九江工贸选矿厂浓密机生产过程自动化控制系统应用
摘要：浓密是主要脱水设备，其工作状态将直接影响选矿作业的稳定，国内很多选矿厂在浓密底流部分为人工控制，底流浓度采用人工采样，底流流量采用人工经验控制，由于采样的滞后以及经验的不稳定性，很容易导致现场生产工艺流程的不安全与不稳定。
下载论文网 关键词：浓密底流、PLC控制系统、控制网络、人机交换界面 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009—2374（2014）11—0021—02 在选赤铁矿时，进行了湿法选矿，而精矿含水量是衡量精矿质量的标准之一，精矿中的水分还会给运输和装卸造成困难，因此脱水作业是必不可少的内容。
迁安九江工贸铁矿现场使用的是浓密机脱水，但由于直径达50米的浓密机位于室外，且经常堆耙压耙导致过流烧毁电机，长时间在现场监控设备造成了很大的人力消耗与浪费；且现场的夜间浓密机照明又不足，对浓密机工作状态监视有很大的麻烦。
对此，我们设计了采用PLC系统的自动化控制解决方案： （1）计算机代替人工对生产设备和工艺过程的在线操作和监控，减轻工人劳动强度，改善工人工作环境，使一线操作人员由人工岗位操作变为巡视处理为主，并适当减少一线人员配置，达到减员增效的目的。
（2）通过对浓密底流的关键设备变频器的调整控制，要有利于稳定工艺生产过程，提高设备效率；并保证工艺过程的技术经济指标；降低消耗。
（3）通过对设备状态监测与设备安全管理，达到保障设备安全、减少故障停机时间和提高设备作业率的目的。
（4）通过实施选矿自动化控制，减少流失污染，改善作业环境，实现安全文明生产。
1 解决方案 1.1 控制系统主要内容 浓密机控制系统目的在于在工艺流程允许的范围内稳定浓密过程，并保持浓密机底流输送浓度的稳定。
控制系统采用浓度计检测底流浓度，采用矿浆流量计检测底流流量，通过变频器调节底流渣浆泵的转速来改变浓密机底流泵的输送量，来改变矿石在浓密机中的沉降时间，从而实现高浓度恒浓度底流输送，达到节水降耗的目的。
采用电量变送器来检测耙机电流变化，当电流过大时，为了防止压耙事件的发生，通过变频器增大底流渣浆泵的转速来改变浓密机底流泵的输送量。
采用压力计检测渣浆泵的出口压力，当压力过上下限时进行报警。
PLC系统的控制器采用了S7—200控制系统，由1套S7—224搭配200模块组成，实现生产工艺数据采集、过程数据控制处理、生产设备信息采集与实时控制等功能。
PLC机柜按照就近的原则，分布于浓密机附近配电室内。
系统在浓密机附近设置西门子MP377—12触摸屏，实现现场生产过程的模拟显示、操作指令下达、报警显示等功能。
控制层和信息层采用Profibus—DP现场总线网络，完成PLC与触摸屏的通讯、数据交换。
并预留以太网的通信接口，并为将来系统扩充留有接口。
1.2 PLC控制系统与HMI设计 HMI交互界面可以形象地显示出生产线的运行状态，操作人员也可以对计算机进行操作实现对生产线的调整，极大地提高了生产线的自动化程度。
系统使用西门子触摸屏设备，操控设备的画面设计是由西门子公司的WinCC flexible 2008软件设计完成的。
设计的画面主要包括登录权限页面，主监控页面、主操作页面、仪表数据查询页面等。
本项目中触摸屏安装在PLC柜门上，现场人员可以很方便的进行操作与查询。
图2、图3分别为触摸屏的监控、程序界面。
程序经过多次调试，并采用多次滤波，很大程度减少了外界扰动；添加声光报警，耙机电流过高、流量超过上下限、浓度超过上下限时会提示操作人员注意；并调用了S200里面的PID模块，在浓度、流量控制时对底流泵变频器进行了PID控制。
2 应用效果与结论 经过一个月的运行观察，此方法完全解决了现场堆耙压耙的问题，减少了现场看护人员的数量，以及人员精力的消耗，更减少了夜间外出巡视浓密机的麻烦。
随着矿产资源的日益贫化和市场竞争的日益激烈，如何充分有效地利用有限的资源、提高企业的市场竞争力，实现生产过程信息化、自动化是我国选矿企业深化改革的必由之路。
我国近年已在一些方面进行了改造，也意识到选厂自动化对提高选别指标，降低体力强度，利于起着重要作用。
很多矿山企业计划进一步加大在自动化领域的重点投入，通过科技攻关、技术引进、科技合作、示范工程等方式促进国内选矿自动控制技术的推广应用，浓密底流的自动化解决方案能为提高选厂生产效率、节能降耗、提高选厂现代化科学管理发挥主要作用，带来显著的经济与社会效益，有进一步研究发展的可行性。
参考文献 [1] 谢琼泽，张尧东，张雄.选矿厂的全流程控制 [J].现代矿业，2009，6：100～102. [2] 耿增显，柴天佑，岳恒.浓密机生产过程综合自动 化系统[J].控制工程，2008，（4）. [3] 焦华?矗?王洪江，吴爱祥.深锥浓密底流流变特性 试验研究[J].现代矿业，2010，（11）. 作者简介：王浩（1981―），男，丹东东方测控技术股份有限公司自动化设计研究室副主任，工程师，研究方向：自动化控制、通信技术。