浮选机液位和充气量自动控制系统的应用

1、 8 年10月第 9 卷第 5 期 有色冶金设计与研究浮选机液位和充气量自动控制系统的应用 喻玲玲（中国瑞林工程技术,江西南昌 330002）摘要介绍了选矿厂的浮选机组配套的自动化控制系统。 浮选机自控内容主要包括浮选槽液位和充 气量的自动控制。 关键词浮选机;液位自动控制;充气量自动控制;PLC 控制系统 中图分类号：TP13 文献标识码：B 文章编号：1004-4345(2008)05-0033-03Application of Flotation Machine Level and Aeration Rate Automatic Control SystemYU Ling-ling(Ch

2、ina Nerin Engineering Co., Ltd., Nanchang, Jiangxi 330002, China)Abstract The paper introduces automatic control system matching with concentrator flotation units. Flotation machine self con- trol includes automatic control of flotation tank level and aeration rate.Keywordsflotation machine; level a

3、utomatic control; aeration rate automatic control; PLC control system控制精矿品位和回收率,满足工艺的指标要求。1概 述2.2工作原理 选矿厂浮选液位控制首要解决的是液位测量问矿山工程磨浮车间的选矿工段、浮选槽液位控制一直以来是一个难点, 如槽液位测量和浮选生产过程具纯滞后大惯性特点等都是自控专业的难题。尤其是磨矿的扰动往往带来浮选流程槽液位的大波动,导致生产产品铜精矿回收率、精矿品位等各项指标下降。 本文针对某铜矿工程, 磨浮工段浮选流程自动化系统设计、应用及浮选系统生产过程中主要控制回路的浮选槽液位和充气量自动控制作一介绍

4、。 题,由于浮选槽内矿浆上有一层泡沫,测量液位时必须消除泡沫对液位测量的影响。 浮选机专用矿浆液位测量装置，包括专门设计的测量桶、结构坚固可靠的激光探头测量装置。测量桶 独特的结构可以有效阻隔浮选泡沫的进入,从而消除 泡沫对矿浆液位测量的干扰;激光探头测量装置外壳 均采用工业不锈钢制成,耐腐蚀,抗氧化,整个结构全部封闭,充分保护测量探头。测量装置具有灵活的零 点、量程标定功能,便于操作;同时还设计了喷淋清洗装置,减少矿浆在浮子表面的粘结,延长该套装置的使用寿命。消泡原理：通过在浮选槽中安装个消泡桶, 消泡桶内置一圈六分水管,水管径向开 16 个小孔,通 过这 16 个小孔向浮球及桶内壁喷水滴,

5、 一方面可以让桶内壁及浮球表面不结垢;另者可以冲洗掉桶内泡 沫层, 在消泡桶中央安装一个可上下移动的浮球,消泡器的顶端安装一块浮动的园盘,通过连杆与浮球相连,这样浮球与圆盘可同时上下浮动。由于浮球是安 2浮选液位自动控制系统2.1系统组成 浮选液位自动控制系统由浮选机专用液位测量装置、气动执行机构和锥形阀、液位控制器和上位机 监控系统组成, 该自控系统可以完成整个浮选流程集中控制任务,并可以实现对多槽浮选作业的液位、充气量自动调节,保证浮选流程的工作稳定,有效地 收稿日期：80710作者简介：喻玲玲（1957），女，工程师，主要从事冶金、选矿仪表自动化设计研究工作。 第 9 卷有色冶金设计与研

6、究 34 装在消泡桶内,可以将矿浆翻花对浮球的扰动降到最 小。消泡桶的底端稍稍收口且与矿浆相通,使消泡桶 内外的矿浆液面始终保持在同一平面,将液位计的探 头对准圆盘,当矿浆液面上下波动时,浮球与圆盘也 跟着上下移动,通过测量盘的上下移动距离即是矿浆液面位置。液位测量装置工作原理见图 1。 制技术,系统工程师可根据浮选作业的具体要求对调节器进行组态。控制器具有超调量小、品质高的特点,可满足各种工况要求。就地控制箱作为辅助控制器, 满足就地手动调节气动执行器的功能, 以及远程/就地切换功能,可以实现无扰动切换以保证控制的液位不出现较大波动。浮选液位控制回路见图 2。 气动执行机构配置有, 可保证良

7、好的线性度,具有调节准确,经久耐用的特点。另外,配置有 气源过滤装置,延长执行机构的使用寿命,可根据现 场的需要,提供现场故障时的各种保护需求,如断气保位、断气关断等控制功能。 2.3技术要求 主要技术性能:(1)液位测量范围为 0500 mm,范围可调;(2)液位测量精度优于1.0%；(3)气动调节阀为锥型调节阀, 电气阀门输入信号:420 mA DC;(4)环境温度:-2060 ;(5)气源压力:0.40.7 MPa;(6)工作电压:220 V AC;(7)控制方式:手动/自动无扰动切换;(8)液位计测量输出信号:420 mA DC;(9)液位调节控制箱布置于对应浮选机旁, 控制箱全部采用

8、不锈钢材质;(10)PLC 液位集中调节控制器可提供工业以太网多种形式通讯接口可实现与厂级 DCS 系统网络互连。 图 1液位测量装置工作原理图 浮选液位控制系统分为 PLC 主控制器, 就地操作箱为辅助控制器。PLC 主控制器灌入了专用的液位控制算法, 该算法集成了基于模糊 PID 的专家控图 2浮选液位控制回路 提供了稳定的气体流量信号,确保自动控制系统的3浮选机充气量自动控制运行。就地控制箱作为备用控制器,若 PLC 系统出现故障,可方便地切换至就地实现手动控制,以保证生产的连续进行。 气动执行机构是采用国际较先进的技术生产制造,该产品具有下列的特点：(1)小型轻便,容易拆装及维修,并可

9、在任何位置安装;(2)结构简单、紧凑,回转启 闭迅速,启闭次数多达数十万次,寿命长;(3)流阻小、3.1系统组成 浮选机充气量自动控制系统由高精度流量测量仪表、气动执行机构、就地操作盘、PLC 集中控制器等量的测量装置组成。充气量控制系统的特点如选用美国进口的热式流量计, 该流量计是一种精确的、易于安装、无活动部件的测量装置,根据热扩散原理开发的,适用于空气、压缩空气或氮气。其传感器采用全不锈钢结构,并带哈氏合金 C 探头,提供防腐保护,确保了产品的使用寿命;内部电路板位于 全金属的 NEMA 4X(IP66)封装内,牢固、防尘、抗气候干扰,适合于多种工业场合,为充气量的自动控制 流通能力大,

10、固有流量特性为近似等百分比特性,调节性能好;(4)可实现连续调节,另外配置有手轮机构,以备故障时手动操作。 PLC 集中调节控制器灌入专用的充气量控制算法,该算法集成了 PID控制、偏差自适应调整两种控制技术,系统工程师将根据浮选作业的具体组成对 第 5 期浮选机液位和充气量自动控制系统的应用 35 调节器进行组态。该调节器具有控制超调量小、品质高的特点。浮选机充气量控制回路见图 3。 功能,PLC 控制系统设计时备有一定 I/O 节点余量, 以备扩展用。该控制系统以可靠性、先进性和经济性为原则,确保控制系统的结构简单、界面良好的扩展空间。控制系统结构见图 4。 图 3浮选机充气量控制回路 3

11、.2技术要求 主要技术性能:(1)流量测量精度:0.5%满量程； (2)气动调节蝶阀:电气阀门输入信号 420 mADC;(3)控制方式:环境温度为-2060 ;(4)气源压力: 0.40.7 MPa;(5)工作电压:220 V AC;(6)手动/自动无扰动切换;(7)流量测量输出信号:420 mA DC;(8)调节控制箱布置在各调节阀旁。 4自动控制系统方案图 4控制系统结构 5小 结为了保证控制系统的可靠性及稳定性并能实现优化控制功能,该工程项目中选用了一套 AB PLC 控制器。PLC 控制柜盘面安装有触摸屏,供现场根据生产情况随时调整参数, 并可方便地查阅历史数据; PLC 控制系统可

12、根据现场需要提供相应通讯接口,以实现与全厂主 DCS 系统网络互连建立互为监视本文详细介绍了浮选机液位和充气量自动控制的解决方案,特别是浮选机液位自动控制经长期的工 程实践,并不断地完善,使得浮选作业的自动化过程控制达到了较好的效果,在本行业领域取得了佳绩。 ,（上接第 32 页） 设计采用 3 个灯为一组可单独控制的方式,体育场主照明和应急照明均在灯控室由智能照明控制系统进行控制。数字式控制模块,直接安装在配电箱中,使用数据线联通所有的数字模块,接线、检修和维护都非常方便。同时,各体育场馆之间的照明控制系统通过通信电缆可连接起来,信息互通,可在主灯控室(体育场 1# 灯控室)进行统一的监测和管理。另外,在体育场观众席挑棚马道上安装了 100 套 QVF137/1KW 卤