污水流量計在鎢礦選廠生產自動化監控系統中的應用
點擊次數：2466 發布時間：2020-08-09 16:17:06
一、工程實例
某鎢礦選廠于2007年投入生產，在原礦中，金屬鎢的儲量相對較大，同時伴生金屬包括銅、鉬等。在選廠生產中，全廠分為重選段和細泥段二個作業工段，其中，重選段每天能夠處理原礦約4500t，選礦工藝相對成熟，但還未實現系統的自動化控制，工人僅僅能夠憑借自身的經驗進行手動調節，不僅較難實現對生產過程的及時準確控制，難以獲得良好的生產指標，同時也缺乏合理有效的管理數據支撐，在成本核算中存在著較大的困難。應用選礦自動化技術，能夠充分考慮選礦過程中存在的各種影響因素，同時能夠隨著入選礦石性質的變化，自動改變對于各個變量的管理和控制，使得選礦指標能夠達到*佳值，同時豐富管理手段，提高管理效果，降低管理成本。在鎢礦選廠生產中，應用污水流量計組成自動化監控系統，能夠有效豐富選礦管理手段，降低生產成本，提高生產效率。本文結合相應的工程實例，對自動化監控系統在鎢礦選廠生產中的設計應用進行了分析和探討。
二、自動化監控系統設計
針對鎢礦選廠生產的實際需求，這里應用相應的自動化技術，對自動化監控系統進行了設計。在系統設計中，遵循“方案合理、技術先進、運行可靠、操作方便”的原則，系統整體采用集散控制系統，基于現場總線通訊，其整體網絡構架如下：
在設計區域建設中央控制室，包括一個工程師站和一個操作站。DCS主柜設置在設備室，位于控制室旁邊，在現場相對集中的區域，放置一套遠程I/O柜，在主柜與I/O柜間，采用Profibus總線通訊；在工程師站、操作員站及DCS站主柜間，采用以太網通訊。對于上位組態軟件，采用亞控組態王軟件平臺，從實際管理需求出發，進行自主開發。
根據該選廠生產管理的實際需要，應該對以下設備進行相應的監測和控制：
（1）水計量：包括全廠14處用水，都需要進行相應的計量考核，實現選廠用水調度的水平衡。
（2）合格礦計量：在選廠生產過程，一共需要4處合格礦需要進行計量。
（3）原礦石計量：主要是在礦石機車運輸軌道對需要運出的礦石進行計量。
（4）設備狀態監測：對選廠生產中各類機械設備運行狀態的監測和管理。
三、自動化監控系統實現
應用自動化監控系統，能夠有效實現對選廠生產過程中用水、用電、物料、設備等的實時在線監測，能夠及時對出現的故障進行報警，對需要調節的設備進行控制，同時也可以根據實際生產需要，生成相應的生產報表。整個自動化監控系統包括以下五個組成部分：
（1）設備狀態監測系統。該系統的主要功能，是針對設備啟停、故障及運行狀態的監測和管理，以及對一些特殊設備，如圓錐破碎機、棒磨機等工作電流、壓力等的監測。在設備狀態監測系統中，通過采集設備電氣輔助點、熱繼信號點的信號，并將其傳輸到相對集中的區域，然后經由多芯線纜，傳輸到I/O柜的信息采集模塊，為后續的分析和管理提供相應的數據支持。在圓錐破碎機和棒磨機中，存在著獨立的控制系統，能夠實現與工程師站和操作站的相互通信，設備的運行狀態和相關參數能夠通過通訊的方式，在自動監控系統中準確直觀的反映出來。
（2）棒磨控制系統。在鎢礦選廠生產中，棒磨流程如下：采集到的礦石經振動給料機送到輸送皮帶上，經單螺旋分級機等環節，進入棒磨機進行磨礦加工。在該企業中，棒磨車間一共有二臺棒磨機。結合棒磨給料自動調節系統，能夠以棒磨機的實際運行工況為依據，實現對于振動給料機給料量和給料皮帶運行速度的控制，從而實現對于棒磨進料量的自動調節和控制。不僅如此，還能夠根據實際需要，進行相應的人工干預。棒磨控制系統主要包括PLC、觸摸屏、變頻器以及電流檢測設備和通訊模塊等組成，通過以太網實現與整個自動化監控系統的連接。
（3）水計量系統。根據選廠新水用量、尾礦回水用量和廠前回水用量，結合相應的用水分配情況及水處理工藝流程，在14處需要進行計量的供水管道上，安裝污水流量計，將流量信號傳輸到I/O柜的模擬量輸入模塊，經由PLC系統進行處理。水計量系統可以實時顯示各處流量，并進行自動累計，同時按照生產需要，自動生成生產報表。對各水池水位實時顯示，方便生產調度及時調整抽水時段，實現生產用電的平峰填谷。在對污水流量計進行選擇時，應該確保其附帶現場儀表，以方便現場了解用水情況。
（4）圓錐破碎控制系統。圓錐破碎控制系統是一個相對獨立的閉環控制系統，這里選擇西門子200PLC作為核心控制器，利用溫度變送器，實現對于潤滑油溫度的監測；利用壓力變送器，實現對油缸壓力的監測；利用電流變送器，實現對主電機電流的檢測。PLC系統能夠根據采集到的數據，按照相應的控制模型，輸出一定的控制量，結合變頻器，控制給礦電機的轉速，從而實現對給礦量的控制，保證圓錐破碎機工作負荷的穩定性。不僅如此，應該根據相應的要求，對排礦口的大小進行設定，并通過液壓系統的電磁閥，對錐體的升降進行控制，以調整排礦口的大小。在系統中，遠程監控級可以通過設計監控界面，實現對于破碎機工作狀態的監測，同時也能夠實現參數的設置及破碎機的控制。該系統同樣通過以太網，實現與自動化監控系統的相互通訊。
（5）供電計量系統。在原本的選廠生產中，供電計量一般都是通過人工抄表的方式進行，不僅工作效率低下，而且容易出現人為失誤。而在該供電計量系統中，可以在需要計量的位置安裝相應的電計量模塊，從而實現對于用電度數的自動計量，以及對各種電參數的自動監測，如三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數等。所有的電計量模塊都能夠通過RS-485通訊，實現與上位計算機系統的相互通訊，并在操作站計算機系統中自動生成相應的記錄報表，方便進行管理。
四、結語
在實際應用過程中，基于PLC和計算機的選礦生產自動化監測系統取得了良好的效果，系統設計合理，能夠有效滿足實際生產的需要，進行相應的功能和配置設計；設備選型合理，從鎢礦山的特點和周邊環境出發，對裝備進行的合理選擇，在保證系統穩定性和可靠性的同時，有效減少了成本投入，為生產成本的核算以及生產效率的提高提供了準確的依據，為企業的持續穩定發展奠定了堅實的基礎。
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某鎢礦選廠于2007年投入生產，在原礦中，金屬鎢的儲量相對較大，同時伴生金屬包括銅、鉬等。在選廠生產中，全廠分為重選段和細泥段二個作業工段，其中，重選段每天能夠處理原礦約4500t，選礦工藝相對成熟，但還未實現系統的自動化控制，工人僅僅能夠憑借自身的經驗進行手動調節，不僅較難實現對生產過程的及時準確控制，難以獲得良好的生產指標，同時也缺乏合理有效的管理數據支撐，在成本核算中存在著較大的困難。應用選礦自動化技術，能夠充分考慮選礦過程中存在的各種影響因素，同時能夠隨著入選礦石性質的變化，自動改變對于各個變量的管理和控制，使得選礦指標能夠達到*佳值，同時豐富管理手段，提高管理效果，降低管理成本。在鎢礦選廠生產中，應用污水流量計組成自動化監控系統，能夠有效豐富選礦管理手段，降低生產成本，提高生產效率。本文結合相應的工程實例，對自動化監控系統在鎢礦選廠生產中的設計應用進行了分析和探討。
二、自動化監控系統設計
針對鎢礦選廠生產的實際需求，這里應用相應的自動化技術，對自動化監控系統進行了設計。在系統設計中，遵循“方案合理、技術先進、運行可靠、操作方便”的原則，系統整體采用集散控制系統，基于現場總線通訊，其整體網絡構架如下：
在設計區域建設中央控制室，包括一個工程師站和一個操作站。DCS主柜設置在設備室，位于控制室旁邊，在現場相對集中的區域，放置一套遠程I/O柜，在主柜與I/O柜間，采用Profibus總線通訊；在工程師站、操作員站及DCS站主柜間，采用以太網通訊。對于上位組態軟件，采用亞控組態王軟件平臺，從實際管理需求出發，進行自主開發。
根據該選廠生產管理的實際需要，應該對以下設備進行相應的監測和控制：
（1）水計量：包括全廠14處用水，都需要進行相應的計量考核，實現選廠用水調度的水平衡。
（2）合格礦計量：在選廠生產過程，一共需要4處合格礦需要進行計量。
（3）原礦石計量：主要是在礦石機車運輸軌道對需要運出的礦石進行計量。
（4）設備狀態監測：對選廠生產中各類機械設備運行狀態的監測和管理。
三、自動化監控系統實現
應用自動化監控系統，能夠有效實現對選廠生產過程中用水、用電、物料、設備等的實時在線監測，能夠及時對出現的故障進行報警，對需要調節的設備進行控制，同時也可以根據實際生產需要，生成相應的生產報表。整個自動化監控系統包括以下五個組成部分：
（1）設備狀態監測系統。該系統的主要功能，是針對設備啟停、故障及運行狀態的監測和管理，以及對一些特殊設備，如圓錐破碎機、棒磨機等工作電流、壓力等的監測。在設備狀態監測系統中，通過采集設備電氣輔助點、熱繼信號點的信號，并將其傳輸到相對集中的區域，然后經由多芯線纜，傳輸到I/O柜的信息采集模塊，為后續的分析和管理提供相應的數據支持。在圓錐破碎機和棒磨機中，存在著獨立的控制系統，能夠實現與工程師站和操作站的相互通信，設備的運行狀態和相關參數能夠通過通訊的方式，在自動監控系統中準確直觀的反映出來。
（2）棒磨控制系統。在鎢礦選廠生產中，棒磨流程如下：采集到的礦石經振動給料機送到輸送皮帶上，經單螺旋分級機等環節，進入棒磨機進行磨礦加工。在該企業中，棒磨車間一共有二臺棒磨機。結合棒磨給料自動調節系統，能夠以棒磨機的實際運行工況為依據，實現對于振動給料機給料量和給料皮帶運行速度的控制，從而實現對于棒磨進料量的自動調節和控制。不僅如此，還能夠根據實際需要，進行相應的人工干預。棒磨控制系統主要包括PLC、觸摸屏、變頻器以及電流檢測設備和通訊模塊等組成，通過以太網實現與整個自動化監控系統的連接。
（3）水計量系統。根據選廠新水用量、尾礦回水用量和廠前回水用量，結合相應的用水分配情況及水處理工藝流程，在14處需要進行計量的供水管道上，安裝污水流量計，將流量信號傳輸到I/O柜的模擬量輸入模塊，經由PLC系統進行處理。水計量系統可以實時顯示各處流量，并進行自動累計，同時按照生產需要，自動生成生產報表。對各水池水位實時顯示，方便生產調度及時調整抽水時段，實現生產用電的平峰填谷。在對污水流量計進行選擇時，應該確保其附帶現場儀表，以方便現場了解用水情況。
（4）圓錐破碎控制系統。圓錐破碎控制系統是一個相對獨立的閉環控制系統，這里選擇西門子200PLC作為核心控制器，利用溫度變送器，實現對于潤滑油溫度的監測；利用壓力變送器，實現對油缸壓力的監測；利用電流變送器，實現對主電機電流的檢測。PLC系統能夠根據采集到的數據，按照相應的控制模型，輸出一定的控制量，結合變頻器，控制給礦電機的轉速，從而實現對給礦量的控制，保證圓錐破碎機工作負荷的穩定性。不僅如此，應該根據相應的要求，對排礦口的大小進行設定，并通過液壓系統的電磁閥，對錐體的升降進行控制，以調整排礦口的大小。在系統中，遠程監控級可以通過設計監控界面，實現對于破碎機工作狀態的監測，同時也能夠實現參數的設置及破碎機的控制。該系統同樣通過以太網，實現與自動化監控系統的相互通訊。
（5）供電計量系統。在原本的選廠生產中，供電計量一般都是通過人工抄表的方式進行，不僅工作效率低下，而且容易出現人為失誤。而在該供電計量系統中，可以在需要計量的位置安裝相應的電計量模塊，從而實現對于用電度數的自動計量，以及對各種電參數的自動監測，如三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數等。所有的電計量模塊都能夠通過RS-485通訊，實現與上位計算機系統的相互通訊，并在操作站計算機系統中自動生成相應的記錄報表，方便進行管理。
四、結語
在實際應用過程中，基于PLC和計算機的選礦生產自動化監測系統取得了良好的效果，系統設計合理，能夠有效滿足實際生產的需要，進行相應的功能和配置設計；設備選型合理，從鎢礦山的特點和周邊環境出發，對裝備進行的合理選擇，在保證系統穩定性和可靠性的同時，有效減少了成本投入，為生產成本的核算以及生產效率的提高提供了準確的依據，為企業的持續穩定發展奠定了堅實的基礎。