自动控制在5000t/d选矿厂破碎系统的应用

自动控制在5000t/d选矿厂破碎系统的应用

邢金城

金堆城钼业汝阳有限责任公司河南省洛阳市汝阳县471200

摘要：本文介绍分析了自动控制系统在我公司5000t/d选厂破碎系统的应用。首先对公司5000t/d选厂破碎系统工艺做了介绍，并结合工艺流程和生产特点，提出了自动化控制方案，在5000t/d选厂投入实际使用，取得显著效果。

关键词：破碎；自动化控制系统；

一、引言：

我公司成立于2004年初，控股股东为某钼业集团有限公司，为了促进地方经济更好又快地发展，公司拟投资18亿元建设2万吨/日钼采、选、焙烧项目，其中一期建设处理矿石量5000t/d选厂，整个工艺流程包括破碎、磨矿分级、浮选、磁选、脱水及尾矿输送等几部分。我公司委托东方测控技术有限公司对5000t/d选厂进行全流程自动化控制系统的实施，本文主要介绍了目前自动化控制在破碎系统上的实现。

二、工艺概况

整个破碎系统主要包括以下两个部分：

1、粗碎工艺工程：包括受料仓、旋回破碎机、粗碎机下料仓、重型铁板给矿机、NO.1带式输送机、粗矿仓、振动给矿机等；

2、筛分破碎工艺过程：包括圆振筛、中碎机1台、细碎机2台、圆振筛1台、香蕉直线筛2台、NO.2-8带式输送机等；

工艺流程图

三、自动控制原理

3.1顺控

1）、设备状态的集中监视

根据现场工艺要求情况，采用上位组态软件编制不同工艺画面，采用多种方式直观反映出现场电机设备的运行状态。主要包括设备的本地和远程操作状态，设备的运行与停止状态，设备的正常和故障状态以及皮带电机的跑偏、打滑、过热以及事故开关等状态。

2）、设备集中启停

对于现场所有电机设备，根据工艺要求可以采用多种开停机操作方式（料线），在控制室由上位机统一操作。对粗碎、筛分、中碎、细碎各部分设备可以采取集中启动模式按顺序开车。各个设备之间的开车时间间隔可以根据现场实际情况调整。同时也可以按照时间顺序实现设备的顺序停车。对于每台设备也可以实现单机操作，在控制室发出指令，可以单机启动设备。

3）、设备的故障保护和安全生产

在控制方式上不但可以降低设备的故障率，发挥设备的潜力，同时也充分保证了安全生产。在开车方式上实现鸣铃开车，鸣铃的次数和间隔根据现场调整。对于皮带电机的跑偏、打滑、过热都进行报警和安全处理。同时对于现场事故开关的状态也进行立即响应，充分保证生产和设备的安全进行。

3.2过程控制

1）、破碎机给矿自动控制

对于中、细碎破碎机系统的给矿控制首要分析破碎机的负荷情况。破碎机的工作负荷情况直接影响着破碎的生产效率指标。根据我们对多个现场的应用实践经验表明，对中、细碎机采用破碎腔料位和破碎机的功率进行检测，并通过智能专家功率控制系统分析破碎机的工作情况。采用变频器控制给料机完成破碎机的给料控制。实践证明，采用上述控制方法能完全保证破碎机的工作效率始终在最佳范围内。

细碎机给矿控制原理框图

2）、矿仓料位检测和控制

在破碎工段主要矿仓有旋回破碎矿仓、粗矿仓、筛分缓冲仓、中碎矿仓，细碎矿仓和球磨粉矿仓。矿仓料位分布情况直接反映目前的矿源情况，对于组织整个流程的生产具有很重要的指导作用。所以要对上述矿仓的料位实行检测，及时反馈给控制系统。

3）、破碎机自动监控系统

破碎机的安全联锁由其自身自带的PLC控制系统完成，设备参数信号经网络通信接入DCS控制系统，实现对设备状态的显示监控和整个系统联锁控制；

四、控制系统设计：

4.1硬件系统的构成与配置

（1）AS414-4-2H控制站

本系统采用AS414-4-2H全冗余容错热备中央控制站，它主要由如下几部分组成：

全冗余容错热备中央处理机架（UR2-H）

2个全冗余容错热备电源模块（PS407）

2个全冗余容错热备中央处理单元（CPU414-4H）

2个全冗余容错热备通讯接口模块（CP443-1）

（2）ET200M分布式IO系统

ET200M分布式I/O站主要由以下几部分组成：

热插拔DIN安装机架

热插拔BM总线模板

热插拔IM153-2通讯接口模块

热插拔高可靠的I/O信号接口模块

4.2软件特点

全部监控软件和编程软件均为统一的WINDOWSXP/2003Server操作系统。上、下位采用统一的编程软件PCS7对其进行组态。工程师站可以实现硬件编辑、现场过程站编程、现场总线智能仪表组态（可选）、操作员站组态及系统调试等。并可以离线编程，在线修改、调试。操作员站可以通过用户口令切换操作权限。下位机软件采用图形方式的编辑器，编程语言支持FBD、LD、CFC、SFC等方式。

4.3系统网络设计

系统的工业通讯网络系统选用了SIMATICNET工业以太网和PROFIBUS-DP现场总线。其中工业以太网用于系统操作员站和主控制站之间的连接；而PROFIBU-DP现场总线用于主控制站和远程I/O控制站之间的连接。

工业以太网

中央控制室内的操作员站、工程师站和控制站通过SIMATICNET工业以太网实现了相互连接。

现场级网络PROFIBUS-DP

中央控制器与现场I/O站通过PROFIBUS-DP互相进行通信，现场智能总线设备及仪表也可以通过PROFIBUS同中央控制器通信。

PROFIBUS是全球应用最广泛的过程现场总线系统。多年来，PROFIBUS成功的应用于化工过程自动化、制造业、楼宇自动化和电站自动化等领域。与常规非总线I/O技术相比，使用PROFIBUS过程现场总线可以使硬件(其中包括电缆)、工程设计、安装调试和维修费用节省40%以上。

PROFIBUS的技术性能使它可以应用于工业自动化各个领域，除了安装简单外，它有极高的传输速率(可达12Mbit/s)，多种网络拓扑结构(总线型、星型、环型)以及可选的光纤双环冗余。

五、结束语

自控系统实施后，对整个破碎系统进行了优化控制、优化运行、优化管理。保证了生产系统的连续、稳定和高效。通过运用综合自动化系统，最终达到劳动生产率位于国内领先水平。通过设备监控与设备安全管理，达到保障设备安全运行、减少设备故障停机时间，提高设备作业率。

参考文献：

[1]石立,张国旺,肖骁.金属矿山选矿厂磨矿分级自动控制研究现状[J].金属材料与冶金工程,2014,42(01):43-48+56.