排山樓選礦廠自動化控制系統應用

劉英馳+王美蠲+包剛

（遼寧排山樓黃金礦業有限責任公司）

摘 要：選礦廠作為排山樓公司主要生產車間，如何應用自動化控制技術實現生產連續、穩定、優質和高效運行，減少污染，改善作業環境與勞動強度，是選礦廠所面臨的問題。本文根據排山樓選礦廠工藝流程介紹選礦自動化應用情況。

關鍵詞：選礦；自動化控制；應用

排山樓公司選礦廠現有自動化控制系統于2015年12月正式施工，2016年12通過正式驗收。選礦采用全泥氰化炭漿工藝，其流程為破碎部分采用三段一閉路加篩分；磨礦部分采用兩段兩閉路磨礦分級；浸出部分采用全泥氰化炭漿提金+高溫高壓解吸電解；尾礦部分采用壓濾干堆。自動控制系統由排山樓公司聯合北京憶眾聯創科技公司共同開發完成。

選礦廠自動化采用西門子DCS冗余控制系統、先進的通訊環網、先進的在線檢測分析儀表及執行機構等，引入模糊控制、網絡控制等先進控制方式，對全流程進行自動控制和檢測；選用穩定性好的知名公司的檢測設備如科隆的流量計、E+H的濃度計、西門子的變頻器等等為控制環節提供數據支持；利用大數據技術建立軟測量模型對無法在線檢測的關鍵工藝變量進行推算，實現了排山樓公司選礦廠生產全流程自動化控制。

1 破碎控制系統

破碎機為礦山生產主要的設備之一，但同時破碎機又是高耗能的設備。因此，如何使破碎機效率最大化，就成了碎礦自動化控制的最終目的。一般控制系統主要選取主傳動電機的功率或電流作為被控參數，控制策略一般采用恒功率或優化功率方式運行，動態調整給礦機給礦量的大小，使主機的負荷穩定運行在設定的要求之內，同時檢測溫度、壓力、流量等，具有完備的保護功能，排山樓公司碎礦自動控制針對美卓設備采取如下控制策略。

1.1 提高破碎效率

破碎系統主要采用的是美卓設備，該設備是在滿足擠滿給料的前提下才能發揮其最佳效能。所以我們把做好擠滿給料作為提高破碎效率的突破口。我們通過在hp300和hp400料腔上方加裝激光料位計檢測破碎料腔內料位高度、對主電機運行電流等參數和給料皮帶進行PID調控，并形成閉環控制，達到了提高破碎運行效率的目標。

1.2 降低能源消耗

是在保證設備發揮最大效率的基礎上，提高小時處理礦量，減少運轉時間，實現系統完全躲峰運行；同時要建立能源管理系統，就是要充分實施電力消耗數字化，通過安裝計量表實現峰、谷、平及每班、每天、每月的電耗統計，進而進一步分析和評價設備運行狀態，保障設備效率的最大化，同時為進一步降低能耗提供有力的事實依據。

1.3 給礦量的控制

C120的給礦速度是根據HP300小料倉的料位調節重板的給礦速度實現；HP300的給料是通過HP400倉位調整hp300給礦小皮帶完成；HP400給料皮帶頻率是通過電流和腔內料位對hp400小皮帶進行pid調節。破碎系統給礦控制的由后向前推進，做優每臺設備的閉環調節實現整個流程閉環控制，實現礦量的自動給礦和自動調節，并經安裝在4號帶與5號帶之間的切換翻板自動分配至新老系列兩個粉礦倉。礦石量采用電子皮帶秤檢測4號皮帶礦量作為反饋信號進行計量，并在所有料倉加裝料位計，實時監控料位狀態。

1.4 設備安全運行與狀態監測

主要包括設備的順序起停、電流（功率）實時、設備潤滑系統的實時監測與保護（油流、油壓、油溫實時狀態檢測與記錄），以及破碎機、篩分機的軸溫檢測和控制；皮帶機打滑、跑偏檢測和控制。

2 磨礦分級控制系統

磨礦分機系統，磨礦作業是選礦最重要工藝環節，是考核整個選礦廠重點。因此磨礦系統實施自動控制，確保濃度指標合理至最優，其根本目的就是為了提高磨機效率，提高處理礦量的同時，穩定磨礦分級最終產品粒度，為選別作業提供合格的溢流產品。

2.1 給礦量控制

1號球磨機的給礦量是通過礦石處理量設定值與皮帶秤反饋信號實現控制，輸入給礦量設定值，通過皮帶秤檢測值實時數據調節給料皮帶頻率，達到預期設定處理量。

2.2 配比水控制

球磨機給礦水和返沙水是根據皮帶秤處理礦量反饋信號，經計算機計算確保合理的磨礦濃度后進行比例給水。排礦水是根據分級機溢流濃度設定值調整給水量，通過濃度計檢測值實時數據調整補加水閥門開度大小，實現補加水的自動調節功能。

2.3 渣漿泵泵池液位控制

通過泵池液位控制渣漿泵頻率實現，根據工藝流程要求設定液位控制值范圍，高于控制值范圍降低渣漿泵給礦頻率，低于控制值范圍提高渣漿泵給料頻率。

2.4 濃細度的控制

根據粒度儀濃細度反饋信號控制，細度根據粒度儀每15分1次檢測結果通過3個數輪詢的平均值對比，平均值低于設定值調整給礦量與給水量配比。

2.5 球磨機漲肚的控制

通過電耳反饋信號控制，根據球磨機的實際漲肚測量設定電耳檢測值控制范圍，通過檢測值實施數據調整前后水量配比。

2.6 一段分級粒度控制，采用分級溢流濃度的設定進行調整，通過球磨排礦給水的調整實現分級機濃度控制，即實現了一段粒度控制。

2.7 二段粒度控制，可以通過控制泵池液位（避免泵池抽空，粒度跑粗），以及通過旋流器溢流濃度的控制，通過調整泵池給水來調整旋流器給礦濃度的辦法控制溢流濃度，達到控制溢流粒度的辦法。

3 結論

選礦廠DCS自動化控制系統不僅實現選礦廠生產流程設備自動化閉環控制，另一方面也承擔著數字化礦山建設基礎數據采集與整理，通過檢測采集處理礦量、藥耗、電耗、水耗、產品質量、設備運行時間、運行狀態、等數據信息，并進行基礎運算整合提供給信息層作為運算依據。從選礦自動化系統、輸變電微機監控系統、各類現場檢測儀表及其它信息系統中實時采集生產數據和信號。這些數據可為業務應用系統的生產監控、生產數據統計和歷史趨勢分析提供數據支撐。這次自動化改造項目實施，將極大地提高選廠自動化控制水平，為建設數字化礦山打下堅實的基礎。