江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦大山選礦廠(chǎng)設(shè)計(jì)能力為日處理礦石6.0萬(wàn)t，其中磨礦有8臺(tái)p5.5 x8.5m溢流型球磨機(jī)，整個(gè)磨礦浮選系統(tǒng)應(yīng)用先進(jìn)的從美國(guó)艾默生過(guò)程控制公司引進(jìn)的DeltaV DCS控制系統(tǒng)控制。球磨機(jī)、砂泵、分級(jí)旋流器等磨礦回路的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)，包括定值給礦、比例給水、磨礦濃度定值調(diào)節(jié)、泵池液位、砂泵轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)等。
1、磨礦浮選控制系統(tǒng)檢測(cè)儀表及工藝參數(shù)
為了對(duì)球磨機(jī)各工藝參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)控，每臺(tái)球磨機(jī)安裝的主要儀表有：
測(cè)量溢流流量濃度細(xì)度的芬蘭奧托昆普產(chǎn)MPS200型在線(xiàn)粒度分析儀；測(cè)量給礦量的三原電子皮帶秤；測(cè)量旋流器給礦濃度流量，N系列1射線(xiàn)濃度計(jì)；測(cè)量給礦補(bǔ)加水的科隆電磁流量計(jì)；測(cè)量泵池補(bǔ)加水的電磁流量計(jì)；1151LLT壓力變送器；測(cè)量泵池液位的VEGA泵池液位計(jì)；電機(jī)及球磨機(jī)溫度檢測(cè)儀表；測(cè)量砂泵轉(zhuǎn)速的測(cè)速儀；不同型號(hào)的氣動(dòng)執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）等。
通過(guò)這些儀表的檢測(cè)數(shù)據(jù)就可以計(jì)算出球磨機(jī)的相關(guān)參數(shù)。球磨機(jī)工藝參數(shù)范圍如下所示：
磨礦濃度% 70—75
旋流器溢流濃度% 33+1
0.18mm含量% <10
-0.074mm含量% >65
旋流器分級(jí)壓力 kg/cm2 0.4～0.6
泵池補(bǔ)加水t/h 550—600
給礦補(bǔ)加水t/h 100—120
臺(tái)效t/h 330～360
循環(huán)負(fù)荷% 300～400
2 、DeltaV控制系統(tǒng)
磨礦浮選控制系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)以DeltaV為中心，各子系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)儀表通過(guò)不同的方式與其他通訊共同完成磨礦和浮選二大生產(chǎn)工藝流程的過(guò)程控制和監(jiān)測(cè)。DeltaV是磨浮控制系統(tǒng)的核心，它由操作站、工程師站、應(yīng)用站、控制器及I/O模塊和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。操作站通過(guò)友好的用戶(hù)操作界面、高級(jí)圖形、實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)、過(guò)程報(bào)警、管理和診斷等功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中操作和監(jiān)測(cè)。工程師站用于過(guò)程控制軟件的組態(tài)、下裝和程序、數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，工程師站可用作操作站。應(yīng)用站用于支持Delta V系統(tǒng)與其它通訊網(wǎng)絡(luò)（如：工廠(chǎng)管理網(wǎng)LAN）之間的連接，運(yùn)行第三方應(yīng)用軟件包（如：奧托昆普的ACT軟件）并將數(shù)據(jù)鏈接到Delta V系統(tǒng)中。
3 、ACT的控制機(jī)理
為了發(fā)揮8臺(tái)球磨機(jī)的最大效用，根據(jù)磨礦分級(jí)工藝特點(diǎn)，按照在確保磨礦細(xì)度前提下最大限度提高球磨機(jī)臺(tái)效的原則，該廠(chǎng)引進(jìn)了芬蘭奧托昆普公司推出的ACT(Advanced Control Tool)軟件，以擴(kuò)大整個(gè)控制系統(tǒng)的功能及提高可控性等。ACT使用狀態(tài)邏輯控制方法，通過(guò)OPC (OLE For ProcessControl)技術(shù)從DeltaV系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)經(jīng)ACT技術(shù)修改DeltaV PID控制回路的設(shè)定值，從而達(dá)到ACT控制目標(biāo)。
ACT控制有2種主要的實(shí)現(xiàn)方法：State LogicControl(狀態(tài)邏輯控制)和Fuzzy Logic Control(模糊邏輯控制)，在編輯ACT項(xiàng)目時(shí)，這2種實(shí)現(xiàn)方法可以和歷史數(shù)據(jù)、內(nèi)部變量等組合在一起，如圖1。
在ACT模糊邏輯控制中只有一個(gè)或二個(gè)輸入（測(cè)量值）和一個(gè)輸出，輸出是一個(gè)控制變量的改變值或一個(gè)絕對(duì)值（軟傳感器）。
狀態(tài)邏輯控制是一種基于規(guī)則的控制方法，在一個(gè)ACT狀態(tài)控制中包含一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)，而每一個(gè)狀態(tài)由條件、延時(shí)、優(yōu)先級(jí)、動(dòng)作組成。見(jiàn)圖2。
模糊邏輯控制也是一種基于規(guī)則的控制方法，但它更適合于解決現(xiàn)場(chǎng)有不精確狀態(tài)和規(guī)則非線(xiàn)性的控制問(wèn)題。這種問(wèn)題不可能或非常難用數(shù)學(xué)分析來(lái)設(shè)計(jì)模型，只有應(yīng)用模糊邏輯控制才能解決。
在模糊邏輯控制中主要有三種操怍，一是根據(jù)成員功能對(duì)輸入進(jìn)行模糊化；二是輸入變量模糊化后形成的語(yǔ)句值，在基礎(chǔ)規(guī)則中進(jìn)行評(píng)價(jià)，規(guī)則是模糊邏輯控制的核心，它定義當(dāng)輸入發(fā)生變化時(shí)應(yīng)該做什么，它由IF - -rHEN語(yǔ)句組成；三是非模糊化既根據(jù)基礎(chǔ)規(guī)則作推理。非模糊化就是按照成員功能和非模糊化類(lèi)型、方法選擇輸出變量將語(yǔ)句結(jié)果轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)表。
4、大山選礦廠(chǎng)磨礦ACT的設(shè)計(jì)
大山選礦廠(chǎng)ACT控制系統(tǒng)目前僅使用狀態(tài)邏輯控制方法，通過(guò)OPC(OLE For Process Control)技術(shù)從DeltaV系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)經(jīng)ACT技術(shù)修改DeltaV PID控制回路的設(shè)定值，從而達(dá)到ACT控制目標(biāo)，見(jiàn)圖2。根據(jù)磨礦分級(jí)工藝特點(diǎn)，按照“在確保磨礦細(xì)度的前提下最大限度提高球磨臺(tái)效”的原則，設(shè)計(jì)ACT項(xiàng)目。該項(xiàng)目包含8個(gè)狀態(tài)控制分別用于8臺(tái)磨機(jī)，標(biāo)識(shí)號(hào)為1～8，每個(gè)狀態(tài)控制獨(dú)立運(yùn)行互不干擾，其運(yùn)行的基本條件是：
給礦量（6min平均值）大于給礦的最低限定值；
磨機(jī)功率大于3000kW(表明磨機(jī)正常運(yùn)行)；
泵池液位大于20%；
給礦補(bǔ)加水大于90t/h；
泵池補(bǔ)加水大于500t/h；
前給水的測(cè)量值和設(shè)定值之間的偏差在10以?xún)?nèi)：
補(bǔ)加水測(cè)量值和設(shè)定值之間的偏差在20以?xún)?nèi)；
旋流器溢流濃度在29010和35%之間；
-0.074mm在50qo和80%之間；
0.18mm在2%和7%之間。
溢流濃度、-0.074mm、0.18mm的采集數(shù)據(jù)有一定的變化幅度（用于判別異常情況）。每個(gè)球磨機(jī)狀態(tài)控制都包含12個(gè)狀態(tài)，它們分別是：
(1)降低磨機(jī)的磨礦濃度。條件：當(dāng)前給礦濃度比設(shè)定值高+2。延遲：60s優(yōu)先權(quán)，0動(dòng)作，給礦補(bǔ)加水加2t/h；
(2)提高磨機(jī)的磨礦濃度。條件：當(dāng)前給礦濃度比設(shè)定值低-2。延遲：60s優(yōu)先權(quán)，0動(dòng)作，給礦補(bǔ)加水減2 t/h；
(3)降低旋流器溢流濃度。條件：6min內(nèi)平均溢流濃度高于設(shè)定值加上有限的偏差。延遲：60s優(yōu)先權(quán)，O動(dòng)作，泵池補(bǔ)加水加2 t/h；
(4)提高旋流器溢流濃度。條件：6min內(nèi)平均溢流濃度低于設(shè)定值減去有限的偏差。延遲：60s優(yōu)先權(quán)．0動(dòng)作，泵池補(bǔ)加水減2 t/h；
(5)濃度調(diào)整（修改給礦補(bǔ)加水的設(shè)定值）。條件：當(dāng)前磨礦濃度大于等于設(shè)定值減2和當(dāng)前磨礦濃度小于等于設(shè)定值加2。廷遲：20s優(yōu)先權(quán)，0動(dòng)作，調(diào)節(jié)修改給礦補(bǔ)加水的設(shè)定值；
(6)旋流器壓力低。條件：旋流器壓力低于設(shè)定的最小值，和（磨機(jī)小時(shí)平均功率小于等于磨機(jī)最大限定功率或PSI-0.074mm含量大于等于低限值或給礦量小于等于最大值）。延遲：10s優(yōu)先權(quán)，1動(dòng)作，無(wú)；說(shuō)明：括號(hào)內(nèi)任一條件不滿(mǎn)足，該狀態(tài)不滿(mǎn)激活，括號(hào)內(nèi)條件要求降低給礦量。
(7)旋流器壓力高。條件：旋流器壓力高于設(shè)定的最大值，和（磨機(jī)小時(shí)平均功率小于等于磨機(jī)最大限定功率或PSI-0.074mm含量大于等于低限值或給礦量小于等于最大值）。延遲：10s優(yōu)先權(quán)，1動(dòng)作，無(wú)；說(shuō)明：括號(hào)內(nèi)任一條件不滿(mǎn)足，該狀態(tài)不滿(mǎn)激活，括號(hào)內(nèi)條件要求降低給礦量。
(8)泵池液位到限定。條件：泵池液位高于等于高限，和（磨機(jī)小時(shí)平均功率小于等于磨機(jī)最大限定功率或i廊數(shù)卿74mm含量大于等于低限值或給礦量小于等于最大限定值）。延遲：20s優(yōu)先權(quán)．2動(dòng)作，無(wú)；說(shuō)明：括號(hào)內(nèi)任一條件不滿(mǎn)足，該狀態(tài)不滿(mǎn)激活，括號(hào)內(nèi)條件要求降低給礦量。該狀態(tài)有效時(shí)，不能增大給礦量。
(9)泵池液位最高。條件：泵池液位高于最高限制，和（磨機(jī)小時(shí)平均功率小于等于磨機(jī)最大限定功率或PSI-0.074mm合量大干等于低限值或給礦量小于等于最大值或給礦設(shè)定值減步長(zhǎng)大于等于最低限定值）。延遲：lOs優(yōu)先權(quán)，2動(dòng)作，給礦量減小一步長(zhǎng)；說(shuō)明：括號(hào)內(nèi)任一條件不滿(mǎn)足，該狀態(tài)不激活，括號(hào)內(nèi)條件要求降低給礦量。泵池液位有嚴(yán)重性問(wèn)題，如問(wèn)題不在短期內(nèi)解決，ACT狀態(tài)控制空間，放棄控制直到基本條件滿(mǎn)足。
(10)降低磨機(jī)給礦量。條件：PSI-0.074mm含量小于低限值或泵池液位高于最高限制或磨機(jī)小時(shí)平均功率大于磨機(jī)最大限定功率或給礦量減步長(zhǎng)大于等于最低限定值）。延遲：600s優(yōu)先權(quán)，3動(dòng)作，給礦量減小一個(gè)步長(zhǎng)；
(11)提高磨機(jī)給礦量。條件：旋流器溢流細(xì)于等于高限值和泵池液位低于等于最高限制和磨機(jī)小時(shí)平均功率小于磨機(jī)高限定功率和給礦量加步長(zhǎng)小于最高限定值）。延遲：1200s優(yōu)先權(quán)，3動(dòng)作，給礦量增大一個(gè)步長(zhǎng)；
(12)磨機(jī)給礦在正常限定。當(dāng)其他條件不滿(mǎn)足．此條件總是有效。延遲：10s優(yōu)先權(quán)，4動(dòng)作，無(wú)
從ACT軟件設(shè)計(jì)的程序來(lái)看，ACT控制會(huì)首先調(diào)整磨機(jī)的磨礦濃度，調(diào)整旋流器溢流濃度、壓力等，條件滿(mǎn)足時(shí)調(diào)整磨機(jī)給礦。在泵池液位太高時(shí)．ACT控制有動(dòng)作，但是根本措施由操作員采取，如問(wèn)題久未解決，ACT放棄控制，直剄基本條件滿(mǎn)足。
在Delta V DCS控制下，調(diào)節(jié)磨機(jī)的磨礦濃度，調(diào)節(jié)旋流器溢流濃度，調(diào)節(jié)磨機(jī)給礦，濃度調(diào)整等所有動(dòng)作由操作員自己操縱執(zhí)行。
因此，ACT軟件控制與Delta V DCS控制相比，磨機(jī)的各項(xiàng)工藝參數(shù)在不停調(diào)節(jié)，無(wú)須由操作員來(lái)發(fā)出命令。ACT是屬于應(yīng)用層的一種應(yīng)用軟件，其控制依據(jù)來(lái)源于DCS系統(tǒng)。因此，ACT軟件控制離不開(kāi)Delta V DCS控制的支持。沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)儀表及Delta V DCS控制的支持，ACT軟件猶如無(wú)本之木，根本無(wú)法運(yùn)用。此外，當(dāng)基本條件滿(mǎn)足不了時(shí)，ACT放棄控制，此時(shí)必須在Delta V DCS的控制下，磨機(jī)方可正常工作。
5 、ACT使用效果
2001年11月完成磨礦ACT控制軟件組態(tài)后，首先選擇8#球磨機(jī)投入ACT控制，調(diào)整一些控制參數(shù)，并與Delta V DCS控制的釅球磨機(jī)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)20d的連續(xù)運(yùn)行，在相同的供礦條件下，#8球處理礦石15 0041.5t．伊球磨機(jī)處理礦石147696.7t，8#球磨機(jī)比6#球磨機(jī)提高臺(tái)時(shí)效率5t/h，同時(shí)8#球磨機(jī)的濃細(xì)度要比釅球磨機(jī)好，隨后對(duì)其他各球都進(jìn)行了ACT控制試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，當(dāng)粒度儀及其他儀表正常運(yùn)行、磨機(jī)供礦平穩(wěn)、礦石性質(zhì)變化不大的情況下，都能提高一定的球磨機(jī)處理臺(tái)時(shí)效率，與設(shè)計(jì)要求基本吻合。在大山選礦廠(chǎng)，每臺(tái)磨機(jī)提高臺(tái)時(shí)效率5t/h相當(dāng)于每年多處理30萬(wàn)t礦石，有利于降低成本。
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