＋自动控制技术在磨矿分级回路的应用 模糊+PID自动控制技术在磨矿分级回路中的应用:& nbsp& nbsp一、引言& nbsp& nbsp& nbsp磨矿分级是选矿厂生产的关键环节，这一作业成本在选矿生产总成本中所占比例最大。如果潜力充分发挥，运行稳定，可以显著节能降耗，提高粉磨效率。 百花岭选矿厂投产以来，工艺和设备更新100多次，各项选矿指标均超过原设计指标。 从1990年到2000年，磨矿效率由63.54t/ (h)提高到85.58t/ (h)，钼回收率提高了4.06%，钼精矿品位由47.20%提高到52.64%。目前选矿技术和生产管理水平达到了国内同行业的先进水平。 在选矿技术基本成熟的条件下，要想进一步提高产品的产量、质量和回收率，缩小与国际同行业在自动控制技术上的差距，选矿技术和装备进一步提高的空间不大，技术难度大，必须寻找新的技术突破，应用高新技术来提高。 & nbsp& nbsp& nbsp二。gr & nbsp分级自动控制技术在我国的应用概况:& nbsp；& nbsp几种自动控制思想的基本原理如表1所示。 1 & nbsp磨矿基本原理 分级自动控制思想平方法数字PID ++模式信号检测点隔离保护专家系统基本原理:将PID参数与专家在现场各种环境下采集的数据进行比较，需要更多的数学模型，如电耳、轴温、矿量，一级模糊+PID:就某个控制点而言，利用历史值、实际值、趋势值进行模糊运算，得到调整值，输出PID、Kp、Ti、Td的修正值。需要较少的数值模拟和大量的推理:电、磨机功率、分级电、矿量两级智能PID、I、D参数用单片机校正大量精确的数学模型，得出大量数学模型需要在第一级& nbsp& nbsp& nbsp模糊+PID控制方法在国内的应用实践:国内约有5家选矿厂采用了磨矿分级自动控制技术，基本情况如表2所示。 2 & nbsp模糊+PID控制方法在中国应用单位实施时间序列对比磨矿效率(T CK H-1)效益失效现象人工自控增加首钢大石河铁矿选矿厂271.1376.945.8195元/a 2000年几乎没有AISC齐大山铁矿选矿厂2000年510812012年显著几乎没有AISC弓长岭铁矿选矿厂1996 & nbsp5显著几乎没有& nbsp& nbsp& nbsp三。模糊+PID磨矿分级自动控制原理 主要技术特点:& nbsp；& nbsp(1)系统原理:& nbsp& nbsp模糊+PID技术是基于“模糊控制+常规控制”和“磨耳+功率”的控制原理。通过选择球磨机容积、磨机功率、分级机功率、给矿量、回砂量、出矿量、溢流浓度为控制变量，配以变频控制柜、电耳、功率变送器、电磁流量计、浓度计、仪表控制柜、工业控制机等先进的控制设备和检测仪器，及时检测系统磨机的运行状态，合理调整给矿量和水量，实现磨矿分级作业过程的控制和调整。 & nbsp& nbsp& nbsp(二)主要技术特征:& nbsp& nbsp1.系统采用DCS(分布式控制)结构，具有数据集中处理、运行监控方便、功能分散、危险分散的特点。 上位机采用模糊+PID，即模糊控制+常规控制；磨床电耳和功率的双因素比较 & nbsp& nbsp& nbsp2.自动控制系统采用模糊控制技术实现控制方法。 模糊控制系统不需要事先知道被控对象的精确数学模型，可以有效地控制难以建立和求解的被控对象。 & nbsp& nbsp& nbsp3.在线浓度计用于直接检测分级溢流浓度。 & nbsp& nbsp& nbsp4.该系统有三种控制方式:自动控制、仪表室手动控制和现场手动控制。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)控制流程:& nbsp& nbsp1.溢流浓度的测量& nbsp；控制原理:& nbsp；& nbsp溢出控制的原理如图1所示。 & nbsp& nbsp& nbsp矿井排水的原理如图2所示。 & nbsp1 & nbsp溢出控制原理框图:2 & nbsp矿井排水原理框图:& nbsp& nbsp2.研磨效率& nbsp:& nbsp；& nbsp磨机功率、声强和负载之间的关系如图3所示。 & nbsp图3 & nbsp磨机功率、声强 负荷关系图:& nbsp；& nbsp从图3可以看出，球磨机运行过程中，当矿石填充率较低时，电耳信号较高，功率较低；随着填充率的增加，电耳信号降低，功耗增加。当达到一定的填充率时，电耳继续减少，但功率开始下降。 & nbsp& nbsp& nbsp磨机“鼓肚”和空的预处理保护:通过物理标定，磨机“鼓肚”趋势点的电耳信号可以作为“鼓肚”信号的比较值——即临界点(图3中的黑圈)。当电耳信号高于临界点时，磨机正常工作，按原控制流程工作。 当电耳信号接近临界点时，表明磨机有“腹胀”倾向，控制过程进入“腹胀”预处理保护部分。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp保护过程:电耳信号接近临界点，说明磨机内矿石趋于过剩或矿石粒度变粗或矿石硬度增加。可以控制给矿信号的输出减少或控制给矿停止一段时间(特殊情况下)，直到电耳信号增加，接近某一固定值后再恢复原来的给矿量。一般情况下，原矿给矿值是球磨机处理能力所允许的，产生“鼓肚”的原因一般是由于原矿性质的改变引起的。 磨空砸保护的原理和“肚胀”保护差不多。 & nbsp& nbsp& nbsp只有保护球磨机不“胀肚”和空粉碎，才能使磨机的处理量不至于大幅度提高，才能控制溢流粒度符合要求。还要保证球磨机始终在高研磨效率的状态下运行。 系统确定外部条件，如矿石性质、球负载等。通过功率和电耳的对比分析和变化趋势(通过模糊计算)。当矿石粒度均匀、硬度低、加球量合适时，平台的处理能力可自动调整到高于常规值，实现给矿的自动优化。 & nbsp& nbsp& nbsp3.原矿量的测量与控制& nbsp& nbsp& nbsp控矿原理如图4所示。 & nbsp& nbsp图4 & nbsp控矿原理框图:& nbsp& nbsp四。安装分级机溢流浓度计:& nbsp& nbsp用于自动控制系统的DF-5420在线浓度计要求:①保证被测液体流量的代表性、更新性和稳定性；②被测液体必须始终充满测量管或容器，以保证辐射束野(测量窗口处)充满液体物质，没有空间隙，即安装现场管道内的液体必须保证满管流动；③被测处的料液中无气泡混入，无沉淀物生成。 但现场条件是分级机溢流落入溢流箱直接流走，没有充满，不具备直接安装的条件。 为此对溢流箱进行了改造，改造前后如图5和图6所示。 & nbsp图5 & nbsp改造前溢流 :图6 & nbsp改革后的溢出& nbsp:& nbsp；& nbsp改造后，通过调节螺杆来调节活动缸与固定缸之间的距离，从而控制稳定液位，既满足了DF-5420在线浓度计的安装要求，又易于操作和控制，使用效果十分明显。 & nbsp& nbsp& nbsp五、工业试制:& nbsp& nbsp(1)有条件& nbsp:& nbsp；& nbsp磨矿分级自动控制参数是设计控制程序的基础数据，也是自动控制时主控机需要调整的主要参数。在生产现场，先后对球磨机最佳磨矿效率和分级机溢流浓度计进行了标定，并对控制软件进行了改进，满足了试验的基本条件。 & nbsp& nbsp& nbsp(二)生产试运行结果:& nbsp& nbsp2001年11月至2002年1月，磨矿分级自动控制进入系统设备试生产，运行结果见表3。 试运行结果表明，取得了以下效果。 表3:磨矿分级系统自动控制系统试生产指标对比及对比；矿石处理能力t；磨矿效率t/(表h)原矿品位/%粗选回收率/%总回收率/%二系统(2#)和三系统(3#)的增加量；48451，925 & nbsp；48451.88848884861& nbsp1.自动控制系统设备仪表显示直观，操作方便，运行稳定，为稳定工艺提供了良好的设备保障。 & nbsp& nbsp& nbsp2.自动控制系统的实施大大降低了工人的劳动强度，现场操作由经验手动调节变为定量控制，基本消除了球磨机的“空肚子”和“腹胀”现象，将后期处理变为过程中的监督控制，效果明显。 & nbsp& nbsp& nbsp3.优化了工艺参数。 与人工操作相比，自动控制的应用改善了给矿平衡。 手工作业磨矿效率提高3.48t/ (h)，粗选回收率比手工作业高1.24%，总回收率为1.19%。溢流浓度相对稳定，可根据原矿性质变化适当调整。 & nbsp& nbsp& nbsp4、基本解决了人为因素影响操作的问题。 矿石性质复杂多变，人工操作困难。人为因素影响操作的问题长期困扰着选矿厂的正常生产。自动控制将多种工艺参数和操作条件控制在最佳水平，既提高了系统工艺流程对矿石性质变化的应变能力，又稳定了磨矿操作，从而达到稳定产品质量、增产增效的目的。 & nbsp& nbsp& nbsp5.工艺条件相对稳定，为下一步分选操作创造了有利条件。 & nbsp& nbsp& nbsp不及物动词工业试生产结果分析:& nbsp& nbsp(1)研磨效率:& nbsp& nbsp研磨效率如表4所示。 表4:第二系统与第三系统磨矿效率比较，跨时系统磨矿效率t/(表h)粗选回收率/%效率增量/(t表-1 h-1) 2 # 3 # 2001年3月8日至2002年6月8日:2 # 3 # 2 # 3 # 85 . 8485 . 8584 . 1290 . 8689 . 4889 . 6588 . 6188 . 79 & nbsp；& nbsp+1.28 & nbsp；& nbsp& nbsp+5.01 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp2002年，在2#和3#系统差别很小，粗选回收率相同的前提下，自动控制系统(3#)的磨矿效率比手动系统(2#)提高了3.74t/(单位h)。从单个系统对比来看，2002年手动系统增加了1.28t/ (h)，自动控制系统增加了5.01t/ (h)。 & nbsp& nbsp& nbsp一方面，手动系统磨矿效率的提高与加强岗位操作管理有关；另一方面，应用自动化系统后，通过增加白班进给量，手动系统的磨削效率提高了1.28t。也就是说，应用磨削自动化后，手动系统的磨削效率得到了间接的提高，从表5可以看出。 表5:系统2与系统3不同班次磨矿效率对比/(t CK-1 h-1)粗选回收率/%总回收率/%:零点& nbsp& nbsp& nbsp2 # & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3 # & nbsp白色& nbsp& nbsp& nbsp2 # & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3 # & nbsp四点& nbsp& nbsp& nbsp2 # & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3 # & nbsp86.04 & nbsp& nbsp90.47 & nbsp& nbsp+4.43 & nbsp；89.08 & nbsp89.71 & nbsp& nbsp+0.63 & nbsp；85.86 & nbsp90.46 & nbsp& nbsp& nbsp+4.60 & nbsp；88.61 & nbsp88.81 & nbsp& nbsp& nbsp+0.20 & nbsp；88.86 & nbsp88.87 & nbsp& nbsp& nbsp+0.01 & nbsp；88.92 & nbsp89.07 & nbsp& nbsp& nbsp+0.15 & nbsp；87.48 & nbsp87.65 & nbsp& nbsp& nbsp+0.17 & nbsp；87.55 & nbsp87.60 & nbsp& nbsp& nbsp+0.05 & nbsp；87.79 & nbsp87.83 & nbsp& nbsp& nbsp+0.04 & nbsp；& nbsp& nbsp(二)分级溢流细度对比:& nbsp& nbsp白班分级溢流细度对比见表6。 表6:第二系统和第三系统分级溢流细度对比；系统的磨矿效率t/ (h)粗选回收率/%总回收率/%-0.074mm占/% 2 # 3 # 89.0889 . 71:+0.6388.87 & nbsp；& nbsp& nbsp+0.01 & nbsp；87.5587.60 & nbsp& nbsp& nbsp+0.05 & nbsp；52.9155.32 & nbsp& nbsp& nbsp+2.41 & nbsp；& nbsp& nbsp从表6可以看出，在白班二、三系统效率几乎相同的情况下，自动控制系统的分级溢流细度(- 0.074mm含量)比手动系统提高了2.41%，说明在处理能力基本相同的情况下，自动控制系统的磨矿质量明显优于手动操作，为浮选工艺创造了更理想的选择条件。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)存在的问题:& nbsp& nbsp从2002年3月8日至6月8日的工业试生产实践来看，存在的问题见表7。 从表7可以看出，随着时间的推移，自动控制系统的优势有逐渐减少的趋势。 从监控中心的矿石量日报表可以清楚地反映出，7#、8#和9#球磨机的矿石量日累计值在相同的运行时间和几乎相同的水分含量下，三个磨之间存在二三十吨的差异是常见的。 因此，必须进一步加强车间管理，加强岗位工人和操作人员的配合，使自动控制系统的优势发挥到最佳状态。 表7:两种系统研磨效率对比& nbsp；三种系统:& nbsp；& nbspT/(台H)研磨效率系统3月8日至4月7日4月8日至5月7日5月8日至6月8日单:平均& nbsp差值 单:平均值& nbsp；差值 单:平均值& nbsp；两个4#系列5#系列6#三个7#系列8#系列9 #:86.21 & nbsp；& nbsp88.01 & nbsp87.98 & nbsp87.39 & nbsp91.99 & nbsp92.7391.64 & nbsp92.12 & nbsp+4.73 & nbsp；84.36 & nbsp87.58 & nbsp87.46 & nbsp86.43 & nbsp90.14 & nbsp91.4489.94 & nbsp90.50 & nbsp+4.07 & nbsp；86.36 & nbsp88.03 & nbsp88.06 & nbsp87.48 & nbsp89.72 & nbsp89.8090.31 & nbsp89.94 & nbsp+2.46 & nbsp；& nbsp& nbsp七。结论& nbsp& nbsp& nbsp(1)模糊+PID磨机自动控制系统已成功应用于我国20多个有色金属矿山近百个磨矿分级系统，技术成熟。 2001年首次在有色金属矿山金堆城百花岭选矿厂三系统磨机应用，并获得成功，证明该技术成熟可靠。 & nbsp& nbsp& nbsp(2)经济效益十分显著。 百花岭选矿厂年处理能力700多万吨。其三个磨矿系列实现自动控制后，磨矿效率、选矿回收率等技术经济指标可显著提高，经济效益显著，投资回报率高，风险低。 & nbsp& nbsp& nbsp八。建议& nbsp& nbsp& nbsp(1)加强运行人员的技术培训，充实技术力量，增强系统运行中判断和处理问题的能力，进一步提高微机操作技能的水平和熟练程度，加强主控微机的维护，保证自动控制系统的正常高效运行，充分发挥系统的潜在优势。 & nbsp& nbsp& nbsp(2)建立系统精矿品位在线分析设施，使自动控制系统能根据分级机溢流浓度及时调整和掌握合适的浓度，稳定分选操作，确保指标合格。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)在金堆城钼业公司全面推广模糊+PID磨机自动控制技术。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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