某选矿厂磨选厂房集中控制改造

王 彬

（山东金岭矿业股份有限公司选矿厂）

某选矿厂磨选厂房现有6台MQG2700×2100型格子型球磨机，每台球磨机与双螺旋分级机形成闭路，溢流进入选别作业。操作工通过观察皮带秤显示的流量，用变频控制给矿机的给矿量，从而控制球磨机的台时处理量。球磨机运行中，操作工需要随时观察球磨机电流和轴瓦温度以及分级机溢流和返砂等情况，从而确认球磨机的运行状态，及时发现设备异常，确保工艺设备安全运行。

长期以来，球磨工在球磨机前直接进行设备操作、巡检等日常工作，噪声等职业危害较大，巡检用时较长，工作效率较低。针对这些问题，需要对磨选厂房进行集中控制改造，实现球磨生产的远程集中控制［1-10］。

1 改造前磨选系统存在的问题

1.1 设备巡检的局限性

球磨岗位现为一名操作工，同时负责2台球磨机的运行，操作工需要频繁巡检设备，巡检线较长、耗时较多，且巡检过程中注意力集中在设备局部，无法同时掌握2台球磨机的整体运行状态，存在一定的安全隐患。

1.2 职业危害

球磨机运行过程中产生较大的噪声和震动，岗位工长期佩戴耳塞等防护用具在设备周围操作和巡检，对身体健康影响较大。

1.3 监控设备老旧

磨选厂房目前的监控已使用近10 a，摄像机均为老式模拟摄像机，图像质量较差，线路老化严重，监控图像极不稳定，故障频发，已无法满足当前对厂房设备监控的要求，需要将磨选厂房监控升级为图像清晰、抗干扰能力强的网络监控系统。

2 改造方案与实施

从职业健康和生产管理方面考虑，建立高效、准确的集中控制系统和隔音、隔震效果好的控制室，把操作工与球磨机等设备隔离开，具有重要意义。

通过科学论证，将集中控制室设置在3#与4#球磨机之间，配备操作台和显示器，室内引入厂房监控画面、球磨机电流、轴瓦温度、给矿皮带流量、给矿变频控制等信号，实现操作室内随时观察设备运转情况，并对球磨机给矿量进行远程调节。

2.1 视频监控升级改造

将模拟监控系统升级为高清网络监控系统，摄像机布置如下：

（1）将厂房内的3台模拟球式摄像机更换为高清网络球机，在原位置根据现场视角进行了适当优化。

（2）给矿皮带处沿用原监控放射源的枪式网络摄像机。

（3）对需要岗位工重点巡检的湿式磁选机、分级机和返砂槽处，各安装1台6 mm高清全彩网络摄像机，以满足操作工对这3个重点部位的远程细致观察要求。

改造后，每系列给矿皮带、磁选机、分级机、返砂槽处各有1台网络摄像机，加上监控厂房的3台球机，共使用27台网络摄像机。综合现场实际情况，进行统一布线，数据传输采用超五类双绞线，每台球磨机的监控信号分别汇总到6台交换机，再将1#～3#球磨机、4#～6#球磨机的监控信号分别汇总接入交换机，通过光缆传至调度室，从4#球磨机总交换机用网线将数据引入集中控制室，控制室内采用3台网络硬盘录像机，配备3台显示器，每台显示2台球磨机的监控画面，如图1所示。

2.2 球磨机电流、轴瓦温度信号接入

球磨机原运行电流和南北轴瓦温度在球磨机的低压操作柜上显示，显示设备分别为电流表和数显表。电流信号来自中央配电室球磨机供电端电流互感器，温度信号通过PT100采集。

（1）球磨机电流信号引入。将每台球磨机电流信号串联引入集中操作室，实现球磨机操作柜和集中控制室两地均可观察到球磨机的实时电流。数显表可以直观显示结果，同时可设置电流上、下限报警输出，采用2个蜂鸣器作为报警器，球磨机电流异常时发出报警声。

（2）球磨机轴瓦温度信号引入。温度信号由原PT100信号直接接入数显表，改为PT100信号先接入温度变送器，再由温度变送器输出2路4～20 mA信号，一路接入球磨机低压操作柜数显表，一路接入集中控制室数显表，实现轴瓦温度在球磨机操作柜和集中控制室的两地显示。温度变送器采用XFWD-11-G型信号隔离器，数显表采用智能数显控制仪。

通过改造，实现了球磨机电流、轴瓦温度等数值在集中控制室的实时显示，同时，球磨机电流连接蜂鸣器，提高了远程操作的安全性。

2.3 给矿变频控制信号接入

在集中控制操作室中，操作工人需要一边观察球磨机台时处理量和给矿皮带流量，一边实时调节给矿机的给矿量，这样就需要将给矿皮带流量信号和给矿机变频控制信号接入控制室，以实现集中控制室远程精准给料的目标。

（1）在集中控制室配置1台PC机，安装皮带秤管理系统软件，通过联网访问皮带秤系统，实现给矿皮带流量在集中控制室的实时显示。

（2）将变频器的开停和频率的升降信号引入集中控制室，实现给矿机本地、球磨机控制柜、集中控制室三地均可控制给矿机开停和给矿量。

3 改造效果

通过集中改造，实现了球磨工与球磨机的隔离和岗位日常操作运行的集中控制，实际运行效果良好。

（1）集中控制室的隔离可减弱球磨机噪声强度约50%，每班按8 h计，操作工直接接触球磨机高噪声、高震动环境的时间由原来的平均7.5 h缩短至不足1 h，大大降低了职业危害，减轻了劳动强度，满足了职业健康卫生的相关要求。

（2）操作工可在集中控制室内实时观察球磨机整体、给矿皮带、磁选机、分级机和返砂槽的监控画面，可实时观察球磨机电流、轴瓦温度等参数，可实时根据给矿皮带流量调节给矿量，全面掌握球磨岗位的各项信息，使操作和判断更加精准，系统运行更加平稳。

（3）模拟监控系统升级为高清网络监控系统，监控画面质量大幅提高，故障次数大大降低，现场布线更加精简，检修维护更加方便。

（4）球磨机电流上下限报警的加入，可及时发现球磨机的异常，有利于排除安全隐患，降低系统的故障率，保障系统的安全运行。

改造后实现了磨选厂房的远程集中控制，减轻了噪声等职业危害，改善了工作环境，降低了职工的劳动强度。设备的集中监控对岗位进一步减员增效提供了可能；同时，集中控制室的设计思路和改造方案对同行业相似环境有一定的借鉴价值。