淺談選礦廠美卓設(shè)備TC控制系統(tǒng)的應(yīng)用

葛太敏

（廣西崇左市中信大錳大新錳礦分公司，廣西 崇左 532315）

大新錳礦分公司選礦廠60萬t/a碳酸錳生產(chǎn)線一期工程于2006年9月份建成投產(chǎn)，二期工程于2008年9月份建成投產(chǎn)。破碎工藝采用三段一閉路流程，破碎設(shè)備全部采用美卓礦機(jī)并自配有國內(nèi)先進(jìn)TC控制系統(tǒng)，目前的選礦產(chǎn)能140萬t/a。

選礦廠的選別作業(yè)是采用分粒級磁選，粗粒級20mm～7mm部分采用干式永磁選機(jī)進(jìn)行預(yù)粗選，細(xì)粒級部分7mm～0mm采用濕式永磁選機(jī)進(jìn)行選別作業(yè)；其中干式磁選精礦為最終精礦的重要組成部分，干式磁選尾礦返回細(xì)破作業(yè)。細(xì)破碎的效果直接影響選礦廠的處理量和選別指標(biāo)。如何控制好細(xì)破碎的粒度是關(guān)鍵[1]。選廠于2008年8月重新安裝一臺HP200圓錐破碎設(shè)備，該設(shè)備采用自動(dòng)化工藝控制水平，通過TC控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)細(xì)破碎工藝進(jìn)行控制和管理。

1 TC控制系統(tǒng)的定義、功能及控制模式

生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是采用Mesto MineraIs TC自動(dòng)控制系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的破碎機(jī)的電腦控制程序操作。它的工作過程是通過使用可編程的存儲器，用其內(nèi)部存儲的邏輯運(yùn)算、順序、控制、定時(shí)、計(jì)算等指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出、控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。

1.1 主要控制功能

HP破碎設(shè)備TLC的控制系統(tǒng)有：自動(dòng)控制系統(tǒng)（操作數(shù)據(jù)）、潤滑系統(tǒng)、系統(tǒng)參數(shù)、標(biāo)定、程序、環(huán)跳動(dòng)、報(bào)警等7大系統(tǒng)組成。

1.2 TC系統(tǒng)操作

正常的操作程序有啟動(dòng)加熱器、啟動(dòng)潤滑泵、啟動(dòng)主機(jī)、啟動(dòng)給料、停機(jī)、實(shí)況信息查看、查看報(bào)警信息、標(biāo)定襯板、用戶權(quán)限登錄等九大系統(tǒng)組成。

（1）啟動(dòng)加熱器：啟動(dòng)加熱器之后，潤滑油箱的溫度將由PLC自動(dòng)控制，低于28°時(shí)加熱，高于32°時(shí)停止；如果再啟動(dòng)加熱器的時(shí)候出現(xiàn)“加熱器啟動(dòng)器故障”，則需檢查控制柜面板的系統(tǒng)選擇開關(guān)是否在“自動(dòng)”位置，加熱器的空氣開關(guān)是否跳閘，或者加熱器的接線發(fā)生損壞；在排除故障源之后，根據(jù)變成紅色的按鈕指示，先進(jìn)入“操作數(shù)據(jù)1”、再進(jìn)入“操作數(shù)據(jù)2”畫面，鼠標(biāo)點(diǎn)擊變成紅色的故障復(fù)位按鈕，清除故障。

（2）啟動(dòng)潤滑泵：在潤滑泵啟動(dòng)之后，回到主畫面：潤滑泵運(yùn)行之后，在主機(jī)啟動(dòng)的按鈕上方會出現(xiàn)120秒倒計(jì)時(shí)，當(dāng)潤滑達(dá)到120秒之后才可以啟動(dòng)主機(jī)，建議在啟動(dòng)主機(jī)之前盡量讓潤滑泵運(yùn)行時(shí)間長一些再開機(jī)，同時(shí)應(yīng)關(guān)注潤滑系統(tǒng)的回油溫度，根據(jù)實(shí)際潤滑效果，在回油溫度達(dá)到25°以上的時(shí)候才可以啟動(dòng)破碎機(jī)[2]。

（3）啟動(dòng)主機(jī)：在潤滑泵啟動(dòng)之后，回到主畫面：潤滑泵運(yùn)行之后，在主機(jī)啟動(dòng)的按鈕上方會出現(xiàn)120秒倒計(jì)時(shí)，當(dāng)潤滑達(dá)到120秒之后才可以啟動(dòng)主機(jī)，建議在啟動(dòng)主機(jī)之前盡量讓潤滑泵運(yùn)行時(shí)間長一些再開機(jī)，同時(shí)應(yīng)關(guān)注潤滑系統(tǒng)的回油溫度，根據(jù)實(shí)際潤滑效果，在回油溫度達(dá)到25°以上的時(shí)候才可以啟動(dòng)破碎機(jī)。

（4）啟動(dòng)給料：破碎機(jī)運(yùn)行起來之后，在啟動(dòng)給料的按鈕上方會出現(xiàn)120秒倒計(jì)時(shí)，當(dāng)破碎機(jī)運(yùn)行達(dá)到120秒之后才可以給料，在啟動(dòng)給料之前，應(yīng)確認(rèn)給料方式為遠(yuǎn)程自動(dòng)模式（非現(xiàn)場手動(dòng)）、鎖緊與釋放壓力都為綠色指示、振動(dòng)篩與排料皮帶已經(jīng)運(yùn)行。

（5）停機(jī)：需要停機(jī)的時(shí)候，按照停給料、停破碎機(jī)、停潤滑泵、停加熱器的步驟，如果停機(jī)的時(shí)間不長，可以只停破碎機(jī)不停潤滑泵與加熱器，在天氣寒冷的情況下，加熱器最好始終處于啟動(dòng)自動(dòng)控制的狀態(tài)（啟動(dòng)按鈕為黃色），確保油箱溫度不會太低，可節(jié)約開機(jī)時(shí)間。

1.3 TC控制系統(tǒng)的功能有

潤滑系統(tǒng)壓力、油箱溫度、回油溫度、破碎機(jī)電流、監(jiān)測給料料位、監(jiān)測排料口、監(jiān)測破碎機(jī)振動(dòng)[3]。

1.4 TC自動(dòng)控制系統(tǒng)的特色

■全中文操作界面。

■過載報(bào)警和保護(hù)。

■全面的完整的破碎機(jī)控制系統(tǒng)。

■PLC控制系統(tǒng)可以使用于任何的IT控制系統(tǒng)。

■無需離開控制室即可對襯板磨損進(jìn)行監(jiān)控。

■監(jiān)控破碎機(jī)的料位和電流，使破碎機(jī)發(fā)揮最大效益。

■自動(dòng)調(diào)整排料口，無需操作人員調(diào)整。

■PLC中的診斷系統(tǒng)將監(jiān)測每一個(gè)故障。

■全方位的保護(hù)減少故障停機(jī)時(shí)間。

■可以通過屏幕上顯示襯板磨損量計(jì)算出磨損成本，并能告知操作人員跟換襯板的時(shí)間。

1.5 TC自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制模式

1.5.1 手動(dòng)控制模式

（1）操作人員可以采用手動(dòng)模式完全控制破碎機(jī)。

（2）通過屏幕上的按鍵圖標(biāo)，可以啟動(dòng)或關(guān)閉破碎機(jī)。

（3）操作人員可以通過主屏幕啟動(dòng)或停止給料。

（4）在手動(dòng)模擬下，破碎機(jī)不處于保護(hù)狀態(tài)，因此無法避免調(diào)整環(huán)跳動(dòng)或功率過載發(fā)生。若發(fā)生過載情況，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)只能報(bào)警操作人員，但無法采取相應(yīng)的措施。

（5）不管自動(dòng)系統(tǒng)何種操作模式下，給料機(jī)與破碎機(jī)的連鎖裝置在任何時(shí)候都起作用。

1.5.2 排料口控制模式

（1）自動(dòng)排料口模式可將破碎機(jī)調(diào)整到一個(gè)理想狀態(tài)可以保護(hù)設(shè)備，避免發(fā)生調(diào)整環(huán)跳動(dòng)及功率過載。

（2）操作人員可以從程序屏幕上輸入理想的緊邊排料口、功率上限、破碎腔料位、齒數(shù)調(diào)節(jié)以及響應(yīng)系數(shù)。

（3）操作人員可以通過主屏幕啟動(dòng)或停止給料料。

（4）一旦自動(dòng)排料口起作用，控制系統(tǒng)會控制破碎機(jī)在設(shè)定條件下運(yùn)行。

1.6 自動(dòng)功率控制模式

（1）自動(dòng)功率模式控制破碎機(jī)牽引功率，以保護(hù)設(shè)備，避免發(fā)生調(diào)整環(huán)跳動(dòng)及功率過載。

（2）操作人員可以從程序屏幕上輸入理想的功率牽引值、破碎上下限、或理想的破碎腔料位以響應(yīng)數(shù)值。

（3）操作人員可以從主屏幕啟動(dòng)或停止給料機(jī)。

（4）如果發(fā)生調(diào)整環(huán)跳動(dòng)或功率超過功率上限自動(dòng)系統(tǒng)將開啟破碎機(jī)所屬的調(diào)整齒數(shù)。

（5）若功率降至功率差下限以并持續(xù)相當(dāng)一段時(shí)間，那么自動(dòng)系統(tǒng)將關(guān)閉破碎機(jī)所屬的調(diào)整齒數(shù)，以便保持理想的功率水平。

1.7 自動(dòng)化控制的操作

（1）工藝設(shè)備全部采用PLC控制柜集中控制，所有系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過模擬輸出再集中反饋到電腦控制操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全部電腦自動(dòng)化操作。

（2）工藝設(shè)備按標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行破碎設(shè)備排料輸送皮帶的啟停順序控制，啟動(dòng)破碎設(shè)備前，必須啟動(dòng)輸送皮帶后才可以啟動(dòng)破碎操作系統(tǒng)。

（3）控制設(shè)備采用自動(dòng)∕手動(dòng)控制，自動(dòng)控制通過PLC實(shí)現(xiàn)，手動(dòng)控制通過操作箱實(shí)現(xiàn)（手動(dòng)控制僅作為備用）。

（4）通過PLC與計(jì)算機(jī)之間采用以太網(wǎng)進(jìn)行對接，對設(shè)備數(shù)字量與模擬量采集與顯示，實(shí)現(xiàn)對主設(shè)備的操作數(shù)據(jù)、潤滑系統(tǒng)、系統(tǒng)參數(shù)、程序、環(huán)跳動(dòng)、報(bào)警、趨勢圖、數(shù)據(jù)存儲、通訊等相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行電腦自動(dòng)監(jiān)控及顯示，便于設(shè)備故障的診斷與維修；所有設(shè)備的監(jiān)控都是通過電腦顯示器的模擬流程頁面上操作的，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊即可操作。

2 自動(dòng)控制使用效果

（1）自動(dòng)化程度高，大幅降低勞動(dòng)強(qiáng)度。細(xì)破碎自動(dòng)化控制于2008年9月安裝、調(diào)試使用以來，成效明顯。設(shè)備操作由手動(dòng)操作被電腦操作取代，減少崗位機(jī)工部分操作人員，由以前的單人單機(jī)的現(xiàn)狀可轉(zhuǎn)變?yōu)橐蝗硕鄼C(jī)的設(shè)備操作，提高了員工的勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了崗位員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單高效，大幅提高破碎效率，自動(dòng)化的建立改善了職工的工作環(huán)境，保證細(xì)碎作業(yè)的平穩(wěn)順暢生產(chǎn)[4]。可以通過相關(guān)先進(jìn)的檢測元件取代了原來的人工判定，可以隨時(shí)檢測到設(shè)備的運(yùn)行情況、運(yùn)行狀態(tài)，使設(shè)備更加合理，保證細(xì)碎作業(yè)粒度破碎效果達(dá)到最佳。通過選礦廠HP200設(shè)備運(yùn)行得知：自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用到選廠HP200細(xì)碎作業(yè)后，臺時(shí)處理量可以達(dá)到120t/h～130t/h，其中破碎粒度達(dá)到選別粒度控制的90%以上,從細(xì)破碎產(chǎn)品樣篩細(xì)結(jié)果來看，其中7mm～0mm部分占25%～30%，7mm～20mm部分占55%～60%,分別比HP100的破碎效果來對比，細(xì)粒級部分提高了10%左右，粗粒級部分提高了15%左右，這樣從而減少閉路破碎的循環(huán)負(fù)荷量，減少生產(chǎn)中細(xì)碎作業(yè)的倒轉(zhuǎn)時(shí)間，更好的選別作業(yè)的質(zhì)量穩(wěn)定和產(chǎn)量的提升。

3 結(jié)語

選廠細(xì)碎作業(yè)的TC自動(dòng)控制系統(tǒng)的成功運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了破碎過程的自動(dòng)控制，使設(shè)備運(yùn)行更加合理，實(shí)現(xiàn)了細(xì)碎給礦合理控制，保證破碎腔的給料位置是最佳，提高設(shè)備臺時(shí)處理量。自動(dòng)化控制的使用減少了崗位操作人員的配置，減輕員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。同時(shí)也保證了設(shè)備的安全運(yùn)行，降低能耗和原材料的消耗，提升和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，為今后選廠整個(gè)生產(chǎn)工藝流程全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。