电气自动化技术在选矿企业中的应用

张江群

摘 要：电气自动化程度的提高能够使企业获得更大的利润，能够促进员工素质的提高。在自动化程度较高的设备的应用和维护过程中，应当从多方面进行出发，科学、合理的进行操作，充分发挥高端设备优势，对设备进行定期和不定期维护，确保工作状态良好，确保利用自动化带来的优势，实现增产增效降成本。

关键词：选矿企业；电气自动化；应用分析

矿石破碎是采选行业必不可少的工序，也是选矿厂的第一道工序。矿石尽量通过破碎出合格的产品，去磨机的量越少越好，尽量“多破少磨”能提高生产效率，降低成本。破碎生产线的主要设备有破碎机、圆振筛、运输皮运机、收尘风机、给料机等。采用PLC替代原来的继电器产品，高效科学无触点方式进行控制，能解决原来的生产控制效率低、故障率高、技改难度大的问题，实现生产自动化、可视化、可靠化的先进生产流程，大大减少操作人员参与生产控制。

一、选矿自动化技术发展概况

20世纪40年代初，一些企业开始应用选矿自动化技术。由于不同矿产选矿流程的不同，再加上不同选矿种类技术指标有很大差异，受制于当时传感器以及控制技术的发展，选矿自动化技术没有得到很好的推广。20世纪50年代，自动化控制技术得到了深入研究，相应技术也愈加成熟，不过它主要依赖的是模拟仪表的控制技术，运行时不是很稳定。20世纪60年代，由于新的自动化检测仪表如矿浆浓度计、金属探测器以及矿浆pH计等的成功研制，自动化选矿效果得到了较大提升。20世纪70年代，自动检测技术得到了高度重视，如大量推广应用X荧光分析仪[3]，用于在线检测金属含量。随后新的控制思想以及策略被提出，再加上微机处理器迅速发展，促进了选矿自动化向更加高集成方向发展。在美国、南非、加拿大等一些矿产资源丰富的国家，过程控制的思想已经发展成熟，从碎矿到脱水的各个过程都应用了成熟的过程控制技术，使得选矿在品质方面如成品的粒度、产品的品位以及浓度等都能得到较好的控制。近几年，随着计算机技术、网络技术以及其他控制技术的进步，选矿自动化的发展更加迅速。

二、选矿人的手动操作存在的问题

（1）矿物加工完全取决于工人判断矿石质量的直觉。由于没有统一的选矿标准，不同工人选择的矿井质量参差不齐。（2）人工选矿效率低，选矿工作量大，需要消耗更多的人力成本和时间，不经济的业务。为了克服人工选矿中存在的一系列问题，选矿自动化技术引起了人们的关注和发展。该技术具有以下优点：（1）降低人工成本；（2）简化操作程序；（3）提高生产效率；（4）减少损失；（5）提高矿物产品的稳定性和质量。进入新世纪以来，国内外矿产加工业进入快速发展阶段。根据国家发展战略，到2020年国内生产总值翻两番，给全球化资源的开发带来更大的挑战。矿产资源不是可再生资源，现有全球矿产资源难免存在资源枯竭，矿石质量退化等问题，迫切需要开发自动化加工技术，提高生产效率，降低能耗，提高选矿质量。

三、选矿企业中的电气自动化技术

（一）微机继电保护技术

当前，国内社会经济飞速发展，城市化水平也在持续前进，钢铁业的制造范围越来越广，电气自动化技术水平也持续发展，微机继电保护在钢铁业得到了广泛的使用。首先，继电保护是在数字形式电脑为根本的基础上，从性质上来讲，继电保护是以单片设备为根本开展智能化保护的技术设施。完成继电保护性能的装置就是继电保护设备。大多包含四个关键的步骤：第一信号的收集；第二信号的解析；第三辨别步骤；第四影响信号的运行。全部程序一定要从电力体系进行开展实施，探索其每一次发生事故的原因，针对不同事故发生的原因采取有效措施加以解决，保证自动化措施地有效运行。

（二）选矿机械中的应用

电气自动化控制技术考虑选矿机械运行时的效率，辅助设计改良方案，促使选矿机械保持高效的作业状态，如：采煤机、液压设备等，都经过电气自动化控制技术的改良，投入选矿的实践作业中，推进了采煤作业的自动化发展。例如：选矿生产中的液压系统，其在电气自动化控制技术的作用下，保持稳定的控制状态，当液压系统在选矿生产中工作时，液压系统能够根据选矿生产的状态，提供合理的控制作用，确保液压系统的稳定性，为选矿作业提供高质量的液压控制。电气自动化控制技术在选矿机械中的应用逐渐成熟，总结成功案例中的技术经验，完善应用到选矿生产中，发挥电气自动化控制技术的优势。

（三）电气节能技术的应用

我国大中型矿山，均是耗能大户，普遍存在电气能耗高、节能措施缺乏、节能技术落后等问题，加大电气节能技术的应用力度，对于在进一步提高矿山企业电气节能技术水平以及节能减排上，具有积极的现实意义。目前其主要应用包括无功补偿节能和变频调速节能。

矿山设备中，风机和水泵消耗功率较大，采用变频调速控制，可降低能耗，使节电率能达到20%——50%。以变频调速技术在水泵中的应用为例，采用变频调速技术，可以根据流量的实时变化来调节水泵的电机转速，一定流量下，只需要输入既定功率，即可获得较好的节能效果。实践数据证明，采用变频调速可使水泵功耗降低15-20%，从而达到节能的目的。

矿山电力系统中，电网、变压器及一些大功率电机正常运行中会产生无功功率，对电力线路和变压器造成功率损耗。通过无功补偿技术，可减少电网及变压器无功功率。除了电网电源可进行无功补偿，矿山中数目较多的大功率异步电动机也可采用无功补偿降低电能损耗，异步电动机的功率因数一般比较低，即使在功率因数很高的情况下仍然会产生附加的无功损耗，一般在配电室统一安装电容器柜进行补偿。可见，在矿山供电系统及电机电源系统中配置无功补偿，可提高功率因数，节省电能消耗，为企业节省大量资金，提升经济效益。

四、选矿生产电气自动化控制技术的创新发展

选矿生产电气自动化控制技术具有创新发展的潜力，根据电气自动化控制技术在选矿生产中的应用，提出创新发展的策略。分析如下：软件创新，软件决定了电气自动化控制技术的功能，满足控制任务，可以根据选矿生产的需求，设计软件编程，投入到电气自动化控制的应用中；硬件创新，朝向简化、便捷的方向发展，降低電气自动化控制硬件的复杂程度，提升硬件使用的灵活性，进而减少了硬件引起的技术故障，提高硬件运行的水平；系统创新，遵循协调、综合的原则，改进电气自动化控制系统，落实控制技术在选矿生产中的应用，通过系统创新改善电气自动化控制，完善其在选矿生产中的应用，确保电气自动化控制系统的优质性，达到选矿安全自动化生产的标准。

结语：

电气自动化程度的提高能够使企业获得更大的利润，能够促进员工素质的提高，在自动化程度较高的设备的应用和维护过程中，应当从多方面进行出发，科学、合理的进行操作，充分发挥高端设备优势，对设备进行定期和不定期维护，确保功率状态良好，确实利用自动化带来的优势，实现增产降成本的目标。

参考文献：

[1]刘景忠.大型选矿厂电气自动化的应用[J].技术与市场，2017，24（11）：155.

[2]郭荣才.选矿厂磨矿分级智能化控制系统研究[J].科技资讯，2017，15（11）：31-33.

[3]郭荣才.电气自动化技术在选矿企业中的应用[J].机电信息，2017，（03）：60-61.