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                                      自定模版
                                       
                                       
                                      文章正文
                                      調軍臺選礦廠自動化控制系統的設計與研究
                                      作者:管理員    發布于:2016-05-06 08:49:08    文字:【】【】【

                                        1前言鞍鋼調軍臺選礦廠是近年新建的選廠,是目前國內大型選廠之一。年處理原礦900萬t,年產精礦300萬t.原礦平均品位29.97,設計精礦品位64.其主要設備(如破碎機、球磨機、濃縮機、礦漿泵、過濾機等)均由國外進口。生產流程約有數字量I/O 9700個、摸擬量I/O1300多個,調節回路約240個。如何提高該廠過程自動化控制水平,進而提高產品產量和產品質量,這是該廠設計中的一個重要課題。經過對北美幾個礦山進行實例考察和幾年的研究與經濟技術多方案比較,后采用了DCS +PLC的控制系統方案?,F對該系統簡要介紹如下。

                                        2工藝流程及控制要求工藝流程如所示。按工藝流程和生產組織分為:破碎工區、磨礦-磁選工區、浮選工區、尾礦與精礦輸送工區、過濾工區。

                                        生產工藝各主要環節的設備、工藝原理與控制內容分述如下。

                                        破碎工區主要設備有:原礦倉、破碎給礦皮帶、三套中破碎機組、六套細破碎機組、振動篩、中間礦倉、皮帶、卸礦車等。

                                        工藝原理:原礦由皮帶從采場運到儲礦倉(原礦倉),經振動給礦機和皮帶機送給一次振動篩。篩上物料進人中破碎機進行破碎,破碎后的物料和一次篩分機篩下的物料一起進入二次篩分。篩上的物料經皮帶機送至中間料倉,然后再由倉下的小皮帶送到細破碎機進行細破碎。破碎后的物料人三次篩分。

                                        篩上的物料經皮帶返回中間料倉,再次破碎,篩下的物料與二次篩下的物料一起經皮帶送到磨礦料倉。

                                        主要控制內容:原礦倉中設有超聲波料位計和電阻式料位計,用以顯示儲礦量和對原礦運送皮帶的連鎖控制;皮帶機設有跑偏、堵漏、上下工藝連鎖保護、驅動電機過負荷保護、開停車順序控制及運行狀態顯示;破碎機設有功率控制、輔機運行狀態控制及主輔機連鎖;中間料倉與磨礦倉設有超聲波料位計和電阻式料位計,用以顯示儲礦量和對上料皮帶、布料小車和出料皮帶的連鎖控制、料倉自動布料控制;破碎工區人口和出口處皮帶設有金屬探測器和清除器;人口皮帶和中間礦倉皮帶設有皮帶電子稱,用于計量:所有設備的運行狀態控制(包括開、停驅動控制、開、停狀態反饋、過負荷保護和報警、機旁與集中轉換等)。

                                        磨礦-磁選工區磨礦-磁選系統分三個系列,每個系列的主要設備有:兩臺磨機、旋流器組、一個080m濃縮機和弱、中、強磁選機組等。

                                        工藝原理:(以一個系列為例進行說明)。

                                        一段磨機接受經磨礦倉倉下的氣動閥門、給料皮帶運來的干礦、一次旋流器的沉沙和清水。一段磨機的溢流礦漿經泵池和旋流泵送至一次旋流器泵,一次旋流器的溢流礦漿給到二次泵池并經泵送至二次旋流器,二次旋流器的沉沙給二段磨機,而溢流礦漿則輸出給弱磁機、中磁機進行磁選。磁選尾礦進人080m濃縮機,磁選精礦進入53m濃縮機。

                                        080m濃縮機底流給強磁機,強磁精礦給O50m濃縮機,尾礦給0140m濃縮機。

                                        主要控制內容:磨礦倉下給料系統設有氣動閥門電氣控制、皮帶變頻調速、電子稱等,構成恒定給礦調節系統:比例加水、返砂量流量檢測;磨機設有功率檢測與控制;磨機系統還設有粒度、品位檢測;磨機泵池設有液位檢測和加水調節控制;旋流泵出口設有濃度和壓力檢測,泵本身采用變頻調速;旋流器壓力控制;二次旋流器出口設有濃度、流量、品位、壓力檢測;080m濃縮機有功率檢測、力矩檢測、提耙控制;底流設有濃度、流量、壓力檢測,泵采用變頻調速,構成濃度控制系統;所有設備的運行狀態控制;磁選機由本機自帶的PLC控制,與系統構成上、下位機關系。

                                        浮選工區浮選系統有三個系列,每個系列主要設備有A、B兩系列浮選機組和一個053m濃474縮機。

                                        工藝原理:(以一個系列為例進行說明)053m濃縮機底流滎送給礦漿分配器,然后送給粗選機。粗選精礦去精選。精選精礦給到045m濃縮機,尾礦返回粗選,粗選尾礦給一掃選。一掃選精礦給二掃選,尾礦給080m濃縮機。二掃選精礦給三掃選,尾礦返回一掃選。三掃選精礦給0140m濃縮機,尾礦返回二掃選。

                                        主要控制內容:浮選槽的液位、溫度、各種藥劑添加量的檢測及控制;精礦、尾礦品位檢測;浮選機運行控制;各種閥門控制;053m濃縮機的控制與080m濃縮機類似,但沒有提耙控制,以及所有設備的運行狀態控制。

                                        2.4尾礦與精礦輸送工區該工區包括尾礦系統和精礦管道輸送系統的首端主泵站兩部分。主要設備有:尾礦系統由1臺0140m濃縮機和一個栗站組成。

                                        精礦系統由2臺045m濃縮機、一個喂料泵站和一個主泵站組成。

                                        處理后經尾礦栗站泵送至尾礦湖;精礦經045m濃縮機濃縮處理后,合格的礦漿由主泵站泵送至約20km遠的精礦終端泵站,濃度沒達到要求的礦漿根據礦漿濃度大小由喂料栗站分別返回礦漿分配器或045m濃縮機。

                                        的控制與053m濃縮機類似:尾礦泵站、精礦主泵站泵調速控制、各種閥門控制;尾礦、精礦的濃度、流量、壓力、pH值、品位的檢測與控制;喂料泵與礦漿分配器的連鎖控制、高位料箱料位檢測;精礦主泵系統主機與液壓、潤滑等輔機的聯鎖控制由栗系統的PLC控制,與系統控制構成上、下位機;精礦系統還有管道刮管器位置檢測等,以及所有設備的運行狀態控制。

                                        2.5過濾工區過濾工區包括精礦管道輸送終端泵站和過濾間兩部分。主要設備有:終端泵站有2臺030m濃縮機、一個泵站(包括礦漿分配器)過濾間有兩個礦漿分配器、10套過濾機組(包括真空泵、卸料小皮帶、空壓機等)、4條皮帶、4臺圓盤給料機、1臺抓斗等。

                                        工藝原理:正常生產時,由精礦主栗站礦漿分配器,然后泵至過濾間的礦漿分配器和過濾機組進行過濾處理,濾餅落到出料小皮帶上,當小皮帶上的犁式卸料器抬起時,產品精礦由皮帶送至燒結廠;濾液送至濾液泵站泵送給水處理系統;當燒結廠暫時不需要精礦時,小皮帶上的犁式卸料器落下時,產品精礦卸到料堆上儲存起來。當需要時,用抓斗裝至圓盤給料機上,然后卸到皮帶上,輸送至燒結廠。

                                        如果精礦輸送管道停運一段時間,啟用時必需先用水沖洗。此時礦漿濃度降低,低濃度的礦漿送至030m濃縮機,經濃縮達到濃度要求后再送到終端泵站,進而進行過濾處理。

                                        控制內容:030m濃縮機在非正常生產時做為事故池使用,所以控制比較簡單,沒有底流濃度控制;終端泵站與首端喂料泵站的控制差不多;皮帶的控制與破碎工區的皮帶完全相同;過濾機組的控制有主、輔機連鎖、開停機控制、過負荷控制、精礦輸出皮帶稱計量,濾液泵池液位與泵調速閉環控制;以及所有設備的運行狀態控制。

                                        3控制系統的硬件配置根據工藝對控制系統的要求和“集散”

                                        原則,本系統分9個控制室。1號控制室控制破碎工區;2號控制室控制磨礦-磁選工區;3號控制室控制浮選工區;4號控制室控制藥劑配置;5號控制室控制尾礦、精礦輸送工區的尾礦系統;6號控制室控制尾礦、精礦輸送工區的精礦系統;7A控制室控制過濾工區的精礦輸送終端栗站;7B號控制室控制過濾工區的過濾系統;8號控制室為中央控制室。

                                        控制系統硬件配置如所示。

                                       ?。ㄓ址QPLC)構成。

                                        Controller)集成功能控制器(冗余)、I/O總線和I/O模件系統、數據篼速公路等硬件構成控制系統;采用VME控制臺電子單元、CRT、打印機等設備構成操作系統;系統采調軍臺選礦廠自動化控制系統的設計與研究用LTD、NTD冗余網絡。

                                        供連鎖、容錯、計算、信號選擇以及控制操作;FST程序庫是由算術和位運算、分支與控制、轉換、數據存取和處理、輸人和輸出、邏輯、移位以及時間相關功能等1000多種功能組成;IFC經由數據高速公路接收指令。

                                        IFC控制器由MPU卡、I/O驅動卡、雙工(CIA)通信卡、應用模塊、電源、框架等組件組成,裝在IFC機箱里;應用模塊有100、320、500點三種規格可選;控制器的冗余為:1:1到1:4(本系統有1:1和1:3兩種);IFC通過CIA電纜與數據高速公路連接。

                                        I/O模件系統由I/O卡和端子盤兩個獨立部分組成。I/O卡通過軟件定義為輸人或輸出,它裝在I/O卡箱里;端子盤分為輸入、輸出兩種;卡箱和端子盤可分開安裝,之間用電纜連接。I/O系統也可構成冗余系統。I/O卡箱與IFC機箱之間用I/O電纜連接,遠可達5000英尺。

                                        控制臺電子單元操作系統提供人機操作接口、實時顯示、實時控制、實時報警、棒圖、趨勢圖、歷史記錄、生產報表打印等。

                                        三種容量。

                                        PLC系統采用PLC-5/40控制器、I/O總線和I/O模件系統、數據篼速公路等硬件構成控制系統。

                                        PLC通過DH+數據高速公路連接成PLC網。

                                        BusInterface)等設備接到IFC的I/O總線。使PLC成為DCS的一個子系統。在磨礦磁選控制系統,PLC通過擴展多功能控制器EMUX直接連到數據高速公路上。

                                        4基本控制電路的設計與可靠性研究本系統共有幾千臺、套設備,分為三大類。一類為普通設備,它的開、停一般不直接影響到工藝生產線上的其它設備的運行,如除塵系統的泵、噴水閥門等。另一類稱為重要設備,它的運行直接影響到工藝生產線上的其它設備的運行狀態,如振動篩、皮帶機等。還有一類設備,如球磨機、破碎機,它們是工藝生產線上的重要的設備,稱為關鍵設備。根據這些設備的各自特點,分別設計了對應的控制電路。

                                        普通設備的驅動控制電路為普通設備的驅動控制電路簡化原理圖。為方便起見,將一些連鎖保護電路簡化、省略。圖中HK為集中控制方式(Remote)與機旁控制方達到了設計要示,有些主要指標已超過設計指標,有效地提高了選廠經濟效益和社會效益。

                                        它不僅為該廠的生產發揮重要作用,而且也為將來的設計和其它廠礦的自動化改造提供有益經驗。一林振輝鞍鋼集團鞍山礦業公司設計院鞍鋼集團鞍山礦業公司設計調軍臺選礦廠自動化控制系統的設計與研究

                                      圖片
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