矿山充填工艺及自动化控制系统研究

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1、矿山充填工艺及自动化控制系统研究姚倩茹金凯张苗康祥安党志珍安航空学院电子工程学院摘要：当对矿山完成开釆之后，会使矿山底部出现釆空区，对地表地貌造成严重的破坏，当对矿体底部实行填充之后，不但会极大地增加矿下作业的安全，并iL能够提高资源的利用率，对环境的保护也具有重要的意义。本文对矿山的充填工艺做了简要的介绍，并对其中的自动化控制系统开展了详细的论述解析。关键词：填充工艺;自动化控制系统;PLC;作者简介：姚倩茹（1996-）,女，陕西西安，本科在读，研究方向：自动化控制,陕西省西安市阎良区西安航空学院。1矿山

2、充填中的自动化控制系统1.1控制系统设计原则作为井下生产的一个重要组成部分m，矿山充填质量的优劣对矿山的安全生产具有重要意义。以前的充填系统都是通过仪表来控制料浆的浓度的，存在较多的人为因素，工人拥有繁重的工作，严重影响着充填的质量。近些年来，计算机技术得到飞速发展，在工业方面的应用也逐渐被普及，为矿山充填技术的改进提供了坚实的后盾。因此，在控制系统设计时，应该充分考虑到可靠、安全、简易等因素，确保设计出来的系统能够使充填工艺得到发展。1.2控制系统的数据传输、保存及控制模式控制室监控着整个运作系统，将现场工

3、作的每一台机器的工作状况和工作参数传输给PLC，它再与监控站交换数据，使每一台机器的工作情况显示出来。操作人员就可以依据这些数据来对现场工作的机器发布命令，这些指令首先经过PLC,跟输入信号进行结合，按照已经编好的程序对其翻译，并将翻译结果传给输出端，通过各个输出端信号就可以完成对现场机器的控制。PCL的CPU当中存储着所有的系统控制程序，控制着程序的运行，运行参数会被储存在CPU当中，监控站利用工业网络从CPU当中读取数据，监控其运行情况。当网络出现故障时，只是会导致监控站的无法继续监控，并不会影响控制程序

4、的正常运行，而且，系统的运行数据也不会丢失，当电脑恢复正常的时候，监控站又可马上获得监控数据。上位监控站能够通过和PLC交换数据来显示控制系统的运行情况，包含各个测试点的数据变化、机器的运作情况，并且能够发出实时警报而且对其报警情况作详细的记录，以方便在控制室的工作人员对现场情况能够清晰的掌握。不需要再到现场去查看、操作，使得工作人员的负担减少，实现了控制室的集中监控。2控制系统中被控对象的控制设计2.1充填料浆浓度控制设计在对矿iii进行填充时m，因为料浆的浓度会受到很多因素的影响，导致料浆的浓度不是呈线性

5、的变化，出现纯滞后的现象，常用的PID算法不能够很好的控制料浆的浓度，严重影响着料浆的传输与填充的质量。所以，人们通常会改善控制的方式或者是建立二级搅拌以弥补出现的问题。在改善控制的方式上，一般利用专家PTD算法来实现控制的优化。2.2充填料浆配比控制设计填充时使用的材料主要为水、水泥、尾砂、砂砾。刚开始填充时，把尾砂当作骨料，当能够从废石料中提取出砂砾之后，就把沙砾当作骨料，以实现保护环境、降低成木的目的。在充填过程中需要准确的灰砂配比，而想要根据周围环境计算出其比例也不是很容易。因此，还要考虑环境的湿度和

6、温度等因素。对于间隙的自动化控制，根据实际需要，可以将控制系统设定为双闭环比值的控制，进而满足灰砂比的自动化需求。2.3水仓液位、水泥仓料位及搅拌槽料位控制设计要想调节料浆的浓度，需要利用到给水阀，调浆的水是利用水泵从水库中的水抽出，通过水仓传输到管道中的，需要对水仓中水的高度严格控制，在这，可以把控制水位的系统设定为单闭环控制的，同时利用PID控制器实行控制，不但能够避免水泵的频繁动作，而且能够避免因频繁动作而产生的震荡。PID带死区的控制系统属于一种非线性的系统位1，当

7、e(k)

8、^

9、eo

10、0j-,数字调

11、节器就会输出零;当

12、e(k)

13、>

14、ed时，e(k)就会变成正常的值，而且是反馈值和设定值的差值，是PTD的输出。e。是一个能够调整的常数，具体的数值要根据实际要求确定。并且需要注意的是，e。不能太大也不能太小，小了就会导致频繁的动作，大了就会导致系统的滞后。搅拌槽和水泥仓的含量信号都是利用变送器来传达给PLC控制器，在对其液位和料位实行监控时通常会设置保证设备，杜绝料位或液位的过低或过高。结束语本文对矿山充填技术的自动化控制系统的设计展开了详细的分析，在采用自动控制系统之后，不但能够减少人力的成本还能够提高其

15、生产效率，减少不必要的维修，具有非常良好的社会效益和经济效益。参考文献［1］柳艳峰，张天红.有色金属矿山充填系统自动控制技术［J］金川科技，2015(3):1-4.［2］蒋振，张强.某矿山充填材料制备站自动控制方案探析［J］现代制造，2013［3］:70-71.［3］赵蕊红，李晓鹏.铜锌矿山尾矿回填&动控制系统［J］.商品与质量:房地产研宄，2014(2):244-244.