关于选矿自动化应用的几点思考.pdf

第3 4 卷 2 0 1 4 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 4 A u g u s t2 0 1 4 关于选矿自动化应用的几点思考① 原明亮 五矿邯邢矿业有限公司北沼河铁矿，河北邯郸0 5 6 3 0 0 摘要从一个选矿自动化现场应用者的角度，分析了选矿自动化技术在实际生产使用中给选矿厂和厂内各类人员带来的新变 化，并有针对性的提出了一些建议。希望对选矿自动化系统的开发和推广应用有所帮助。 关键词选矿自动化；在线控制；磨矿系统 中图分类号T D 9 2 8 ．9文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 - 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 8 ．1 3 5 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 0 4 9 0 - 0 3 近年来，选矿自动化技术迅速普及，不仅提高了选 厂生产的各项指标，节约了能耗，还大大改善了职工的 劳动条件。选矿在线检测技术、过程优化控制技术和工 厂建模仿真技术等方面的新进展正在不断推动选矿自 动化向智能化、信息化方向深入发展j 。但是，在先进 技术的实际应用中，很多选矿厂没有根据技术的升级而 及时采取应对措施，存在技术与管理衔接不佳的问题。 1 北沼河铁矿选矿工艺及自动化概述 1 ．1 工艺流程 北沼河铁矿选矿厂设计年处理铁矿石1 8 0 万吨， 共有3 个系列。人选矿石主要是磁铁矿，可选性较好。 采用一段湿式自磨，二段球磨闭路磨矿，三段磁选的生 产工艺。井下矿石通过箕斗提升至主井矿仓，经皮带 运输到选厂原矿仓，通过原矿仓底部的电振给矿机进行 放矿，矿石再由给矿皮带送到湿式自磨机，自磨机排出 矿浆到双螺旋分级机，分级机返砂到二段球磨机，球磨 机排矿返回分级机，形成二段闭路磨矿。分级机的溢流 经过三次磁选、过滤生产出精矿和尾矿 如图1 。 原矿 图1 现状工艺流程 1 ．2 自动化系统 北沼河铁矿磨选自动控制系统采用了广泛应用的 集散控制系统结构。系统根据选矿工艺流程及设备运 行特点，选用S I E M E N Ss 7 - 4 0 0 控制器和远程I ／O 分 布式结构。该P L C 系统共有1 个主控机和P L C 之间 以及各个分站之间用P R O F I B U S - D P 通讯。工控机主 要负责全厂设备的监控，而且互为备用；主站主要负责 数据的处理；l 号分站负责各个设备的开关量信息；2 号分站主要采集l 系列磨矿分级仪表信号；3 号分站 主要采集2 系列磨矿分级仪表信号；4 号分站主要采 集3 系列磨矿分级仪表信号；5 号分站主要处理4 个 矿浆池的液位和渣浆泵控制，另外还有各个磁选机的 启停控制旧J 。自动化监控效果图见图2 。 图2 自动化监控效果图 ①收稿日期2 0 1 4 - 0 6 - 1 7 作者简介原明亮 1 9 8 5 一 ，男，山东莱州人，工程师，主要研究方向为选矿自动化的应用及尾矿固结充填技术。 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 原明亮关于选矿自动化应用的几点思考 4 9 l 该系统于2 0 0 5 年1 1 月正式投入运行，至今已运 行8 年有余。通过不断的技术改进和管理创新，自动 化系统的应用日臻完善，期间积累了很多宝贵经验，愿 意与大家共同交流。 2 问题与建议 2 ．1 检测数据传递及反应的时效性 几乎所有的选矿自动化控制设备都独立设置在自 动化室或调度室，调度人员能够通过检测数据和监控 系统最先了解现场可能会出现的问题。当他们得到问 题信息后，需要马上将信息反馈给现场岗位人员进行 及时处理。这就要求调度员必须拥有极强的责任心， 时刻盯紧监控设备，迅速反馈信息。一旦懈怠，信息传 递不畅，就可能造成反应滞后，从而导致生产事故。 例如，在自磨系统中，电流、电压、电耳等检测数据 确实能反映出自磨机即将出现胀肚的迹象，并能通过 自动控制给矿量和给水量，达到控制胀肚继续加重风 险的目的。但是，在实际生产中，供矿系统往往实现不 了绝对的均匀给矿，因为它控制不住给矿电振瞬时的 给矿量，而只是在一段较长的时间内保持均匀给矿。 如果给矿电振口因为有较大的矿块淤堵，导致磨机几 分钟内没有给矿，此时供矿系统便会自动加大给矿电 振的电流以把淤堵的矿块震下来，从而促使皮带矿量 突然增大。皮带上大块的持续增多，自磨机一时不能 承受，便会造成真实的胀肚。 同样，在渣浆泵变频给矿系统中，也可能会因为矿 量的突然增大，导致变频器控制渣浆泵加速运转，而此 时的下一道磁选工序，会因为没有足够的空间接纳瞬 时矿量，从而导致矿浆大量淤冒，甚至设备停机。 以上都是因为自动化系统不完善导致的事故，而 选矿工艺特征的复杂性远不止这些，仅仅通过优化模 拟过程模型很难达到完全智能化控制的目的。以上情 况，如果现场岗位人员能及时发现，迅速反应，将自动 转换成手动模式或采取临时的控制措施，是可以避免 事故发生的。所以，岗位操作人员如果能第一时间直 观的看到设备运行和生产数据，就会减小或避免反应 操作的滞后性。 建议在进行自动化系统安装时，保留调度室内的 工控系统，同时将各生产工序的数据检测显示器分别 安装到各个岗位的值班室内即第一现场 见图3 ，并 分别设置数据临界值的声光报警，让岗位人员都能第 一时间作出反应。这样，就减少了信息传递环节，加快 了问题的处理速度。同时，也便于调度人员利用本显 示系统快速、统一的发出指令。 蘑 一I 蕈i I 蘑I 訇f 市5 壹吖交换机 P r o f i b u sD P 网 叫节f 黼 I E T 2 0 0 M I ⋯ ．．．．．．．．．．．．．1．．．．．．．．．．．．～ ．▲土重上 I E T 2 ∞M I 2 ．2 调度中心的职能调整 调度中心是选厂运行的神经中枢，起到上传下达、 组织生产的作用。自动化系统终端安装在调度中心， 会使其功能更加完善，因此，调度的岗位职能也应当作 相应的调整。 根据实际生产的需要，其职能应当增加“根据工 艺要求，监视自动化过程控制参数，及时、准确地对各 项工艺参数及设备参数进行调节”、“稳定技术经济指 标，努力节能降耗，提高设备台时率，实现稳定、高效生 产”等内容，这就对调度员的素质提出了更高的要求， 他们不仅应当具有良好的组织协调能力，还应该具备相 应的选矿工艺和设备的专业知识。所以，加强对调度员 的培训或选拔组织能力优秀的技术员进入调度队伍，并 建立更加有效的激励机制，对于选矿生产极为重要。 建议采用自动化系统的选厂可以把技术人员补充 到调度岗位，并且适当提高自动化操作调度员与产量、 质量和成本的挂钩奖惩比例。 2 ．3 技术人员职责的变化 以前，工艺技术员需要做大量的试验来收集整理 选矿数据，用以确认最优的选矿工艺方案。而选矿自 动化系统的上线，则更加方便了技术人员对数据的收 集和统计过程，同时也对选矿工艺方案的优化水平提 出了更高的要求。 技术人员在收集和整理大量的台时量、浓度、粒 度、品位、水压、功率等运行数据的同时，还应当通过定 期的亲自实验来对这些数据进行校核，以确认数据的 准确性。然后，通过数据的统计整理，总结工艺设备的 运行规律，找出数据之间存在的必然联系，最终达到优 化选矿工艺参数或改进工艺流程的目的。 璧P I“ 譬 万方数据 矿冶工程 第3 4 卷 可以说，自动化促进了技术人员更好、更快的工 作，而不是减轻或减少工作。 2 ．4 自动化系统的维护 自动化控制系统的安装成功并不意味着它能够持 续的保证选矿正常生产。控制系统投运后需要大量的 维护工作，这就首先要求选矿厂必须与系统的开发方 签订长期技术支持的协议，如果系统因为重大的设备 故障或工况变化等情况而停运，开发方可以随时到厂 解决口] 。其次，选矿厂需建立和培养自己的相关专业 技术人员和维修工梯队，做好关键零件和传感器的备 用，系统一旦出现故障可以做到及时更换或维修。 由于选矿矿浆是复杂的非均质流体，且选矿的作 业环境比较差，所以对于传感器等部件的要求必然较 高。目前市场上的大多传感器仍然存在可靠性低、寿 命短、测量精度低误差大等问题。所以，传感器需要定 期检查和更换，液位探头等需要经常擦洗，水阀传动部 位也需要经常润滑，只有这样才能保证系统的长期正 常运行。 另外，一些选矿关键过程不能完全依赖传感器数 据，技术人员必须定期对浓度、粒度等生产数据进行 校核。 2 ．5 专业人才的培养‘4 1 针对选矿自动化在生产中的广泛运用，各高校选 矿相关专业应当开设部分自动化原理、选矿数学模型 与过程仿真等课程瞪] ，并讲解基本的选矿自动化控制 实例。让自动化与选矿两个学科相互融合碰撞，培养 学生的研究兴趣，从而产生综合型的选矿自动化研究 人才。 3 结语 选矿自动化系统并不是一旦安装投用就可以一劳 永逸的万能法宝，它需要选厂各岗位、各工种乃至管理 层根据新的变化，采取新的相应措施进行应变。自动 化系统运行的过程应当是不断创新工作方法、更新管 理思路的过程，这需要全体选矿工作者的共同努力。 同时，开设选矿专业的相关高校应当根据选矿工 业出现的新变化、新趋势，在人才培养方面向选矿自动 化领域扩展。 参考文献 [ 1 ] 周俊武，徐宁．选矿自动化的新进展[ J ] ．有色金属 选矿部 分 ，2 0 1 1 增刊1 4 7 5 4 ． [ 2 ] 褚凡，王占楼．P L C 技术在北沼河铁矿选矿厂的应用[ J ] ．金属 矿山，2 0 0 7 7 5 7 6 0 ． [ 3 ] 孙云东，杨金艳．国内选矿自动化技术应用及进展[ J ] ．黄金， 2 0 1 0 4 3 5 3 8 ． [ 4 ]章永青．基于专业特点创新选矿技术人才培养模式[ J ] ．职教论 坛，2 0 1 1 2 3 7 5 7 6 ． [ 5 ] 张晋霞．矿物J J H S E q - 程专业创新性课程体系的构建研究[ J ] ．煤 炭技术．2 0 0 9 1 2 1 5 2 1 5 4 ． 万方数据