选矿自动化与信息化系统的设计

徐海蓉

摘要：随着市场经济的发展，矿产资源不断减少，矿业市场竞争日趋激烈。矿业企业面临的主要问题是如何利用现有的有效资源，如何提高矿业企业的核心竞争力，如何使选矿生产完全自动化和信息化。从破碎自动化控制、磨矿分级自动化控制、浮选工艺等方面介绍了我国选矿自动化技术的发展现状，分析了我国选矿自动化技术存在的问题。在此基础上，展望了選矿自动化的发展趋势。

关键词：选矿自动化;应用;发展

引言

目前，计算机技术、网络技术和微电子技术在国内选矿工艺中得到了广泛应用，为进一步提高矿业企业的核心竞争力，各大企业采用新技术、新技术、新方法对现有生产线进行改造，使矿业企业朝着生产过程自动化、日常管理信息化、智能化设备与设施化的目标发展。

1、软件功能与设计

（1）手动控制方式：给料量，给水量，料控制量，水控制量由操作员根据现场情况以及以往的经验手动输入。人为地控制给料机的给料速度，对给料机设定一个恒定的控制量，实现对磨机的恒定给料，同时人为地控制阀门，控制给水量，使磨矿浓度维持在工艺的需求附近。（2）自动控制方式：给料量由操作员依据现场运行状况以及经验人为输入，给水量根据水料比求得，料控制量和水控制量由料PID和水PID自行调节，并且料和水的控制都分别设置了控制量的上下限和检测量的上下限，防止过调节而造成磨机不稳定。（3）专家控制方式：结合现场操作人员的工作经验，分析现场运行的数据，给出一般状况下磨机负荷控制的大小。根据专家经验，欠磨时增加给料量，饱磨时减少给料量，同时将欠磨别划分3个级别，重欠磨、中欠磨、轻欠磨、重饱磨、中饱磨、轻饱磨，不同的级别对应不同的给料量。专家控制在料PID与水PID的基础上通过设置重饱磨，中饱磨，轻饱磨，轻欠磨，中欠磨，重欠磨和最优值，然后根据负荷值来设置控制产量的上下限实现对执行层的控制，使磨机状态保持最佳产量的状态，提高了生产效率。（4）优化控制方式：磨机负荷与磨机功率之间存在极值关系见图2，因此可以通过自寻优的方式来寻找负荷的较佳工作点[5]。寻优的目的就是不论当前的工作点是在最佳工作点的左侧还是在最佳工作点的右侧，最终都需要让其工作在B点附近。若当前工作点在b点，而下一刻运行到c点，则表明寻优方向正确，此时的磨机负荷的增加量，磨机功率的增加量。若当前工作点在B点的左侧e点处，而下一刻运行到d点，则表明寻优方向正确，此时的磨机负荷的增加量，磨机功率的增加量。由以上分析可知，只要存在，寻优方向正确，可以增加一个步长。优化控制方式就是通过专家和现场操作人员的工作经验，设定一个最优负荷值，利用自寻优方式在这个设定值附近寻找出入report数据库，企业管理者只需输入想要查询的时间段即可在线查询所需要的历史数据，并可将历史数据进行报表打印，节省了人工记录的时间，提高了企业的工作效率。

2、当前选矿自动化技术的应用

2.1破碎自动控制

破碎作业是选矿的第一步。破碎过程主要为后期作业提供强有力的物料支持。大量分析表明，破碎过程中产生的能耗和能量转换效率很高，不利于矿业的可持续发展。在破碎系统中应用自动化控制，可以提高破碎效率，减少破碎过程中的低能耗问题，取得较高的经济效益。破碎自动化控制的应用主要有两个方面。首先，在矿石破碎过程中，对不同要求的粗、中、细破碎负荷分配进行了优化。其次，优化了破碎和粉磨之间的负荷分配。破碎后需要进行研磨操作，控制研磨粒度可为研磨提供最佳原料，有效降低研磨损失。破碎机在运行中不可避免地会出现一些故障问题：如皮带跑偏、打滑等，破碎自动化控制可以保护设备链条，提高破碎设备的稳定性，真正实现无人破碎，为后续操作提供支持。

2.2磨矿分级自动化控制

磨矿分级是矿物加工技术中最关键的环节，只有保证科学合理的磨削操作参数，才能实现磨削产品的质量要求。在此基础上，可为准确的浮选指标提供参考，从工艺分析的角度来看，磨矿分级属于非线性工艺，操作参数的耦合度较高。仅仅依靠输入输出PID控制回路是很难达到预期效果的。针对这一问题，现有的自动磨矿分级控制系统增加了一个模糊控制器，实现了参数的协调控制，实现了磨矿作业参数的自动检测和分级，便于员工及时发现故障问题并进行处理。避免了传统工艺存在的下料、超磨等质量问题，极大地提高了选矿厂的生产水平。

2.3浮选作业自动化控制

浮选工艺是选矿的最后一步，严格按照磨矿指标进行浮选分析，传统的浮选作业主要是由工作人员根据自己的经验进行控制，通常在滴出或最终指标出来后进行相应的调整，自动化技术在浮选加药控制中的应用，保证了加药过程的顺利进行，避免了人工操作带来的不良影响。在具体应用中，浮选自动加药控制系统可实现远距离定量定时加药，并通过现代化的程序控制设置调整加药机，保证加药过程的准确性和有效性，自动化技术不仅提高了浮选作业的稳定性，而且保证了选矿回收率的提高，目前我国储罐液位控制主要是间接测量，有时根据实际需要采用超声波测量。

3、选矿自动化技术的发展趋势

（1）检测感应技术、数字软测量、虚拟化、智能化。电感器和积分器的出现，以及矿山专用仪器设备的研制，大大提高了监测的准确性和适应性。例如，在磨矿系统中，对球磨机负荷的监控是球磨机自动控制的重要组成部分，单因素试验无法实现对球磨机负荷的准确检测，双因素试验无法判断球磨机的磨矿浓度，多因素联合检测可以为磨矿过程的最优控制提供准确有效的数据，通过采集大量的传感数据，模拟虚拟动态，自动判断分析，通过计算机系统具有智能功能，输出指令来调节设备的工作状态。（2）自动控制技术与强大的软件系统相结合。先进的软件系统开发是将先进的制造技术、现代管理技术和先进的控制技术相结合，系统自动采集数据，提供解决方案，完成业务，实现企业的优化运营、优化控制和优化管理，将自动控制技术与矿山专用控制软件相结合，逐步实现人工智能控制。因此，未来选矿自动化技术的发展趋势是实现一体化工作系统。（3）数据挖掘、人机交互、智能控制。随着近年来大数据技术的兴起，集中器生产通过挖掘大数据统计数据，进一步实现了数据规则的集成和利用。为管理者提供更有效、更准确和可靠的数据支持，未来将是一个人机交互的时代，优化控制、智能控制和模型预测控制将是选矿控制的发展方向。

结束语

总之，现代装备技术和创新技术将广泛应用于工业生产中，智能机器取代人工选矿工业的时代为之不远。

参考文献：

[1]朱颖舟.沙溪铜矿选矿自动化控制系统应用[J].科技视界，2017（21）：260-261.

[2]孙晓程.浅谈选矿自动化的发展[J].山东工业技术，2017（24）：49.

[3]颜帅，吴莎.选矿自动化的新发展[J].山东工业技术，2017（15）：31.