磨矿分级作业混合控制系统的研究
|
摘要
磨矿分级作业是选矿厂非常重要的工艺流程，其效率和产品的质量关系到整个选厂的经济效益。
本文以湖北三鑫金铜股份有限公司选矿厂磨矿分级流程为背景，认真研究了给矿、球磨机、分级机、水力旋流器各个部分的工作运行特点及工作影响因素，并根据各部分的工艺特点，设置合理现场的测控点和根据测控点的特点选择不同型号的仪表。同时，根据控制回路的特点及相关性，选择不同的控制方法，如简单的回路采用智能PID控制，复杂的回路采用串级控制等。这样的控制策略既可以避免不必要的程序冗余，又合理的利用了硬件资源，还可以节省工程的投资，而且在实际的工程中已经取得良好的控制效果。
控制系统设备的启停、控制参数的设定、控制方式的选择都可在上位站进行操作，控制系统还具有多媒体功能。控制系统以上位主机作服务器，采用网页发布方式，通过现场的以太网实现控制系统的远程监控。
本论文的研究成果在湖北三鑫金铜股份有限公司磨矿分级流程进行了应用。生产运行结果表明，本控制系统功能强大、性能可靠、操作方便，取得了显著的经济效益和社会效益。
The grinding and classification is all-important arts and crafts in concentration plant, its efficiency and product quality are bearing plants throughout the economic benefits.
Based in Hubei Sanxin Gold & Copper Limited—Liability Company, concentrator grinding classification process as a backdrop to seriously study the ore feeding, ball mill, classifier, hydrocyclone various parts of the operating characteristics and the influence of factors, and on the part of the technological features, set reasonable control of the scene under the control point and point to the characteristics of different types of instruments. Also, under the control loop characteristics and the relationship between choice of different control methods, such as simple intelligent PID loop control smart, complex circuits using cascade control. This control strategy is to avoid unnecessary redundancy procedures, and reasonable use of hardware resources, also can save the investment, but also in the works have already achieved good control.
The article also from the practical point of view, under the control of the system characteristics of the hardware configuration and software development. Control system uses distributed control system (DCS), under-use mainframe Mitsubishi Q02 PLC, Host China research using mainframe computer industry. Under-used software development Mitsubishi GX 7.0, the software used upper-controlled companies "Kingview" of software development. Equipment Control System Commitment, the control parameter settings, the choice of control in the upper station can operate, control system also has multimedia functions. Over-control systems for mainframe servers, using web publication, Ethernet through the scene of the control system with remote monitoring.
In this paper, the results of research in Hubei Sanxin Gold & Copper Limited—Liability Company grinding classification process the application. Production results show that the control system of powerful, reliable and easy to operate, made remarkable economic and social benefits.
本文以湖北三鑫金铜股份有限公司选矿厂磨矿分级流程为背景，认真研究了给矿、球磨机、分级机、水力旋流器各个部分的工作运行特点及工作影响因素，并根据各部分的工艺特点，设置合理现场的测控点和根据测控点的特点选择不同型号的仪表。同时，根据控制回路的特点及相关性，选择不同的控制方法，如简单的回路采用智能PID控制，复杂的回路采用串级控制等。这样的控制策略既可以避免不必要的程序冗余，又合理的利用了硬件资源，还可以节省工程的投资，而且在实际的工程中已经取得良好的控制效果。
控制系统设备的启停、控制参数的设定、控制方式的选择都可在上位站进行操作，控制系统还具有多媒体功能。控制系统以上位主机作服务器，采用网页发布方式，通过现场的以太网实现控制系统的远程监控。
本论文的研究成果在湖北三鑫金铜股份有限公司磨矿分级流程进行了应用。生产运行结果表明，本控制系统功能强大、性能可靠、操作方便，取得了显著的经济效益和社会效益。
The grinding and classification is all-important arts and crafts in concentration plant, its efficiency and product quality are bearing plants throughout the economic benefits.
Based in Hubei Sanxin Gold & Copper Limited—Liability Company, concentrator grinding classification process as a backdrop to seriously study the ore feeding, ball mill, classifier, hydrocyclone various parts of the operating characteristics and the influence of factors, and on the part of the technological features, set reasonable control of the scene under the control point and point to the characteristics of different types of instruments. Also, under the control loop characteristics and the relationship between choice of different control methods, such as simple intelligent PID loop control smart, complex circuits using cascade control. This control strategy is to avoid unnecessary redundancy procedures, and reasonable use of hardware resources, also can save the investment, but also in the works have already achieved good control.
The article also from the practical point of view, under the control of the system characteristics of the hardware configuration and software development. Control system uses distributed control system (DCS), under-use mainframe Mitsubishi Q02 PLC, Host China research using mainframe computer industry. Under-used software development Mitsubishi GX 7.0, the software used upper-controlled companies "Kingview" of software development. Equipment Control System Commitment, the control parameter settings, the choice of control in the upper station can operate, control system also has multimedia functions. Over-control systems for mainframe servers, using web publication, Ethernet through the scene of the control system with remote monitoring.
In this paper, the results of research in Hubei Sanxin Gold & Copper Limited—Liability Company grinding classification process the application. Production results show that the control system of powerful, reliable and easy to operate, made remarkable economic and social benefits.
引文
[1] 富国元译．国外选矿技术的进展[J]．第18届国际选矿会议论文集．1993(2)：471-476
[2] 王彩霞，等．集散系统(DCS)在磨矿作业中的应用[J]．有色金属(选矿部分)，2002(6)：43-44
[3] 李晓岚，等．选矿自动化技术的新进展[J]．金属矿山，2006(6)：62-64
[4] 刘怀．选矿厂综合自动化系统底层实时信息集成技术的研究[D]．昆明理工大学博士论文，2000(7)
[5] 王维德、胡力行译．当代选矿厂控制系统[J]．国外金属矿选矿，1998(4)：49-51
[6] M．J．劳里拉．选煤厂的模糊逻辑控制[J]．国外选矿快报，1998(11)
[7] 网络资料：http://www.jsdxk.com/Dispbbs.asp?BoardID=60&id=306武钢金山店铁矿选矿车间-选厂事务-『科技动态』-国外选矿工业过程综合自动化技术的发展现状[R]
[8] 柴天佑，等．选矿生产过程综合自动化系统[J]．有色冶金设计与研究(增刊)，2003(24)
[9] 卢胜英．国内外选矿自动化的现状及发展趋势[J]．冶金自动化，1998(3)
[10] 木奔选厂科技部．易门铜矿木奔选技改项目[R]，1995
[11] 丁长兴，等．实现选矿过程控制是选矿工业发展的必由之路[J]．国外金属矿选矿，1999(9)：29-33
[12] 黄宋魏，等．磨矿分级作业集散控制系统[J]．有色矿山，1998(6)：41-44
[13] 谢瑚．S9000集散系统在磨矿分级自控系统中的应用[J]．金属矿山，2001(3)：42-44
[14] Honeywell Inc. Series 9000 loop logic controllers user's data. USA, 1991
[15] 汪兴亮，等．磨矿分级生产过程自动控制的研究与实践[J]．金属矿山，1997(11)：28-31
[16] 郗芳．磨矿分级自动控制技术在密地选矿厂的应用[J]．新疆钢铁，2002(4)：33-35
[17] 刘德印，等．一次磨矿自动控制及应用[J]．矿业快报，2003(2)：24-25；
[18] 崔长志，等．南芬选矿厂一段磨矿自动控制应用效果分析[J]．金属矿山，2006(5)：86-87
[19] 姚小萍．舞阳铁矿磨矿系统自动控制的应用[J]．矿业快报，2005(4)：39-40
[20] 王志生．梅山选矿综合自动化智能控制及优化[J]．金属矿山(增刊)，2005(8)：499-513
[21] 王孔宇，等．自动控制过程在选矿工艺中的应用[J]．黄金，2007(1)：37-39
[22] 张清波，等．排山楼金矿磨矿与分级系统技术改造研究[J]．黄金，2006(6)：30-35
[23] 王鸿钰．浅谈下世纪的仪表发展动向[J]．电子与仪表，1999(4)：1-4
[24] 董燧珍．FUZZY+PID自动控制技术在磨矿分级回路的应用[J]．中国矿山工程，2006(1)：14-19
[25] 章晓林，等．闭路磨矿分级系统智控制及其应用[J]．化工矿物与加工，2006(11)：27-28
[26] 尤克强．工业仪表与自动化技术的新发展[J]．仪器仪表标准化与计量，2002(5)：23-25
[27] 高素萍．选矿厂自动监控系统的设计与实现[J]．金属矿山，2005(8)：516-520
[28] 孙盈，等．一段磨矿分级应用水力旋流器的研究与实践[J]．金属矿山，2005(5)：27-30
[29] 王孔宇，等．自动控制过程在选矿工艺中的应用[J]．黄金，2007(1)：37-39
[30] 曾云南．选矿过程监测技术与自动控制系统的研究与应用[J]．冶金自动化(增刊)，2006：404-407
[31] 刘广龙．谈选矿过程信息化进程[J]．露天采矿技术，2007(1)：38-41
[32] 王占楼．磨矿全流程自动控制系统在北名河选矿厂的应用[J]．矿业工程，2007(2)：35-37
[33] 何晓峰．磨矿过程综合自动化系统研究及应用[D]．东南大学硕士学位论文，2006(4)
[34] 李启蘅．碎矿与磨矿[M]．北京：冶金工业出版社，1980(1)
[35] 谢广元．选矿学[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2001(1)
[36] 魏德洲．固体物料分选学[M]．北京：冶金工业出版社，2000(1)
[37] 赵庆国，等．水力旋流器分离技术[M]．北京：化学工业出版社，2003(1)
[38] 波瓦洛夫AN．选矿厂水力旋流器[M]．北京：冶金工业出版社，1982(1)
[39] 李明东．红矿磨选中旋流器自动控制系统的设计[J]．矿业工程(增刊)，2006(10)：93-95
[40] 苏震．选矿自动化[M]．北京：冶金工业出版社，1995(2)
[41] 刘叔军，等．MATLAB7.0控制系统应用与实例[M]．北京：机械工业出版社，2006(1)
[42] 郑阿奇，等．MATLAB实用教程[M]．北京：电子工业出版社，2004(1)
[43] 黄道平．MATLAB与控制系统的数字仿真及CAD[M]．北京：化学工业出版社，2004(1)
[44] 杨启帆，等．数学建模[M]．杭州：浙江大学出版社，1999(1)
[45] 方崇智，等．过程辨识[M]．北京：清华大学出版社，1988(1)
[46] 徐宁寿．随机信号估计与系统控制[M]．北京：北京工业大学出版社，2001(1)
[47] 廖晓钟，等．自动控制系统[M]．北京：北京理工大学出版社，2005(1)
[48] 皮壮行，等．可编程序控制器的系统设计与应用实例[M]．北京：机械工业出版社，2003(1)
[49] 吴光耀．选矿厂磨矿分级模糊自调整PID控制工程研究[J]．广东自动化与信息工程，2006(2)：4-6
[50] Fernandes C, PERES A E C. Optimization of the grinding circuit at arafertil, BRAZIL.Minerals Engineering, 1999, 12 (8):969-984
[51] Datta A, Rajamani R K. Adirect approach of modeling batch grinding in ball mills using population balance principles and impact energy distribution. Int. J. Miner. Process, 2002,64:181-200
[2] 王彩霞，等．集散系统(DCS)在磨矿作业中的应用[J]．有色金属(选矿部分)，2002(6)：43-44
[3] 李晓岚，等．选矿自动化技术的新进展[J]．金属矿山，2006(6)：62-64
[4] 刘怀．选矿厂综合自动化系统底层实时信息集成技术的研究[D]．昆明理工大学博士论文，2000(7)
[5] 王维德、胡力行译．当代选矿厂控制系统[J]．国外金属矿选矿，1998(4)：49-51
[6] M．J．劳里拉．选煤厂的模糊逻辑控制[J]．国外选矿快报，1998(11)
[7] 网络资料：http://www.jsdxk.com/Dispbbs.asp?BoardID=60&id=306武钢金山店铁矿选矿车间-选厂事务-『科技动态』-国外选矿工业过程综合自动化技术的发展现状[R]
[8] 柴天佑，等．选矿生产过程综合自动化系统[J]．有色冶金设计与研究(增刊)，2003(24)
[9] 卢胜英．国内外选矿自动化的现状及发展趋势[J]．冶金自动化，1998(3)
[10] 木奔选厂科技部．易门铜矿木奔选技改项目[R]，1995
[11] 丁长兴，等．实现选矿过程控制是选矿工业发展的必由之路[J]．国外金属矿选矿，1999(9)：29-33
[12] 黄宋魏，等．磨矿分级作业集散控制系统[J]．有色矿山，1998(6)：41-44
[13] 谢瑚．S9000集散系统在磨矿分级自控系统中的应用[J]．金属矿山，2001(3)：42-44
[14] Honeywell Inc. Series 9000 loop logic controllers user's data. USA, 1991
[15] 汪兴亮，等．磨矿分级生产过程自动控制的研究与实践[J]．金属矿山，1997(11)：28-31
[16] 郗芳．磨矿分级自动控制技术在密地选矿厂的应用[J]．新疆钢铁，2002(4)：33-35
[17] 刘德印，等．一次磨矿自动控制及应用[J]．矿业快报，2003(2)：24-25；
[18] 崔长志，等．南芬选矿厂一段磨矿自动控制应用效果分析[J]．金属矿山，2006(5)：86-87
[19] 姚小萍．舞阳铁矿磨矿系统自动控制的应用[J]．矿业快报，2005(4)：39-40
[20] 王志生．梅山选矿综合自动化智能控制及优化[J]．金属矿山(增刊)，2005(8)：499-513
[21] 王孔宇，等．自动控制过程在选矿工艺中的应用[J]．黄金，2007(1)：37-39
[22] 张清波，等．排山楼金矿磨矿与分级系统技术改造研究[J]．黄金，2006(6)：30-35
[23] 王鸿钰．浅谈下世纪的仪表发展动向[J]．电子与仪表，1999(4)：1-4
[24] 董燧珍．FUZZY+PID自动控制技术在磨矿分级回路的应用[J]．中国矿山工程，2006(1)：14-19
[25] 章晓林，等．闭路磨矿分级系统智控制及其应用[J]．化工矿物与加工，2006(11)：27-28
[26] 尤克强．工业仪表与自动化技术的新发展[J]．仪器仪表标准化与计量，2002(5)：23-25
[27] 高素萍．选矿厂自动监控系统的设计与实现[J]．金属矿山，2005(8)：516-520
[28] 孙盈，等．一段磨矿分级应用水力旋流器的研究与实践[J]．金属矿山，2005(5)：27-30
[29] 王孔宇，等．自动控制过程在选矿工艺中的应用[J]．黄金，2007(1)：37-39
[30] 曾云南．选矿过程监测技术与自动控制系统的研究与应用[J]．冶金自动化(增刊)，2006：404-407
[31] 刘广龙．谈选矿过程信息化进程[J]．露天采矿技术，2007(1)：38-41
[32] 王占楼．磨矿全流程自动控制系统在北名河选矿厂的应用[J]．矿业工程，2007(2)：35-37
[33] 何晓峰．磨矿过程综合自动化系统研究及应用[D]．东南大学硕士学位论文，2006(4)
[34] 李启蘅．碎矿与磨矿[M]．北京：冶金工业出版社，1980(1)
[35] 谢广元．选矿学[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2001(1)
[36] 魏德洲．固体物料分选学[M]．北京：冶金工业出版社，2000(1)
[37] 赵庆国，等．水力旋流器分离技术[M]．北京：化学工业出版社，2003(1)
[38] 波瓦洛夫AN．选矿厂水力旋流器[M]．北京：冶金工业出版社，1982(1)
[39] 李明东．红矿磨选中旋流器自动控制系统的设计[J]．矿业工程(增刊)，2006(10)：93-95
[40] 苏震．选矿自动化[M]．北京：冶金工业出版社，1995(2)
[41] 刘叔军，等．MATLAB7.0控制系统应用与实例[M]．北京：机械工业出版社，2006(1)
[42] 郑阿奇，等．MATLAB实用教程[M]．北京：电子工业出版社，2004(1)
[43] 黄道平．MATLAB与控制系统的数字仿真及CAD[M]．北京：化学工业出版社，2004(1)
[44] 杨启帆，等．数学建模[M]．杭州：浙江大学出版社，1999(1)
[45] 方崇智，等．过程辨识[M]．北京：清华大学出版社，1988(1)
[46] 徐宁寿．随机信号估计与系统控制[M]．北京：北京工业大学出版社，2001(1)
[47] 廖晓钟，等．自动控制系统[M]．北京：北京理工大学出版社，2005(1)
[48] 皮壮行，等．可编程序控制器的系统设计与应用实例[M]．北京：机械工业出版社，2003(1)
[49] 吴光耀．选矿厂磨矿分级模糊自调整PID控制工程研究[J]．广东自动化与信息工程，2006(2)：4-6
[50] Fernandes C, PERES A E C. Optimization of the grinding circuit at arafertil, BRAZIL.Minerals Engineering, 1999, 12 (8):969-984
[51] Datta A, Rajamani R K. Adirect approach of modeling batch grinding in ball mills using population balance principles and impact energy distribution. Int. J. Miner. Process, 2002,64:181-200