顯示

應對給礦量、上礦量及二次溢流濃度和細度等進行有效檢測，以實現機旁控制系統能夠實時性顯示，進而給予生產員工提醒，讓其進行調整，將磨礦生產相關的技術參數進行優化，進而實現提升磨機的生產量，降低電耗的目標。除此之外，還應對加球機的傳動系統和電氣控制系統給予技術改進，達到定時、定量的加球，以滿足生產技術要求。

4.結語

目前，選礦廠磨礦生產中的電氣控制系統，雖然提高了生產效率，但在使用中仍存在不足，需要給予改進，尤其是高、低潤滑油站和勵磁系統的改進，要促進電氣控制的合理化和科學化發展。因此，管理人員應該充分認識到電氣控制系統的不足，采取積極有效的措施完善電氣控制系統，實現最優化生產，提高磨礦生產的效率，保障生產的安全性和可靠性。 [科]

【參考文獻】

[1]邢真武.球磨機控制系統的研究與設計[D].江西理工大學，2011，（6）：16-19.

[2]石立，張國旺，肖驍等.金屬礦山選礦廠磨礦分級自動控制研究現狀[J].有色金屬，2013，11（7）：44-47.

[3]趙通林，陳中航，徐曉閣等.選礦廠磨機的效能管理問題[J].遼寧科技大學學報，2013，36（06）：169-171.

[4]羅小燕，林和榮.預磨機模糊控制系統的設計與實驗[J].金屬礦山，2012，（08）：118-122.