刘海军+王志春
【摘 要】磨矿作业是破碎区域生产作业的继续。磨机磨矿的目的是将矿石中的选用部分和与之伴生的其他矿山进行分离，在磨矿工段中球磨机工作效率成为一个重要的指标，它决定生产成本的高低，由于矿石的贫瘠化、贫矿多，更加加大了磨矿生产工艺中的生产成本。因此，磨矿生产对选矿的经济指标影响很大。同时磨矿是选矿生产耗能最多的一个环节，在磨矿过程中，应用过程自动化控制能够更加合理的分配利用生产资源，提高磨矿设备的利用率和使用寿命。磨矿自动化对降低成本，提高选矿的作业率具有重要的价值。
【关键词】磨矿；控制系统；研究与分析
0 前言
工业自动控制技术的迅速发展，使得控制系统之间的信息交换，不同设备之间的通信机制。控制系统信息交换实现集中监视。磨矿过程是现代工业生活的重要组成部分，铁矿厂采矿、冶炼等被广泛使用在工业过程中，直接影响质产品的技术和经济指标。智能化、数字化综合为选矿自动化的发展趋势，随着自动控制系统技术的不断发展和更加广泛的应用，实现工艺过程的数字化、综合化已成为了一种必然的趋势。
1 磨矿系统设备工作流程
巴润矿业选矿厂磨选系统为四个系列。磨矿储矿仓内的矿石经皮带机给入第一段球磨机，球磨机磨矿后给入一次分级旋流器组进行一次分级，旋流器沉砂后返回球磨机内形成闭路磨矿；一次分级旋流器溢流后进入弱一磁选机，弱一磁选机尾矿进入中磁选机进行选别，精矿进入二次分级旋流器组进行二次分级，二次分级旋流器沉砂后进入二段溢流型球磨机磨矿，铁矿石经二段球磨机磨矿后，矿浆将再次返回旋流器进行分级作业，二次分级旋流器沉砂后返回二段球磨矿，二次分级旋流器溢流进入磁二选作业，磁二精矿进入高频细筛进行分级作业，高频细筛筛上产物进入浓缩磁选机后进行磁选浓缩；高频细筛筛下产物进入弱三磁选作业。浓缩磁选精矿后进入三段溢流型球磨机后进行再次磨矿，球磨机排矿返回至高频细筛进行分级，球磨机排矿和细筛形成闭路循环；高频细筛筛下产物进入磁选弱三磁选机，磁选弱三精矿进入弱四磁选进行选别，弱四精矿进入浮选进行脱硫作业。
2 磨机监控系统
球磨机系统的控制联锁由其自带的 PLC系统控制完成，设备运行检测信号经 PROFIBUS DP 接口接入 DCS 系统，集中实现对设备运行状态的监控和系统联锁控制；球磨机控制系统主要检测内容包括：主电机负载功率检测；主电机运行电流检测；主电机运行温度检测；润滑系统工作检测，其中包括油流、油位、油压、油温等； 磨机启动、停止控制；球磨机运行保护及润滑系统联锁控制等。DCS 系统实现对上述设备运行参数、运行状态的集中监控。
3 磨机给矿控制的实现
在磨机给矿控制中，集中控制其中的三个主要参数：磨音频谱分析、磨机功率检测、分级旋流器沉砂量作为控制器的输入，上述检测参数时刻都在发生变化，而上述三个参数发生的变化可以真是的反映出了球磨机运行当前工作状态。DCS系统控制器会根据当前主要检测参数的变化或变化的一种趋势进行预前判定，根据相关的变化趋势，系统控制器进行计算，根据写定的给矿原则，然后 PID 控制器根据预前设定写好的给矿原则进行调整变频器给矿，最后达到精确给矿的目的，实现系统最优给矿。给矿控制原理如图1。
4 对磨机控制系统的分析优化
球磨机自带控制系统的PLC控制柜为磨机控制系统的核心，采用Siemens公司S7-300系列可编程控制器和Siemens公司TP270操作员界面控制。主要完成对磨机主轴承高低压润滑、小齿轮轴承润滑的控制和保护，并协调磨机控制系统各相关设备之间的电气联锁。控制点数：模拟量约为60个左右，开关量约为200点左右，PLC的I/O点数冗余10%。系统中PLC可与DCS进行通讯，并可提供相应的无源触点。
1）磨机电控系统采用PLC可编程控制器和液晶触摸屏对辅机系统集中监控。主要控制内容如下：
轴承及定子绕组测温的控制：每台磨机共有16个Pt100测温点。进料端主轴承3个，出料端主轴承3个，小齿轮轴承2个，主电机定子绕组6个（其中3支备用），主电机轴承2个。主轴承高压、低压润滑系统的控制：主轴承高压、低压润滑站包括：高压补油和低压润滑两部分，对主电机轴承进行润滑。各系列高压补油系统有两台高压油泵电机，一台进行工作另一台作为备用，也可互为备用。
压力控制：液压站上高压检测系统有两个压力检测传感器，其压力检测信号通过变送器输出直流4-20mA信号到PLC进行监测。
油流控制：在低压供油回路中各安装一个流量变送器，用于监控各回路的供油流量检测。
油温控制：润滑站油箱中设有电加热器，油箱上设有冷却器。油箱上设有双金属（Pt100），经控制系统检测控制，自动开启电加热器及冷却水阀。
2）对系统集中监控，可显示多个监控畫面，实现磨机及附属设备的起动、停止、连锁、保护等多种功能。直观显示各运行点及相关联锁点状态。
（1）显示润滑系统工作画面。主要显示润滑站及润滑点的状态。
（2）显示各个测量点的实际测量值：温度信号：同步电机定子绕组温度、转子轴承温度、磨机主轴承温度、小齿轮轴承温度、润滑站油温。
（3）显示各个测量点的趋势图，如温度、压力、油流等。
（4）显示故障报警信息。
（5）显示故障跳闸信息。
（6）在触摸屏上可修改参数，如各个轴承温度报警值及停机值；润滑站供油压力、油流等低报警值及停机值。
（7）在触摸屏上可对系统集中启、停。
（8）也可由中控室（DCS）或现场操作柜上控制磨机启停。正常工作和检修试车时在现场操作柜上进行，也可将开关转到中控位置（DCS），由中控室操作。控制柜上配有少量按钮和信号灯，作为日常自动操作和备用。
5 结束语
磨矿生产过程是一个重要的选矿环节，直接影响产品的质量。同时，磨矿过程和能量效率低的特点，从而提高磨矿效率低能耗为目的的优化控制已成为当今研究的一个热点问题。本文首先磨矿的基本过程，通过一步分析磨矿过程控制的流程，本文简要分析了一些困难的问题，提出了磨矿过程的最优控制系统，简要分析系统实现的方法和可行性。
【参考文献】
[1]谢琦，吴敏.磨矿分级控制系统的设计与应用[J].工程建设，2008（06）.
[2]王泽红，陈炳辰.球磨机负荷检测的现状与发展趋势[J].中国粉体技术，2001（01）.
[3]王磊.基于最小二乘—马尔科夫链模型的产品回收预测研究[D].河北科技大学，2013.
[4]丁犇.磨矿分级过程智能控制系统的研究与开发[D].昆明理工大学，2013.
[责任编辑：朱丽娜]
