浅析控制系统的实际应用

作者：赵昕

来源：《科技资讯》 2013年第28期

赵昕

(海南师范大学 海南海口 571100)

摘 要:随着我国工业技术的不断进步,工业设备随之不断革新,而控制系统也在工业生产中得到了较为广泛的应用,控制系统应用的工业化,不仅为企业提高了生产效率,同时生产质量趋于平衡,而且工作环境和生产安全得到了很好的保障,本文就控制系统在工厂中的实际应用展开了研究,以选矿厂控制系统为研究对象,分析了控制系统的特点和功能,希望能够为控制系统的工业化推广提供参考。

关键词:控制系统 应用 工业化

中图分类号:TM92 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)10(a)-0077-02

过去由于我国工业技术较为落后,国内的许多选矿厂在生产过程中往往以人工经验为主,或者形成人机结合的半自动控制流程,而缺乏相应的检测和信息反馈及自适应过程,使得企业在生产过程中无法完全把握生产质量,而控制系统的出现很好的解决了这一难题,为我国工业生产做出了巨大的贡献。

1 控制系统的概述

所谓的控制系统,也就是为了替代人工在一种恶劣环境展开的工作,同时避免由于人工个体差别造成的对生产工艺系统影响的一种系统控制模式。目前,控制系统按照效果分类,主要可分成闭环控制与开环控制两大类,闭环系统主要由输入的数值与系统标准值之间的差异决定,标准值与输入值的数值越是接近,那么输出标准和输出值就越加接近,同样相反也是如此。而闭环的控制系统又可分成正、负反馈者两种。其中开环控制系统一边拿和人工的经验有很大的关系。但是闭环系统却不同,其主要是由一个具有反馈功能的系统回路组成,当系统输出值与系统输出标准相差较大时,系统就会自动调整参数进行适应,以保证输出值与输出标准接近,进而保证系统适应需求。目前,随着神经网络学科的不断发展与完善,系统控制可以使用神经网络进行自我学习和自我改善,这样就可以极大提高系统的安全实用性。

对于选矿系统而言,控制系统可以很好的解决工艺技术落后、自动化程度不高等问题,从软件、硬件以及网络的构架等方面实行相关的配置,让企业控制系统无论是在自动化水平、性能、灵活程度上都可以得到改善,满足选矿企业的实际需求。

2 选矿工艺流程

选矿是指对从矿藏中开采出来矿石进行筛选,矿石首先要被破碎,破碎后根据矿石大小及质量进行不同收集及分类,而对一些不能够符合要求的矿石,要做好随时回炉再处理的准备,主要包含的流程为:开采出的矿石先要经过材料仓,并由颚式料机来均匀的进行粗碎,并用传输系统将粗碎的矿石进行二次破碎,进而得到细碎后的矿石,这些矿石再输送到振动筛进行筛选,分出几类不同规格的矿石,在筛选过程中,对于不满足筛选标准的石料再次进行破碎处理,然后再进行筛选,这样就形成一个闭环系统。被初次选出的矿石再进过成品皮带机经振动料机输送到湿式预选机种进行预选和品位提升,这主要是通过对矿石进行再次研磨及粉碎来提升的。在湿式预选中尾矿

可以通过1 mm直线振动筛进行多级脱水处理。对于筛选后的细料泥矿,要进行浓缩脱水处理,最后通过尾矿处理系统进行整体回收井下填埋处理。对于筛选好的细矿,则由皮带传输系统输送到储料场进行分类存放处理。

分级是指对经过研磨机研磨的矿石细料再进过螺旋分级机进行分级处理的工艺流程,其主要原理是指矿石颗粒自身比重不同,在液体内沉淀的速度不同原理对混合矿石进行筛选,细分,洗净作业,一些比重较轻的矿石颗粒漂浮于液体中而溢流出去,并经过管道输送到下一级工序中进行再次处理,而比重较大的矿物颗粒则再次进入到研磨机中进行研磨处理,然后重复分级流程。

经分级处理之后的矿物颗粒需要进行三段磁筛选,其主要原理是应用磁力及机械应力对矿物进行更细一级的戏细分,矿物颗粒在磁选机中进行特殊处理,之后再经过搅拌、脱硫、过滤、脱水等处理工艺得到最后需要的精矿。精矿筛选出来后,对于在磁选机中的尾矿则需要进行浓缩底流的搅拌之后再次送入到浮选之中,电动机转动带动叶轮进行旋转,进而产生离心力作用形成负压,这种负压一方面可以使矿浆与大量空气进行混合;另一方面是矿浆可以与特殊药物进行混合,形成泡沫,进而再对泡沫进行细化,使矿物粘合在泡沫表面。对于浓缩溢流后由浓缩机底部产生的矿浆,再次经过隔离泵进行压滤处理,其后与粗选、细选尾矿搅拌,经过液化后矿浆进行井下充填系统进行重新回填处理。

3 选矿系统应用

目前,选矿厂都有自己的选矿控制系统,其主要是由主站、网络通信接口、不间断电源组成。主站是选矿现场工作下的远程控制站,主要负责对矿物浮选控制、破碎系统控制、研磨系统控制、输送系统控制的指挥系统。各个部分的控制系统都配备与其相应精度的数据分析回路和模拟采集回路。阀位的反馈信号、压力输入信号、工作现场温度信号、仪器仪表输入输出信号等都可以经过温度变送器、配电器、隔离器等实现控制。对于选矿现场输入信号的空隔离,则可以经过接地开关、跑偏开关等保险仪器进行隔离,输出信号同样可以使用中继器进行处理,从而实现选矿系统控制回路的闭环反馈。一般情况下,选矿厂为了防止突然断电等不可预料的情况发生,往往采用不间断电源UPS进行控制,UPS的主要作用是在系统突然断电的情况下为系统的正常工作中提供备用电源,可以在较短时间内维持系统的正常运转,保障设备正常,同时,UPS供电保障系统的最大优点是为数据备份及系统安全关机提供足够的电力资源及时间。

在选矿系统数据通信方面,一般选用普遍的工业以太网作为传输手段。选矿系统根据物理位置不同分配不同的物理地质,以太网络建立所需的物理传输介质一般有双绞线、同轴电缆和光纤。实现对系统内的各个节点进行数据采集和实时监控。位于不同的位置的矿厂为确保系统工作时间一致,采用GPS模块对时间进行精细控制。远程主站系统中的选矿厂系统主要包括皮带、给料机、磨球机、控制模块等部分组成,其中使用控制系统代替模拟系统的调节器对生产过程进行调节与控制。整个选矿厂系统有多个控制回路,每一个回路控制不同的系统才做,且每一个回路都采用PID控制进行流程调节,主要包括按照偏差进行微分、积分、比例调节等,系统中的每一个回路控制系统都由以太终端机进行整体控制。对于输出端系统,主要通过影响参数进行调节,比如对溢流速度、研磨浓度、进料量等参数进行或者综合控制,再经过AD转换系统转换成数字信号对工艺值模拟数值进行采集,信号经过综合处理进行分析比较,得到产生离散的误差信号,再经过控制系统中的PID,输出为准确的控制信号,再经过DA转换电路执行相关操作,完成控制作业。在整个选矿厂系统控制过程中,要求控制系统对所有节点进行实时数据采集,进而寻找各类故障信号并进行排查处理,同时在远程控制系统中也可以由人工进行操作控制。再次,选矿厂系统的所有指令窗口与人工操作都应该是以人机交互的界面实现,进而实现对系统工作的数据信号的实时掌握。

4 结语

综上所述,选矿厂采用控制系统对整个选矿设备控制及操作说明了工业控制系统的主要优势,控制系统不但设计简单、操作方便,而且人工操作较为容易,控制能力好,系统稳定性高,不易出现故障等优点决定使用控制系统可以较大提升设备使用效率,降低资源消耗。对于整个控制系统而言,需要投放的资金并不高,且资金回收较快,可以为企业带来显著的经济效益及管理效益。同时,控制系统在我国选矿业中的大量使用与推广也会提升国有资源的利用程度,促进企业战略转型升级及节能减排,从整体上提高我国矿业装备技术升级,这种经济效益是不可估量的。

参考文献

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