选矿厂磨矿分级智能化控制系统研究.doc

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1、选矿厂磨矿分级智能化控制系统研究　　摘要：随着社会对选矿的需求不断升高，选矿自动化发展在近几年得到广泛关注。磨矿控制环节是整个选矿工艺的关键环节，在实际应用中如果能够把先进的智能控制技术与丰富的人工实践经验结合，就会获得很好的生产效果。首先，该文研究磨矿电气分层控制系统的结构以及运行原理；其次总结磨矿分级过程控制的技术特点以及现存问题；最后研究如何将智能控制引入到磨矿分层控制系统回路中。　　关键词：选矿自动化磨矿电气控制分级过程控制智能化　　中图分类号：TP309文献标识码：A文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0031-03　　?x矿

2、自动化的发展是从20世纪中期开始发展起来的技术，相比传统的人工选矿它具有以下优势：（1）降低人工成本；（2）简化操作流程；（3）提高生产效率；（4）降低损耗；（5）提高选矿产品的稳定性以及质量。选矿自动化的工艺主要分为3个部分：（1）原料矿物破碎过程；（2）磨矿过程；（3）浮选过程。其中磨矿环节是矿石破碎的继续部分，主要目标为将矿石经过处理后形成细粒度级的颗粒用于浮选环节，所以磨矿的效果直接影响磨矿产品的质量（包括：磨矿粒度特性、磨矿产品浓度、磨矿单体的解离度）和后续其他工艺处理能力，这样就会影响整个选矿自动化工艺的经济性、技术性、高品质性[1]。磨矿

3、分级自动化能够有效减少球磨机能耗的同时还能提高磨矿分级效率以及能源利用率。其发展经历了3个阶段[2]：（1）初始发展阶段。开始没有用于检测控制的仪表，主要由人来主观操作，这样导致生产指标不稳定；（2）稳定发展阶段。由于这个时期自动检测仪表使用和推广，如，矿浆pH计、X焚光分析仪和线矿装粒度仪等，使得在磨矿过程给矿量及溢流浓度能得到精确控制；（3）最优化生产发展阶段。这个阶段主要特点是控制理论的不断发展，先进的控制技术不断优化控制效果，如，PID串级控制、模糊控制与PID控制结合等。不过，由于磨矿本身的非线性以及时变性特点，其本身的建模以及回路控制相对复

4、杂，国内很少企业研究出较好的成果。近年来，由于人工智能技术、过程模型以及仿真技术得到很好推广，这样使得国内外出现了许多以磨矿过程控制模型为基础，将智能控制算法与传统的控制理念结合的潮流。该文分析传统的选矿厂磨矿分级控制系统，研究近年来国内外的智能化控制算法与磨矿分级控制相结合情况。　　1矿厂磨矿电气分级控制系统分析　　传统的磨矿电气控制系统结构由图1所示，由图可以看出核心是磨棒机，分级作业主要是在原来磨棒机的基础上加入分级机，目前主要是有水力旋流分级机和螺旋分级机两种。其余包括不同的子系统[3]：（1）磨矿电机润滑油部分。主要采用高、低压润滑油系统，磨

5、主体分三段，前两段采用球形磨，第三段采用棒形磨；（2）电气控制联锁和继电保护部分。不同设备的打开与关掉是有先后且持续时间也是不同的，要实现这些就需要电气联锁，继电保护主要有气压、气温、油温、油压保护，还包括过电流、电压、励磁保护等两部分组成；（3）同步电机励磁装置部分。由两部分组成：一部分是系统组成的回路部分；另一部分就是这个回路的控制部分，整个电路采用三相全桥整流，去磁部分采用具有高、低电压的双级双路去磁；（4）自动喷油机械装置部分。为了保证大齿轮运行摩擦小，喷油装置就会每过一段时间就喷油润滑一下；（5）气动离合器部分。要就是通过气压压力推动同步电机

6、带动磨机转动的过程，目前主流的供气结构是两层供气：一层是用来控制气罐泄压的压力；另一层是确保控制气罐工作压力；（6）慢速转动设备部分。添加慢速转动结构，带动磨机运动，使其可以实现电动“盘车”。　　磨矿分级流程：矿石经传送带送入球磨机中，在棒磨机内加入矿水，然后在钢球冲击和研磨下逐渐粉碎，最后排入分级机中，分级机通过矿粒大小不同运动特点不一样的原理，小颗粒矿石下沉速度较慢，就会随分级机溢流进入浮选环节，较大的则会返回棒磨机中重新再磨。　　2传统电气分级控制系统存在的问题　　存在以下几点主要问题：（1）磨矿分级过程中，许多检测量存在多变性以及随机性的特点，

7、不能很好地做出适应性强的控制策略；（2）检测无法实现真正的实时控制。在时间上就无法避免地存在滞后的问题，且测量的结果也不准确；（3）需要较多的继电器（时间继电器和中间继电器），这样接线复杂的同时容易出现故障，且维修较为困难。　　3磨矿分级智能控制研究　　3.1磨矿分级机建模　　为了实现磨矿分级的智能化控制，数学建模的准确性就十分重要。针对不同的分级机采用不同的建模。螺旋分级机粒度分级数学模型通过质量守恒定律，将分级前后的第次结果满足（1）（2）等式；旋流器粒度分级数学模型国内外有很多，目前使用广泛的是采用阿提本分离粒度模型，可以以公式（3）（4）表示：

8、　　式中：、、分别为初始矿石总量、分级后流入浮选的矿石总量以及分级后进入沉砂的矿石总量；、、分