全流程自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

年4月19日全流程自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。安徽羅河鐵礦選礦全流程自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案煙臺(tái)金建設(shè)計(jì)研究工程有限公司二〇〇九年八月

羅河鐵礦選礦全流程自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案目錄前言 ……………………1一.公司簡(jiǎn)介 21.公司概況 22.工程業(yè)績(jī)表 4二.設(shè)計(jì)概要 81.設(shè)計(jì)依據(jù) 82.設(shè)計(jì)原則 83.設(shè)計(jì)目標(biāo) 9三.系統(tǒng)設(shè)計(jì) 111．系統(tǒng)構(gòu)成 111.1過(guò)程控制系統(tǒng) 111.2網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng) 131.3網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng) 132．監(jiān)控及操作設(shè)計(jì) 142.1上位機(jī)監(jiān)控 142.2系統(tǒng)操作 163．過(guò)程控制設(shè)計(jì) 173.1破碎過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng) 173.1.1工藝過(guò)程 173.1.2控制思想 183.1.3系統(tǒng)控制方案 193.2磨選及濃縮過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng) 223.2.1工藝過(guò)程分析 223.2.2控制思想 253.2.3系統(tǒng)控制方案 283.3恒壓供水控制 434．控制系統(tǒng)主控單元 444.1硬件設(shè)計(jì) 444.2軟件設(shè)計(jì) 474.3控制設(shè)備選擇 524.4系統(tǒng)其它設(shè)計(jì) 535．多媒體電視監(jiān)控系統(tǒng) 555.1系統(tǒng)優(yōu)勢(shì) 555.2設(shè)計(jì)原則 575.3系統(tǒng)功能 585.4系統(tǒng)構(gòu)成 595.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 62四.I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì) 65五.設(shè)備表 86前言冶金行業(yè)的選礦廠工藝流程包括破碎、篩分、磨礦和選別等幾個(gè)主要生產(chǎn)過(guò)程，國(guó)內(nèi)大多數(shù)礦山存在生產(chǎn)環(huán)境惡劣、自動(dòng)化水平較低，磨機(jī)給料采用手動(dòng)給礦，人工觀察出礦漿粒度、濃度，根據(jù)人工判斷磨機(jī)負(fù)荷對(duì)給礦機(jī)的運(yùn)行狀況和水路進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于調(diào)節(jié)不及時(shí)，運(yùn)行不穩(wěn)定，常常使磨機(jī)出現(xiàn)“空腹”或“脹肚”的現(xiàn)象，影響整個(gè)磨選工藝流程的穩(wěn)定性。因此，對(duì)選礦廠實(shí)施自動(dòng)控制意義重大。同時(shí)，由于選礦廠工藝流程的特點(diǎn)，大的用電設(shè)備較多，如破碎機(jī)、磨機(jī)等，有的甚至是高壓設(shè)備，成為生產(chǎn)環(huán)境中的干擾源，如高壓電磁場(chǎng)干擾、強(qiáng)電信號(hào)干擾、大型用電設(shè)備啟／停信號(hào)的干擾等，只有采用合理有效的防干擾措施，才能使自動(dòng)控制系統(tǒng)正常穩(wěn)定地運(yùn)行。結(jié)合國(guó)內(nèi)黑色礦山選礦廠自動(dòng)化的運(yùn)行情況和羅河鐵礦選礦廠的實(shí)際流程，此次羅河鐵礦選礦廠的全流程自動(dòng)控制方案的設(shè)計(jì)本著“簡(jiǎn)捷、安全、實(shí)用、可靠”的原則，采用當(dāng)前國(guó)際領(lǐng)先的通訊技術(shù)方式，該控制系統(tǒng)的實(shí)施能及時(shí)掌握和了解工藝流程中各設(shè)備的運(yùn)行工況、工藝參數(shù)的變化，有效優(yōu)化工藝流程，保證工藝流程穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，并降低運(yùn)行成本，提高管理水平，使之長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，對(duì)羅河鐵礦的生產(chǎn)具有重要的意義。一.公司簡(jiǎn)介1.公司概況煙臺(tái)金建設(shè)計(jì)研究工程有限公司（簡(jiǎn)稱金建公司）成立于1996年，是一個(gè)集黑色、有色、黃金礦山工程設(shè)計(jì)、自動(dòng)化控制、工程施工、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)為一體的綜合性高科技企業(yè)。經(jīng)過(guò)10多年來(lái)的不懈的努力和追求，金建公司現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)業(yè)內(nèi)知名的工程技術(shù)公司，工程項(xiàng)目遍及全國(guó)各地以及俄羅斯、哈薩克斯坦、委內(nèi)瑞拉、朝鮮、緬甸、越南、蘇里南等世界10多個(gè)國(guó)家。金建公司不斷引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，培養(yǎng)專業(yè)人才，憑借雄厚的技術(shù)力量和人才優(yōu)勢(shì)，在礦山數(shù)字化方面取得了不俗的業(yè)績(jī)，踏實(shí)的工作作風(fēng)、誠(chéng)信的企業(yè)品質(zhì)為金建贏得了良好的聲譽(yù)。在礦山工業(yè)控制和自動(dòng)化領(lǐng)域十年的經(jīng)驗(yàn)積累，使公司在工礦企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，特別是在選礦廠生產(chǎn)過(guò)程智能控制、卷?yè)P(yáng)機(jī)提升交流及直流自動(dòng)控制、礦山井下通風(fēng)及排水控制、充填系統(tǒng)自動(dòng)控制、井下人員車輛定位、井下無(wú)線通訊、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、工礦企業(yè)局域網(wǎng)及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、物資管理智能控制等方面取得了顯著成效，成功實(shí)施了大量礦山自動(dòng)控制項(xiàng)目，其中選礦自動(dòng)控制項(xiàng)目四十余項(xiàng)，提升自動(dòng)控制五十余項(xiàng)，井下通風(fēng)、排水、充填自動(dòng)控制十余項(xiàng)，特別是由我公司設(shè)計(jì)實(shí)施的全數(shù)字化礦山系統(tǒng)，當(dāng)前已將招金股分大尹格莊金礦、夏甸金礦打造為業(yè)內(nèi)數(shù)字礦山的典型代表，成為文明生產(chǎn)和安全生產(chǎn)示范礦山。與此同時(shí)，金建公司還不斷加強(qiáng)同國(guó)內(nèi)外高等院校及科研院所的合作，進(jìn)行科研、技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)，特別是與東北大學(xué)的合作，開(kāi)發(fā)出針對(duì)黑色冶金礦山的行業(yè)軟件，并以軟件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)工程、綜合布線及安全監(jiān)控工程為基礎(chǔ)，為冶金行業(yè)提供信息化整體解決方案。2.工程業(yè)績(jī)表

二.設(shè)計(jì)概要1.設(shè)計(jì)依據(jù)以礦方提供的圖紙、方案資料為設(shè)計(jì)依據(jù)。2.設(shè)計(jì)原則(1)系統(tǒng)的合法性方案的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)符合國(guó)家行業(yè)有關(guān)規(guī)定和有關(guān)部門技術(shù)防范要求。(2)系統(tǒng)的可靠性原則在控制原理、工控設(shè)備選型上，盡量選擇抗干擾能力強(qiáng)、電磁兼容性和安全性符合現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)要求的國(guó)際品牌或國(guó)內(nèi)知名品牌產(chǎn)品；對(duì)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和配置上保證所提供的軟件是當(dāng)今國(guó)際計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域公認(rèn)的、穩(wěn)定可靠的、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)操作軟件，具有很高的容錯(cuò)能力。(3)系統(tǒng)的先進(jìn)性原則充分考慮自動(dòng)控制領(lǐng)域技術(shù)的迅速發(fā)展，參考當(dāng)前自動(dòng)控制設(shè)備的發(fā)展水平，融合具有國(guó)際先進(jìn)性、成熟的技術(shù)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件的選型上首選國(guó)際市場(chǎng)的成熟產(chǎn)品，確?？刂葡到y(tǒng)在交貨時(shí)是當(dāng)前市場(chǎng)上最先進(jìn)的、最新版本的產(chǎn)品。(4)系統(tǒng)的易維護(hù)性原則系統(tǒng)要易于管理、易于維護(hù)，操作簡(jiǎn)便。(5)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性原則本著長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的觀點(diǎn)，考慮到技術(shù)更新、設(shè)備增加和改造的需要，該系統(tǒng)的軟硬件應(yīng)能方便地進(jìn)行調(diào)整、修改、擴(kuò)充，在采用新技術(shù)的同時(shí)保護(hù)現(xiàn)在的投資。(6)系統(tǒng)的開(kāi)放性原則所有的網(wǎng)絡(luò)必須是完全開(kāi)放的總線技術(shù)，符合國(guó)際公認(rèn)的IEC61158網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)總線，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備良好的可連通性和互操作性，具備成熟的第三方連接能力，控制協(xié)議是廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，能體現(xiàn)當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展水平。(7)系統(tǒng)完善性原則保證提供的系統(tǒng)是完整的、可靠的、完全滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的需要，確保系統(tǒng)的硬件、軟件的完整性和兼容性。(8)性能價(jià)格比原則在確保系統(tǒng)性能有效、穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)上，考慮系統(tǒng)先進(jìn)性的同時(shí)，在滿足自動(dòng)控制的要求下，盡量降低系統(tǒng)造價(jià)，以達(dá)到最佳的性能價(jià)格比。3.設(shè)計(jì)目標(biāo)羅河鐵礦300萬(wàn)噸/年選礦自動(dòng)化工程，采用先進(jìn)的檢測(cè)儀表、電氣控制設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，融先進(jìn)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，構(gòu)建羅河鐵礦選礦廠過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)和優(yōu)化控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、控制智能化，將羅河鐵礦選礦廠建設(shè)成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)的數(shù)字化工廠。在生產(chǎn)工藝和設(shè)備不斷完善的基礎(chǔ)上，選礦廠自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到以下建設(shè)目標(biāo)：(1)、對(duì)破碎過(guò)程實(shí)行全過(guò)程自動(dòng)控制，在中碎緩沖礦倉(cāng)、細(xì)碎緩沖礦倉(cāng)、圓振篩緩沖礦倉(cāng)及粉礦倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)礦倉(cāng)綜合自動(dòng)布料。經(jīng)過(guò)在圓錐破碎機(jī)上安裝雷達(dá)料位計(jì)和功率變送器，實(shí)現(xiàn)圓錐破碎機(jī)的功率控制，實(shí)現(xiàn)選礦工藝的“多碎少磨”。(2)、對(duì)磨礦生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制、優(yōu)化運(yùn)行與優(yōu)化管理，保證全流程生產(chǎn)穩(wěn)定；經(jīng)過(guò)檢測(cè)磨機(jī)負(fù)荷、旋流器給礦濃度、壓力等生產(chǎn)工藝指標(biāo)，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，使磨礦能力和效率最大化；經(jīng)過(guò)檢測(cè)浮選過(guò)程給礦量及給礦濃度，實(shí)現(xiàn)浮選過(guò)程自動(dòng)加藥，穩(wěn)定選別指標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效益。(3)、經(jīng)過(guò)設(shè)備監(jiān)測(cè)與設(shè)備安全管理，達(dá)到保障設(shè)備安全、減少故障停機(jī)時(shí)間和提高設(shè)備作業(yè)率的目的。(4)、經(jīng)過(guò)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施閉路電視監(jiān)控，能夠及時(shí)了解整個(gè)生產(chǎn)流程的工作情況和各工序的生產(chǎn)情況，隨時(shí)了解各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況，處理突發(fā)事件，為自動(dòng)化控制操作提供可靠依據(jù)，同時(shí)兼顧安防作用，有利于控制中心的集中控制、實(shí)時(shí)調(diào)度、統(tǒng)籌安排生產(chǎn)。(5)、經(jīng)過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施，減少污染，節(jié)能降耗，改進(jìn)作業(yè)環(huán)境與勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。三.系統(tǒng)設(shè)計(jì)1．系統(tǒng)構(gòu)成該套自動(dòng)化系統(tǒng)由過(guò)程控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)組成。1.1過(guò)程控制系統(tǒng)主要包括現(xiàn)場(chǎng)儀表、一次元器件、工程師站、操作員站、遠(yuǎn)程I/O站、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、控制軟件等。安徽羅河鐵礦全流程自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制范圍包括：破碎篩分、磨礦分級(jí)、浮選、磁選、濃縮脫水等生產(chǎn)過(guò)程，生產(chǎn)工藝流程各工序的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含了主控單元設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)計(jì)、相關(guān)控制設(shè)備的電氣接口設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)中盡量使用現(xiàn)場(chǎng)總線，最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)布線工作量，對(duì)于變頻、自帶PLC的設(shè)備以及帶有通訊功能的儀表，經(jīng)過(guò)總線通訊讀取數(shù)據(jù)。對(duì)于功率大于15KW的設(shè)備電機(jī)安裝電機(jī)智能保護(hù)控制器，對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)全方位的保護(hù)。各控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：(1)破碎控制系統(tǒng)破碎主要設(shè)備及皮帶的集中與局部聯(lián)鎖;中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)給料自動(dòng)控制、與破碎機(jī)自帶控制系統(tǒng)的OPC通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)圓錐破碎機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控；礦倉(cāng)料位檢測(cè)與布料自動(dòng)控制；主要皮帶電流、跑偏、打滑、撕裂檢測(cè)與報(bào)警；給料皮帶金屬探測(cè)與報(bào)警，除鐵器的自動(dòng)控制；3#帶及9#帶礦量檢測(cè)；風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制。(2)磨選控制系統(tǒng)球磨機(jī)、旋流器分級(jí)過(guò)程自動(dòng)控制，包括給礦、給水量自動(dòng)控制，磨礦濃度自動(dòng)控制，球磨機(jī)音頻、功率檢測(cè)；圓盤給料機(jī)及給礦皮帶的聯(lián)鎖與控制；旋流器泵池液位、給礦濃度、給礦壓力、溢流濃度的自動(dòng)控制及溢流粒度的檢測(cè)；球磨機(jī)、渣漿泵（變頻）運(yùn)行參數(shù)、監(jiān)測(cè)、控制，經(jīng)過(guò)DP總線與球磨機(jī)隨機(jī)小型PLC控制柜和變頻器DP通訊卡通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制；浮選控制系統(tǒng)，包括浮選加藥自動(dòng)控制；浮選槽液位自動(dòng)控制；泵池液位控制；鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的檢測(cè)控制；品位自動(dòng)檢測(cè)，包括精礦、尾礦品位檢測(cè)；(3)濃縮脫水控制系統(tǒng)濃縮脫水控制系統(tǒng)，包括濃密機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控；陶瓷過(guò)濾機(jī)狀態(tài)監(jiān)控；精礦礦量計(jì)量；(4)恒壓供水控制系統(tǒng)恒壓供水系統(tǒng)，包括水泵變頻控制；水系統(tǒng)液位檢測(cè)報(bào)警；水系統(tǒng)壓力檢測(cè)。1.2網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能主要有以下幾個(gè)方面：（1）網(wǎng)絡(luò)瀏覽、網(wǎng)絡(luò)診斷、通訊組態(tài)、支持編程上傳/下載和數(shù)據(jù)通訊服務(wù)，以及基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)處理軟件；（2）能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，支持星型、樹型、總線型和環(huán)形等多種拓樸結(jié)構(gòu)。（3）具備良好的可連通性和互操作性，能夠提供成熟的接口連接其它主流的第三方設(shè)備。（4）經(jīng)過(guò)自愈式光纖環(huán)網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)冗余連接，即骨干網(wǎng)上任何一點(diǎn)的光纖連接意外斷開(kāi)，系統(tǒng)都能經(jīng)過(guò)反向環(huán)的方式提供后備以太網(wǎng)鏈路，保證系統(tǒng)可靠性。（5）支持主從、對(duì)等、多主等多種靈活的數(shù)據(jù)通訊結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)塊傳送和報(bào)文發(fā)送都可經(jīng)過(guò)組態(tài)完成，不需額外的復(fù)雜編程。1.3網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)羅河鐵礦的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為全數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用技術(shù)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字監(jiān)控，將傳統(tǒng)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸、智能化的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)處理。在選廠生產(chǎn)工藝流程的主要設(shè)備和重點(diǎn)部位安裝攝像機(jī)，并于現(xiàn)場(chǎng)就近安裝網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，將傳統(tǒng)的視音頻及控制信號(hào)數(shù)字化，以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，并由視頻服務(wù)器完成硬盤錄相功能，現(xiàn)場(chǎng)錄相能避免因服務(wù)器故障影響所有視頻信號(hào)的錄相；現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換后經(jīng)光纖傳輸至各車間機(jī)柜，由交換機(jī)集中，轉(zhuǎn)換后再經(jīng)過(guò)光纖至控制中心，大大減少了布線工作量，且傳輸介質(zhì)主要以光纖為主，僅采用少量視頻線，不存在現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)干擾問(wèn)題；在控制室設(shè)有監(jiān)控服務(wù)器，安裝監(jiān)控控制軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)廠區(qū)內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)的控制管理；在網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)，只要安裝了客戶端的軟件，給予相應(yīng)的權(quán)限就可成為監(jiān)控工作站。2．監(jiān)控及操作設(shè)計(jì)2.1上位機(jī)監(jiān)控可編程控制器、上位機(jī)軟件、組態(tài)軟件、網(wǎng)絡(luò)通訊、web服務(wù)軟件均采用德國(guó)西門子產(chǎn)品，采用遠(yuǎn)程I/O以及工業(yè)以太網(wǎng)等先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)及主要設(shè)備的工藝參數(shù)，并對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備下達(dá)各種指令。(1)上位機(jī)組態(tài)畫面與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相對(duì)應(yīng)，顯示帶動(dòng)態(tài)過(guò)程變量和設(shè)備狀態(tài)的生產(chǎn)流程圖，使生產(chǎn)過(guò)程一目了然,操作人員經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)可方便地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行操作和監(jiān)控。(2)報(bào)警功能:現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障或變量超出預(yù)警值時(shí)，屏幕會(huì)彈出報(bào)警畫面或故障設(shè)備參數(shù)，并伴有聲響警示燈報(bào)警提示操作人員予以處理，預(yù)警功能能有效地將事故扼制于萌芽狀態(tài)，對(duì)于出現(xiàn)故障的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備則能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，有效減少故障停車時(shí)間。(3)顯示變量趨勢(shì)圖（實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史曲線），能同時(shí)顯示多個(gè)模擬量數(shù)值的趨勢(shì),并具有歷史數(shù)據(jù)回顧和儲(chǔ)存功能，方便選廠流程考查和數(shù)據(jù)分析。(4)設(shè)備的遠(yuǎn)程啟停：有權(quán)限的相關(guān)操作人員根據(jù)在線檢測(cè)的設(shè)備運(yùn)行、故障等狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的集中啟停及遠(yuǎn)程單臺(tái)啟停。(5)事件記錄及故障報(bào)警記錄：操作員操作記錄、工藝參數(shù)或設(shè)備狀態(tài)改變及報(bào)警信息可實(shí)現(xiàn)記錄。(6)產(chǎn)量顯示、數(shù)據(jù)報(bào)表：產(chǎn)量報(bào)表及設(shè)備運(yùn)行時(shí)間報(bào)表有利于掌握生產(chǎn)情況。(7)選廠各種生產(chǎn)信息經(jīng)過(guò)WEB遠(yuǎn)程發(fā)布，送達(dá)生產(chǎn)廠長(zhǎng)、生產(chǎn)礦長(zhǎng)、礦中心調(diào)度室及各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，按權(quán)限實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上瀏覽。2.2系統(tǒng)操作=1\*GB2⑴具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種相對(duì)獨(dú)立、互為備用的控制方法。遠(yuǎn)程控制功能包括遠(yuǎn)程集中控制和遠(yuǎn)程單臺(tái)控制功能，在遠(yuǎn)程集中自動(dòng)控制方式運(yùn)行時(shí)，設(shè)備的啟停由PLC控制系統(tǒng)按照工藝的要求順序自動(dòng)啟動(dòng)及停止，遠(yuǎn)程單臺(tái)控制是由操作人員在計(jì)算機(jī)上點(diǎn)擊相應(yīng)操作按鈕啟停相應(yīng)的設(shè)備；現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)則是由操作人員在現(xiàn)場(chǎng)控制箱上操作完成的。=2\*GB2⑵在每臺(tái)設(shè)備旁邊設(shè)計(jì)機(jī)旁箱或現(xiàn)場(chǎng)控制箱(柜），現(xiàn)場(chǎng)檢修人員或巡檢人員在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢修時(shí)或發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)現(xiàn)場(chǎng)操作，如：現(xiàn)場(chǎng)檢修，現(xiàn)場(chǎng)就地運(yùn)行以及安全停車和安全保護(hù)設(shè)施等。=3\*GB2⑶在集中自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在設(shè)備啟動(dòng)之前，必須由控制室發(fā)出開(kāi)車信號(hào)，只有當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)所有的設(shè)備均返回正常信號(hào)后，系統(tǒng)才能啟動(dòng)運(yùn)行。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常信號(hào)作為系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行的聯(lián)鎖條件。=4\*GB2⑷在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)控制箱上的遠(yuǎn)程／就地開(kāi)關(guān)打到就地方式，此時(shí)不但從控制程序上斷開(kāi)回路，而且從電氣連接上斷電，從而保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的絕對(duì)安全。在現(xiàn)場(chǎng)控制箱上設(shè)有應(yīng)急安全開(kāi)關(guān)，當(dāng)集中自動(dòng)控制時(shí)，如有特殊情況，可將控制回路立即斷開(kāi)，以保證設(shè)備和人員的安全。=5\*GB2⑸全部電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)鎖，設(shè)備啟動(dòng)順序原則上按照物料走向的逆向順序依次啟動(dòng)，正常停機(jī)的順序按照物料走向的正向順序依次延時(shí)停車，延時(shí)的時(shí)間間隔應(yīng)足以能處理該設(shè)備上的剩余物料；故障引起的緊急停車，原則上是故障設(shè)備之前的所有設(shè)備立即停車，故障設(shè)備之后的設(shè)備順序延時(shí)停車，延時(shí)的時(shí)間間隔應(yīng)足以能處理該設(shè)備上的剩余物料。3．過(guò)程控制設(shè)計(jì)3.1破碎過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)3.1.1工藝過(guò)程羅河鐵礦選廠破碎篩分的工藝流程：井下礦石經(jīng)粗破碎后由箕斗從主井提升至箕斗礦倉(cāng)后，經(jīng)1#帶、2#帶后由3#帶運(yùn)至中碎圓錐破碎機(jī)進(jìn)行中碎，中碎產(chǎn)品經(jīng)4#帶轉(zhuǎn)運(yùn)至篩分分配礦倉(cāng)后，由5臺(tái)帶式給料機(jī)給入5臺(tái)圓振動(dòng)篩進(jìn)行篩分分級(jí)，篩下產(chǎn)品經(jīng)8#帶、9#帶，由10#帶布料至球磨粉礦倉(cāng)，篩上產(chǎn)品經(jīng)6#和7#帶轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)碎分配礦倉(cāng)，再由兩臺(tái)圓錐破碎機(jī)細(xì)碎后，排入4#帶形成閉路循環(huán)。其工藝流程圖如圖1所示。圖1破碎系統(tǒng)流程圖3.1.2控制思想破碎系統(tǒng)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)思想是：整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（如電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電流，軸承溫度，潤(rùn)滑系統(tǒng)油流、油壓、油溫、皮帶打滑、跑偏等）并參與系統(tǒng)運(yùn)行聯(lián)鎖，保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行，避免事故停車，重要設(shè)備（如圓錐破碎設(shè)備）安全啟動(dòng)條件參與系統(tǒng)啟停聯(lián)鎖；現(xiàn)場(chǎng)緊急停車信號(hào)作為系統(tǒng)啟動(dòng)的聯(lián)鎖條件，逆流程啟動(dòng)，順流程停車；上位機(jī)界面設(shè)置系統(tǒng)自動(dòng)控制啟停延時(shí)時(shí)間；對(duì)緩沖礦倉(cāng)和粉礦倉(cāng)實(shí)現(xiàn)料位予警及自動(dòng)布料控制。3.1.3系統(tǒng)控制方案(1)圓錐破碎機(jī)的檢測(cè)經(jīng)過(guò)檢測(cè)圓錐破碎機(jī)的油溫、油壓、油箱液位等參數(shù)以及圓錐破碎機(jī)的故障狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圓錐破碎機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控；圓錐破碎機(jī)的安全聯(lián)鎖由其本身自帶的控制系統(tǒng)完成，其重要信號(hào)需送到集中控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)鎖和顯示；在系統(tǒng)集中自動(dòng)控制時(shí)，圓錐破碎機(jī)的開(kāi)停指令將由控制系統(tǒng)控制。(2)圓錐破碎機(jī)的控制經(jīng)過(guò)在圓錐破碎機(jī)上安裝雷達(dá)料位計(jì)和功率變送器，在皮帶給料機(jī)上安裝變頻調(diào)速裝置，對(duì)圓錐破碎機(jī)的給礦量及功率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采用模糊控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圓錐破碎機(jī)的恒功率控制，實(shí)現(xiàn)選礦工藝的“多碎少磨”，充分利用圓錐破碎機(jī)效率高能耗少的特點(diǎn)，提高碎礦系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，降低破碎系統(tǒng)成本。破碎機(jī)控制原理圖如下：圖2破碎機(jī)控制原理圖(3)礦倉(cāng)自動(dòng)檢測(cè)在中碎緩沖礦倉(cāng)、細(xì)碎緩沖礦倉(cāng)、圓振篩緩沖礦倉(cāng)及粉礦倉(cāng)安裝雷達(dá)料位計(jì)，實(shí)現(xiàn)料位實(shí)時(shí)檢測(cè)和上下限報(bào)警,礦倉(cāng)料位信號(hào)參與系統(tǒng)聯(lián)鎖。(4)礦倉(cāng)綜合自動(dòng)布料在細(xì)碎緩沖礦倉(cāng)、圓振篩緩沖礦倉(cāng)安裝格雷母線位置檢測(cè)裝置，控制布料小車實(shí)現(xiàn)礦倉(cāng)綜合自動(dòng)布料系統(tǒng)，合理安排布料小車布料周期及布料地點(diǎn)，為破碎流程平穩(wěn)高效運(yùn)行做好基礎(chǔ)。自動(dòng)布料的過(guò)程如下圖：…圖3礦倉(cāng)自動(dòng)布料過(guò)程雷達(dá)料位計(jì)行車給料皮帶變送器礦石(5)皮帶狀態(tài)檢測(cè)對(duì)主要皮帶安裝皮帶跑偏、打滑及撕裂檢測(cè)裝置并進(jìn)行電流監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和安全保護(hù)，保證礦石的物流正常。(6)金屬物自動(dòng)檢測(cè)在中細(xì)碎破碎機(jī)給礦的皮帶上安裝金屬探測(cè)器及自動(dòng)除鐵裝置，除鐵裝置與皮帶同時(shí)啟停，及時(shí)清除皮帶上礦石中所含的金屬塊；金屬探測(cè)器對(duì)未除掉的大塊金屬進(jìn)行檢測(cè)，并及時(shí)報(bào)警，以保證后續(xù)設(shè)備的安全。(7)對(duì)風(fēng)機(jī)及除塵器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，轉(zhuǎn)運(yùn)站風(fēng)機(jī)、除塵器與相關(guān)皮帶聯(lián)鎖，圓振篩分風(fēng)機(jī)、除塵器與圓振篩聯(lián)鎖，中細(xì)碎分風(fēng)機(jī)、除塵器與圓錐破碎機(jī)聯(lián)鎖，及時(shí)啟停，能夠充爭(zhēng)保證除塵效果，并達(dá)到節(jié)能降耗的目的。(8)礦量自動(dòng)檢測(cè)在3＃膠帶、9#膠帶加裝皮帶稱檢測(cè)破碎系統(tǒng)處理量及磨礦系統(tǒng)粉礦量。(9)破碎主要設(shè)備實(shí)現(xiàn)全流程集中聯(lián)鎖啟停及局部聯(lián)鎖，破碎流程中原礦倉(cāng)至中細(xì)碎、中細(xì)碎至篩分、篩分至粉礦倉(cāng)，此三部分的設(shè)備分別實(shí)現(xiàn)局部聯(lián)鎖。(10)完成所有設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)，設(shè)備故障記錄及設(shè)備故障時(shí)間統(tǒng)計(jì)。3.2磨選及濃縮過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)3.2.1工藝過(guò)程分析羅河鐵礦選礦廠的磨選過(guò)程，總體工藝流程為階段磨礦、階段選別、兩級(jí)脫水。磨礦流程由兩段磨機(jī)加旋流器組成閉路循環(huán)；選別流程為浮選脫硫、兩段弱磁選；尾礦回收為強(qiáng)磁加重選；脫水為濃密加過(guò)濾兩級(jí)機(jī)械脫水。本次控制對(duì)全流程主體設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和控制，輔助設(shè)備的運(yùn)行信號(hào)和啟動(dòng)停止運(yùn)行信號(hào)也引到控制系統(tǒng)，參與系統(tǒng)聯(lián)鎖。磨選工藝流程：原礦經(jīng)圓盤給料機(jī)下料到帶式輸送機(jī)，經(jīng)皮帶稱計(jì)量后進(jìn)入到一段球磨MQG4060，一段球磨機(jī)排礦自流進(jìn)入一次旋流器給礦泵池，經(jīng)渣漿泵打入Φ500旋流器組進(jìn)行分級(jí)，一次旋流器溢流進(jìn)入后續(xù)選別作業(yè)，一次旋流器沉砂自流返回到一段球磨進(jìn)行再磨，形成閉路循環(huán)；一次旋流器溢流由泵揚(yáng)送至硫礦浮選系統(tǒng),浮選的硫精礦礦漿經(jīng)濃縮機(jī)濃縮后由泵揚(yáng)送至陶瓷過(guò)濾機(jī),硫精礦濾餅進(jìn)入硫精礦礦倉(cāng)直接外運(yùn)。浮選的尾礦由泵送至弱磁粗選作業(yè)，磁選粗精礦進(jìn)入二段旋流器給礦泵池，由泵輸送至Φ350旋流器組進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)溢流進(jìn)入弱磁精選作業(yè)，最終鐵精礦礦漿由泵輸送至過(guò)濾系統(tǒng)的磁選濃縮后由陶瓷過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，弱磁粗選和精選尾礦合并自流進(jìn)入弱磁尾礦濃縮機(jī)濃縮。弱磁選尾礦經(jīng)中礦濃縮機(jī)濃縮后，其底流由泵揚(yáng)送至圓筒隔渣篩分礦箱，均勻分配給4臺(tái)Slon-濕式高梯度強(qiáng)磁選機(jī)拋尾，強(qiáng)磁選精礦自流至強(qiáng)磁精礦濃縮機(jī)，經(jīng)濃縮后由泵打入二流礦漿分配器，均勻給入24臺(tái)Φ1500螺旋溜槽進(jìn)行提精選別，螺旋溜槽的尾礦同高梯度強(qiáng)磁選機(jī)的尾礦合并進(jìn)入一臺(tái)Φ43濃縮機(jī)濃縮，濃縮機(jī)尾礦底流由尾礦總泵站經(jīng)過(guò)隔膜泵揚(yáng)送至付沖尾礦庫(kù)堆存。螺旋溜槽的精礦由泵輸送至過(guò)濾系統(tǒng)的紅礦濃縮機(jī)濃縮，濃縮機(jī)的底流由泵揚(yáng)送至過(guò)濾機(jī)同磁礦一同過(guò)濾，濾餅進(jìn)入鐵精礦礦倉(cāng)直接外運(yùn)。其工藝流程圖如圖4所示。圖4選別工藝流程圖3.2.2控制思想3.2.2.1控制目的穩(wěn)定磨礦工藝流程，在保證磨礦產(chǎn)品滿足浮選作業(yè)要求的的基礎(chǔ)上，穩(wěn)定磨礦系列臺(tái)時(shí)處理能力。3.2.2.2控制因素在磨礦分級(jí)過(guò)程中，影響系列處理能力及磨礦產(chǎn)品粒度的因素有：給礦量、礦石粒度及硬度、旋流器沉砂量、磨礦濃度、磨機(jī)轉(zhuǎn)速、介質(zhì)充填率、襯板狀況及球荷球比等，上述因素的多變性及隨機(jī)性，增加了磨礦分級(jí)過(guò)程控制的難度，經(jīng)過(guò)對(duì)羅河鐵礦選礦廠的磨礦過(guò)程分析，選取對(duì)影響磨礦效果比較直接的因素進(jìn)行檢測(cè)和控制：給礦量、給礦水水量、磨機(jī)音量、磨機(jī)功率、旋流器壓力、旋流器給礦濃度、旋流器泵池補(bǔ)加水水量（球磨排礦水量）等作為檢測(cè)數(shù)據(jù)。選取給礦量，球磨機(jī)給礦水水量、旋流器泵池補(bǔ)加水水量（球磨排礦水量）、旋流器給礦濃度等作為控制變量，而磨機(jī)充填率，磨礦濃度，旋流器溢流濃度作為被控制變量，將其它的變量作為系統(tǒng)的隨機(jī)干擾。3.2.2.3控制方法為了保證磨礦系統(tǒng)效率最佳，必須保證磨機(jī)充填率在最佳范圍、控制兩個(gè)濃度及進(jìn)行合理的負(fù)荷分配。（1）磨機(jī)充填率使用功率變送器檢測(cè)磨機(jī)工作過(guò)程中的磨機(jī)充填率，該信號(hào)輸入至主控機(jī)參與磨機(jī)最佳充填率的控制，經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)給礦量及加球量來(lái)保證磨機(jī)充填率在最佳范圍。（2）必須控制磨機(jī)磨礦濃度在最佳磨礦濃度范圍內(nèi)由于在球磨機(jī)排礦端直接安裝濃度計(jì)有困難，一般采用理論計(jì)算出一段球磨應(yīng)添加的給礦水量，以此為依據(jù)控制給礦水量的大小，確保一段磨機(jī)磨礦濃度的穩(wěn)定。（3）必須控制旋流器給礦濃度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)由工藝過(guò)程分析可知，旋流器給礦濃度直接影響分級(jí)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，在原礦性質(zhì)穩(wěn)定、工藝流程穩(wěn)定、設(shè)備穩(wěn)定的前提下，粒度和濃度存在一定的線形關(guān)系，即濃度小，粒度細(xì)，濃度大，粒度粗，經(jīng)過(guò)在旋流器給礦管道安裝濃度計(jì)檢測(cè)旋流器給礦濃度，調(diào)整泵池補(bǔ)加水量（球磨排礦水量）來(lái)保證其穩(wěn)定在一定范圍。（4）必須在保證旋流器溢流濃度穩(wěn)定一定范圍內(nèi)的前提下，使磨礦系統(tǒng)給礦量最大。（5）給礦量在保證旋流器溢流濃度穩(wěn)定在一定范圍的前提下，對(duì)球磨機(jī)功率、磨機(jī)音強(qiáng)進(jìn)行采樣處理，動(dòng)態(tài)調(diào)整一、二段磨機(jī)的磨礦負(fù)荷，確定最佳給礦量，調(diào)整給礦、集礦皮帶頻率來(lái)調(diào)整給礦量的大小。（6）采用軟件（邏輯）、硬件（繼電器）聯(lián)鎖，控制磨礦分級(jí)設(shè)備的順序啟停。3.2.2.4實(shí)現(xiàn)功能控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）在一定范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)能夠根據(jù)礦石性質(zhì)的變化，自動(dòng)調(diào)整給礦量的大小，保證球球磨機(jī)在最佳充填狀態(tài)工作。（2）控制系統(tǒng)能保證磨礦濃度和旋流器給礦濃度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，保證磨礦效果和分級(jí)效果，即保證了磨礦系統(tǒng)的磨礦粒度。（3）經(jīng)過(guò)檢測(cè)磨機(jī)磨機(jī)躁音頻譜檢測(cè)、磨機(jī)功率及旋流器給礦量等多因素的控制方案，來(lái)保證磨機(jī)的充填率在最佳范圍內(nèi)，使磨機(jī)的磨礦效率最高。（4）經(jīng)過(guò)檢測(cè)旋流器給礦端、溢流端流量和濃度，計(jì)算沉砂量。（5）浮選藥劑按進(jìn)入浮選礦量自動(dòng)添加，浮選液位的自動(dòng)控制。（6）精礦、尾礦品位的檢測(cè)。（7）主體工藝設(shè)備可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)鎖及順序控制。3.2.3系統(tǒng)控制方案3.2.3.1控制系統(tǒng)組成按照結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，操作方便的原則，將磨選控制過(guò)程分為以下幾個(gè)組成部分：磨礦能力的測(cè)控給礦量的測(cè)控球磨機(jī)磨礦濃度的測(cè)控旋流器給礦、溢流濃度的測(cè)控礦漿泵池液位測(cè)控浮選流程的測(cè)控磁選機(jī)給礦濃度的測(cè)控濃密機(jī)底流濃度的測(cè)控主要設(shè)備工作狀態(tài)的檢測(cè)及安全預(yù)警3.2.3.2磨礦能力的測(cè)控磨礦能力檢測(cè)磨機(jī)功率、音強(qiáng)與負(fù)荷關(guān)系表最佳磨礦區(qū)域磨機(jī)音強(qiáng)磨機(jī)功率最佳磨礦區(qū)域磨機(jī)音強(qiáng)磨機(jī)功率磨機(jī)功率磨機(jī)功率磨機(jī)音強(qiáng)磨機(jī)音強(qiáng)磨機(jī)負(fù)荷磨機(jī)負(fù)荷圖5磨礦負(fù)荷關(guān)系趨勢(shì)圖由磨礦負(fù)荷關(guān)系趨勢(shì)圖5能夠看出，磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，在磨機(jī)給礦量小，磨機(jī)負(fù)荷低時(shí)，磨機(jī)音強(qiáng)信號(hào)高，磨機(jī)功率??；隨著給礦量增加、磨機(jī)負(fù)荷大時(shí)，磨機(jī)音強(qiáng)信號(hào)降低同時(shí)磨機(jī)功率消耗增高；達(dá)到一定量時(shí)，音強(qiáng)信號(hào)繼續(xù)降低，可是磨機(jī)功率也開(kāi)始下降。使用功率變送器檢測(cè)磨機(jī)工作過(guò)程中的磨機(jī)負(fù)荷，該信號(hào)輸入至主控機(jī)參與磨機(jī)負(fù)荷的控制。功率變送器輸出信號(hào)的高低與球磨機(jī)內(nèi)磨礦效率的高低正比相關(guān)，裝載量越多，功率變送器信號(hào)輸出越高，可是在發(fā)生『脹肚』趨勢(shì)的情況下，功率變送器信號(hào)反而降低，在功率最高時(shí)的磨礦效率最佳，因此保證磨機(jī)工作在功率信號(hào)接近最佳值的鄰域內(nèi)，同時(shí)能夠經(jīng)過(guò)實(shí)物標(biāo)定將磨機(jī)『脹肚』趨勢(shì)點(diǎn)的功率信號(hào)作為『脹肚』信號(hào)比較值，即臨界點(diǎn)，當(dāng)功率信號(hào)大于臨界點(diǎn)時(shí)，磨機(jī)功率正常，按原定控制過(guò)程工作。當(dāng)功率信號(hào)小于臨界點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明磨機(jī)具有『脹肚』趨勢(shì)，控制過(guò)程進(jìn)入『脹肚』保護(hù)部分。磨機(jī)『脹肚』保護(hù)過(guò)程功率信號(hào)高于臨界點(diǎn)后又減少，表明磨機(jī)負(fù)荷發(fā)生變化，既磨機(jī)內(nèi)存礦過(guò)多或給礦粒度變粗或礦石硬度變大引起磨機(jī)排礦變慢，此時(shí)可控制變頻器輸出信號(hào)，減少給礦量，直到功率信號(hào)回升，接近某個(gè)定值后再恢復(fù)原給礦量，正常情況下，原給礦量是滿足磨機(jī)處理能力的，導(dǎo)致磨機(jī)有『脹肚』趨勢(shì)的原因一般是原礦粒度及硬度發(fā)生變化造成的。同時(shí)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)旋流器溢流濃度，既計(jì)算旋流器沉砂比，有利于一次球磨機(jī)工作狀態(tài)的調(diào)整，當(dāng)一次球磨機(jī)工作處于正常狀態(tài)時(shí)，旋流器沉砂比相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)磨機(jī)有『脹肚』趨勢(shì)或礦石性質(zhì)變硬時(shí)，旋流器沉砂量變大；反之，則減小。可由旋流器沉砂量的變化適當(dāng)調(diào)節(jié)球磨機(jī)給礦量及沉砂水量的大小，使一次球磨機(jī)工作處于相對(duì)穩(wěn)定，保證磨礦濃度穩(wěn)定在最佳范圍。采用磨機(jī)頻譜分析、功率和旋流器沉砂變化來(lái)判斷磨機(jī)工作狀態(tài)，不但判斷出磨機(jī)負(fù)荷、磨機(jī)狀態(tài)的變化趨勢(shì)，同時(shí)也使控制系統(tǒng)的自診斷、自校正得到了可靠的保證，為控制系統(tǒng)磨礦效率的檢測(cè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；并在其中之一發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作，起到了兩者的相互保護(hù)作用。這一過(guò)程是以先進(jìn)的模糊控制理論為控制基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想，模糊控制的輸入為多輸入即磨機(jī)嗓音頻譜分析、磨機(jī)功率、旋流器沉砂和旋流器溢流濃度等工藝參數(shù)檢測(cè)值。多因素的綜合判斷使得磨機(jī)狀態(tài)的分析與單一檢測(cè)更準(zhǔn)確、更及時(shí)、更可靠。在單一檢測(cè)條件下，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，則整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行就會(huì)失去控制依據(jù)而導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓，而對(duì)于多因素來(lái)講就不會(huì)出現(xiàn)這種情況，當(dāng)某一因素的檢測(cè)設(shè)備或信號(hào)檢測(cè)失敗時(shí)，其它因素會(huì)立即進(jìn)行補(bǔ)償，保證控制系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)物標(biāo)定能夠?qū)⒛C(jī)『脹肚』趨勢(shì)點(diǎn)的音強(qiáng)信號(hào)和功率信號(hào)以及旋流器沉砂作為『脹肚』信號(hào)比較值即臨界點(diǎn)，當(dāng)信號(hào)高于臨界點(diǎn)時(shí)，磨機(jī)工作正常，按原定控制過(guò)程工作。當(dāng)信號(hào)接近臨界點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明磨機(jī)具有『脹肚』趨勢(shì)，控制過(guò)程進(jìn)入『脹肚』預(yù)先處理保護(hù)部分。保護(hù)過(guò)程：當(dāng)控制信號(hào)接近臨界點(diǎn)，表明磨機(jī)內(nèi)存礦過(guò)多或給礦粒度變粗或礦石硬度升高的趨勢(shì)發(fā)展，可控制輸出給礦信號(hào)減小持續(xù)一段時(shí)間，直到檢測(cè)信號(hào)恢復(fù)正常，接近某個(gè)定值后再恢復(fù)原給礦量。磨機(jī)空砸保護(hù)的原理與脹肚保護(hù)過(guò)程類似。為了保證控制效果，必須保證球磨機(jī)始終運(yùn)行在磨礦效率較高的狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)經(jīng)過(guò)對(duì)功率、音強(qiáng)信號(hào)的對(duì)比分析以及變化趨勢(shì)，確定當(dāng)前的最佳礦量，當(dāng)?shù)V石粒度均勻、硬度變小、加球適當(dāng)時(shí)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)臺(tái)時(shí)處理量高于常規(guī)值。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)給礦。給礦量的設(shè)定控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)對(duì)磨機(jī)功率信號(hào)和磨機(jī)音強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析，確定系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。同時(shí)根據(jù)信號(hào)的歷史記錄以及趨勢(shì)分析來(lái)確定系統(tǒng)的礦石性質(zhì)，主要是礦石易磨程度的變化情況。并根據(jù)磨礦系統(tǒng)的當(dāng)前給礦量推算出下一時(shí)刻磨礦系統(tǒng)的應(yīng)給礦量，這一過(guò)程的連續(xù)工作，就能保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定地工作在最佳磨礦效率內(nèi)。最佳礦量的模糊推理如圖6所示：圖6礦量模糊推理示意圖3.2.3.3給礦量的測(cè)控⑴給礦量的檢測(cè)系統(tǒng)采用皮帶稱對(duì)原礦量進(jìn)行檢測(cè)，并輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)到控制系統(tǒng)。礦量的控制經(jīng)過(guò)皮帶秤主機(jī)將給礦量信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送至PLC，參照控制系統(tǒng)設(shè)定的最優(yōu)給礦量，自動(dòng)調(diào)整振動(dòng)電機(jī)的頻率，從而控制給礦量的大小。根據(jù)對(duì)磨礦能力的測(cè)控，控制系統(tǒng)在PLC內(nèi)自動(dòng)設(shè)定礦量的給定值（在一定范圍內(nèi)），檢測(cè)值為由皮帶秤測(cè)定的流量值，比較檢測(cè)值與給定值，如產(chǎn)生偏差，超出允許限度，則PLC進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，并將控制信號(hào)輸出至變頻調(diào)速器，調(diào)節(jié)電機(jī)的振動(dòng)頻率，消除給礦量的偏差。該過(guò)程的連續(xù)運(yùn)行，能保證給礦量維持在最佳給礦點(diǎn)附近，保證磨機(jī)始終工作在最佳工況點(diǎn)，從而能夠充分發(fā)揮磨機(jī)效率，穩(wěn)定磨礦過(guò)程，保證產(chǎn)品質(zhì)量，此控制方法即可保持PID控制的無(wú)靜差、穩(wěn)定好的優(yōu)點(diǎn)，又具有模糊控制對(duì)參數(shù)適應(yīng)性和調(diào)節(jié)速度快的特點(diǎn)。圖7礦量檢測(cè)控制原理圖3.2.3.4一、二段磨機(jī)磨礦濃度的測(cè)控⑴濃度的設(shè)定值磨礦濃度的大小影響礦漿的比重、礦粒在鋼球周圍的粘著程度和礦漿的流動(dòng)性，直接影響到磨機(jī)磨礦合格粒度的比率，對(duì)避免礦石的過(guò)粉碎，提高磨礦指標(biāo)至關(guān)重要。對(duì)具體的磨礦分級(jí)過(guò)程來(lái)說(shuō)，磨礦濃度有一個(gè)最佳范圍，磨礦濃度過(guò)高或過(guò)低都不利于磨礦效果，最佳磨礦濃度能夠由磨礦分級(jí)過(guò)程的工藝指標(biāo)分析得到。一般情況下，當(dāng)原礦粒度較細(xì)、硬度較低、品位較高、目的礦物結(jié)晶粒度較粗時(shí)，磨礦濃度可適當(dāng)降低；反之原礦性質(zhì)較差時(shí)，可適當(dāng)提高磨礦濃度。這個(gè)指標(biāo)要想經(jīng)過(guò)人工操作來(lái)保證穩(wěn)定是很難的，因此，穩(wěn)定磨礦濃度對(duì)于提高球磨機(jī)的臺(tái)時(shí)處理能力、保證溢流粒度是極其必要的。一般閉路磨礦條件下，磨機(jī)給礦是由新給礦和沉砂量組成的，要控制磨礦濃度，就必須控制沉砂補(bǔ)加水量。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，在給礦及旋流器濃度穩(wěn)定的情況下，沉砂量的波動(dòng)不大，因此，只要根據(jù)本廠的原礦粒度及礦石特性，標(biāo)定出正常的返砂比，即可由給礦量的多少及沉砂比，按磨礦濃度的要求計(jì)算出所需的補(bǔ)加水量。⑵濃度的檢測(cè)與控制閉路磨礦按磨礦濃度的要求計(jì)算出所需的補(bǔ)加水量，補(bǔ)加水計(jì)算公式如下：其中：Qg-磨機(jī)給礦量Qf-磨機(jī)沉砂量Km-磨礦濃度Kg-給礦濃度Kf-沉砂濃度C-磨機(jī)沉砂比上式中，Wf為需要的補(bǔ)加水量，Km、Kg及Kf、Kg均認(rèn)為是常數(shù)，計(jì)算出的N1、N2也為常數(shù)。將補(bǔ)加水量的計(jì)算值與檢測(cè)值進(jìn)行比較，再經(jīng)過(guò)PID整定輸出至電動(dòng)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)水量，以達(dá)到控制磨礦濃度的目的。一段磨機(jī)磨礦濃度控制原理圖如圖8所示：圖8一段磨機(jī)磨礦濃度控制原理圖補(bǔ)加水量控制原理方框圖如圖9所示：圖9水量控制原理圖3.2.3.5旋流器給礦濃度、壓力、溢流濃度測(cè)控⑴給礦濃度的SV設(shè)定值穩(wěn)定生產(chǎn)指標(biāo)，達(dá)到生產(chǎn)工藝要求的一個(gè)具體參數(shù)就是一次旋流器溢流粒度是否滿足選別工藝的要求，在實(shí)際生產(chǎn)中一般是控制旋流器給礦濃度來(lái)間接控制旋流器溢流粒度，這在實(shí)際生產(chǎn)中也是可行的和行之有效的。同時(shí),經(jīng)過(guò)粒度分析儀檢測(cè)旋流器溢流礦漿粒度,使分級(jí)效果達(dá)到工藝要求;經(jīng)過(guò)檢測(cè)旋流器給礦濃度，動(dòng)態(tài)調(diào)整旋流器給礦泵池補(bǔ)加水量，保證旋流器給礦濃度穩(wěn)定在工藝要求的范圍內(nèi)。⑵濃度的PV檢測(cè)與CV控制值采用檢測(cè)旋流器給礦濃度來(lái)配水的控制方案。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，控制系統(tǒng)根據(jù)原礦不同，輸入不同的旋流器給礦濃度設(shè)定值，將旋流器給礦濃度計(jì)的檢測(cè)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較偏差的大小，調(diào)節(jié)補(bǔ)加水量大小，始終使旋流器給礦濃度計(jì)的檢測(cè)值維持在濃度設(shè)定值的設(shè)定偏差范圍內(nèi)，從而達(dá)到控制旋流器給礦濃度的目的。給礦濃度控制原理方框圖如圖10所示：圖10旋流器給礦濃度控制原理圖為了保證旋流器給礦濃度的穩(wěn)定與旋流器分級(jí)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，必須保證旋流器給礦壓力穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，只有經(jīng)過(guò)控制旋流器給礦泵池液位和變頻控制旋流器給礦速度，才能保證旋流器的工作狀況最佳，防止分級(jí)產(chǎn)品合格率的波動(dòng)。在給礦泵池上設(shè)置補(bǔ)加水的電磁流量檢測(cè)，并采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)加水量，來(lái)控制旋流器給礦濃度；給礦泵池經(jīng)過(guò)變頻調(diào)整渣漿泵的轉(zhuǎn)速來(lái)控制給礦泵池的液位在某個(gè)范圍內(nèi)，同時(shí)盡可能的減少對(duì)磨礦工序的波動(dòng)；并經(jīng)過(guò)綜合調(diào)整旋流器給礦濃度、給礦壓力等操作參數(shù)來(lái)保證旋流器溢流粒度。旋流器組給礦壓力控制原理方框圖如圖9、圖11所示。圖11旋流器給礦壓力控制原理圖3.2.3.6礦漿泵池液位的測(cè)控礦漿泵池液位、補(bǔ)加水量控制原理方框圖如圖12、圖13所示。圖12泵池液位控制原理圖補(bǔ)加水水量控制原理圖如圖13所示：圖13補(bǔ)加水水量控制原理圖3.2.3.7浮選流程測(cè)控（1）藥量控制：根據(jù)球磨機(jī)給礦皮帶電子秤計(jì)量瞬時(shí)入磨礦量，按照工藝給定單位藥劑制度，動(dòng)態(tài)計(jì)算出藥劑添加量，經(jīng)過(guò)控制加藥電磁閥開(kāi)啟時(shí)間動(dòng)態(tài)控制浮選藥劑添加量。圖14藥量控制原理圖（2）浮選液位控制：浮選液位是保證浮選工藝正常穩(wěn)定的一個(gè)重要條件。浮選液位高，容易造成跑槽，浮選尾礦進(jìn)入精礦中，降低精礦品位；浮選液位低，浮選泡沫刮出量減少，造成金屬回收率降低。經(jīng)過(guò)在浮選槽安裝超聲波液位計(jì)及浮球裝置，檢測(cè)浮選液位，控制浮選槽電動(dòng)閘板閥，調(diào)節(jié)浮選槽液位在正常水平，保證浮選指標(biāo)。圖15浮選液位控制原理圖（3）浮選充氣量控制：浮選充氣量是保證浮選工藝正常穩(wěn)定的一個(gè)重要條件。充氣量偏大會(huì)導(dǎo)致浮選泡沫體積過(guò)大，厚度過(guò)厚、密度過(guò)密，導(dǎo)致精礦品位降低；充氣量偏小會(huì)導(dǎo)致浮選泡沫體積過(guò)小，厚度偏小、密度疏松，泡沫帶出的精礦少，且泡沫刮出量少，造成金屬回收率降低。經(jīng)過(guò)檢測(cè)鼓風(fēng)機(jī)出口氣體流量，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門來(lái)控制適宜的風(fēng)量，穩(wěn)定浮選工藝指標(biāo)。圖16浮選充氣量控制原理圖3.2.3.8磁選機(jī)給礦濃度的測(cè)控⑴給礦濃度的SV設(shè)定值為了保證磁選效果,必須控制磁選機(jī)給礦濃度穩(wěn)定在工藝要求的范圍內(nèi),磁選機(jī)給礦濃度能夠由工藝設(shè)備提供,同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行修改完善,它作為控制系統(tǒng)對(duì)磁選機(jī)給礦濃度進(jìn)行控制的目標(biāo)。⑵濃度的PV檢測(cè)與CV控制值采用檢測(cè)磁選機(jī)給礦濃度來(lái)配水的控制方案。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，輸入相應(yīng)的磁選機(jī)給礦濃度設(shè)定值，將磁選機(jī)給礦濃度計(jì)的檢測(cè)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較偏差的大小，調(diào)節(jié)補(bǔ)加水量大小，始終使磁選機(jī)給礦濃度計(jì)的檢測(cè)值維持在濃度設(shè)定值的設(shè)定偏差范圍內(nèi)，從而達(dá)到控制磁選機(jī)給礦濃度的目的。其控制原理和配水方案和旋流器給礦濃度控制類似。圖17磁選機(jī)給礦濃度控制原理圖3.2.3.9濃密機(jī)底流濃度（壓濾脫水、強(qiáng)磁選、重選等給礦濃度）的測(cè)控⑴給礦濃度的SV設(shè)定值為了保證壓濾脫水、強(qiáng)磁選、重選等作業(yè)濃度的要求，必須控制其給礦濃度穩(wěn)定在工藝要求的范圍內(nèi),底流濃度由生產(chǎn)工藝提供,同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行修改完善,它作為控制系統(tǒng)對(duì)壓濾脫水、強(qiáng)磁選、重選等給礦濃度進(jìn)行控制的目標(biāo)。⑵濃度的PV檢測(cè)與CV控制值經(jīng)過(guò)在濃密機(jī)底流給礦泵管道上安裝濃度計(jì)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，輸入相應(yīng)的濃度設(shè)定值，將濃度計(jì)的檢測(cè)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較偏差的大小，調(diào)節(jié)底流泵變頻器，始終使給礦濃度計(jì)的檢測(cè)值維持在濃度設(shè)定值的設(shè)定偏差范圍內(nèi)，從而達(dá)到控制壓濾脫水、強(qiáng)磁選、重選等給礦濃度的目的。圖18濃密機(jī)底流濃度控制原理圖3.2.3.10主要設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)及安全預(yù)警經(jīng)過(guò)與球磨機(jī)、濃密機(jī)、陶瓷過(guò)濾機(jī)自帶的PLC通訊或OPC通訊，讀取各主要設(shè)備的主要工作參數(shù)，如球磨機(jī)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)（潤(rùn)滑站油溫、油壓、油流及電機(jī)溫度、軸瓦溫度等），濃密機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、工作電流，陶瓷過(guò)濾機(jī)真空泵運(yùn)行狀態(tài)、電流、管道真空度等，在上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。3.3恒壓供水控制選廠用水量相當(dāng)大，一旦缺水，整套選礦系統(tǒng)不能工作，因此，對(duì)水量的控制是選廠正常生產(chǎn)的前提。最大限度使用循環(huán)用水，最小限度使用新水，這是水量控制系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，時(shí)刻分析廠區(qū)用水情況，根據(jù)各個(gè)泵站的水量存儲(chǔ)情況、環(huán)水水池液位及回水情況來(lái)合理選擇開(kāi)停水泵及使用新水量，對(duì)水池液面實(shí)時(shí)監(jiān)控，以防水面過(guò)高或過(guò)低，影響正常生產(chǎn)及造成資源浪費(fèi)。整個(gè)選廠用水包括環(huán)水、清水兩部分，由于廠區(qū)生產(chǎn)用水要求水壓穩(wěn)定，因此采用恒壓供水系統(tǒng)來(lái)保證。系統(tǒng)由水泵機(jī)組、水泵變頻器、壓力傳感器、管路系統(tǒng)組成，環(huán)水系統(tǒng)采用12SH-9雙吸離心泵5臺(tái)，三用兩備；新水系統(tǒng)采用6SH-6A雙吸離心泵4臺(tái)，三用一備。系統(tǒng)根據(jù)選廠正常見(jiàn)水壓力設(shè)定恒壓供水水壓，根據(jù)壓力傳感器檢測(cè)的實(shí)際水壓值來(lái)選擇啟動(dòng)水泵的數(shù)量。啟動(dòng)時(shí)先啟第一臺(tái)水泵，如果壓力低于設(shè)定值，先開(kāi)的水泵轉(zhuǎn)為工頻，然后啟動(dòng)第二臺(tái)水泵，再進(jìn)行壓力比較，若仍低于設(shè)定值，則此臺(tái)水泵也轉(zhuǎn)為工頻，繼續(xù)啟動(dòng)下一臺(tái)泵，依此類推，直到水壓達(dá)到設(shè)定值或所有水泵運(yùn)行為止。同理，當(dāng)水壓高于設(shè)定值時(shí)，按次序停止水泵。系統(tǒng)具有定時(shí)換泵的功能，若是某臺(tái)水泵連續(xù)工作達(dá)到設(shè)定工作時(shí)間，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)備用泵并停止原工作水泵，以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。4．控制系統(tǒng)主控單元4.1硬件設(shè)計(jì)⑴基本設(shè)計(jì)思想為了適應(yīng)冶金行業(yè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性、惡劣性，在系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方面做了大量的工作，能夠適應(yīng)濕度、溫度、電網(wǎng)、噪聲、震動(dòng)等因素變化較大的工業(yè)場(chǎng)合。系統(tǒng)顯示直觀，操作方便，運(yùn)行可靠。測(cè)控系統(tǒng)的核心單元采用抗工業(yè)惡劣環(huán)境能力強(qiáng)，長(zhǎng)期運(yùn)行可靠的PLC實(shí)現(xiàn)，完成皮帶機(jī)電流、礦倉(cāng)料位、破碎機(jī)功率、原礦量、一段磨機(jī)功率、一段磨機(jī)音強(qiáng)、一段磨機(jī)給礦水量、旋流器溢流濃度、一段球磨排礦水量（旋流器泵池補(bǔ)加水量）、二段球磨機(jī)給礦濃度、二段球磨機(jī)功率、二段球磨機(jī)音強(qiáng)、泵池液位、旋流器濃度、二段球磨機(jī)排礦水量等、三段球磨機(jī)音強(qiáng)、功率、排礦水、高頻篩濃度等模擬量的檢測(cè)、并對(duì)皮帶給料機(jī)，振動(dòng)放礦機(jī)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、中礦泵變頻器進(jìn)行輸出控制。同時(shí)完成破碎系列全部皮帶、給礦皮帶、集礦皮帶、皮帶給料機(jī)、電機(jī)工作、變頻器故障、電機(jī)故障、給礦異常、水路故障、球荷球比異常等開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸入與輸出?？紤]實(shí)際生產(chǎn)情況，上位機(jī)采用工業(yè)控制機(jī)完成數(shù)據(jù)集中管理任務(wù)，PLC作為下位機(jī)，完成獨(dú)立系統(tǒng)的分散控制功能，數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)過(guò)高可靠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。控制系統(tǒng)除了上述的常規(guī)功能以外，還具有以下獨(dú)特的功能特點(diǎn)：等電位設(shè)計(jì)具有良好的接地系統(tǒng)避免設(shè)備因過(guò)壓而遭損壞；抗干擾設(shè)計(jì)具有避免因信號(hào)干擾而影響控制效果。主要包括：所有控制電纜均選擇屏蔽電纜，將電源電纜與控制電纜分開(kāi)；采取必要的措施抑制變頻器諧波的影響；；保證控制系統(tǒng)正常運(yùn)行。⑵德國(guó)SIEMENS公司控制方案擁有數(shù)十個(gè)制造廠的德國(guó)SIEMENS公司是世界上最大的自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)廠之一，產(chǎn)品可靠，適合冶金礦山行業(yè)采用。A、控制器單元主控單元采用德國(guó)西門子公司的S7300系列，整個(gè)控制系統(tǒng)由六套PLC組成，分別完成破碎流程、磨選流程、反浮選流程的信號(hào)采集與控制，六套PLC經(jīng)過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)與中央控制室相連，中央控制室操作員站及工程師站經(jīng)過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和過(guò)程控制。B、上位機(jī)單元上位機(jī)采用研祥IPC810系列工業(yè)控制機(jī)。C、網(wǎng)路與傳輸上位機(jī)與PLC之間采用光纖連接，PLC和各子站之間采用PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃?。圖16主控系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)4.2軟件設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)在軟件設(shè)計(jì)上融入了模糊控制理論。由于磨機(jī)磨礦過(guò)程的復(fù)雜性和參數(shù)的時(shí)變性及大滯后性，無(wú)法定量地判斷磨機(jī)的工作狀態(tài)和礦石的易磨程度的變化，只能定性地或極端判斷，這種判斷是無(wú)法實(shí)現(xiàn)磨機(jī)的精確控制的。因此，為了實(shí)現(xiàn)磨機(jī)的精確控制，必須將磨機(jī)的性能、磨礦系統(tǒng)的工藝過(guò)程、礦石的易磨程度的變化等諸多因素與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，建立模糊控制規(guī)則，進(jìn)行模糊推理，得出模糊推理結(jié)果，反模糊化，與各控制對(duì)象的PID控制結(jié)合起來(lái)，組成Fuzzy+PID的控制閉環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)磨機(jī)的精確控制。這些輸出值經(jīng)限幅處理后作為PID控制器的輸入，PID控制器的輸出指導(dǎo)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)。模糊控制原理框圖如下：模糊控制器（PLC）計(jì)算控制變量傳感器器被控對(duì)象給定值A(chǔ)/D模糊量化處理模糊控制規(guī)則模糊決策非模糊化處理模糊決策D/A執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖17模糊控制原理圖由上圖可知，模糊控制系統(tǒng)與常規(guī)控制的主要差別在于采用了模糊控制器。模糊控制器是模糊控制系統(tǒng)的核心，一個(gè)模糊控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，主要取決于模糊控制器的結(jié)構(gòu)、所采用的模糊規(guī)則、合成推理算法，以及模糊決策的方法等因素。模糊控制器（FuzzyControllerFC）也稱為模糊邏輯控制器(FuzzyLogicControllerFLC)，由于其所采用的模糊控制器是一種語(yǔ)言型控制器，故也稱為模糊語(yǔ)言控制器（FuzzyLanguageControllerFLC）。模糊控制器的組成框圖如下圖所示。知識(shí)庫(kù)模糊化接口輸入數(shù)據(jù)庫(kù)輸出推理機(jī)規(guī)則庫(kù)解模糊接口圖18模糊控制器的組成4.2.1模糊化接口模糊控制器的輸入必須經(jīng)過(guò)模糊化才能用于控制輸出的求解，因此它實(shí)際上是模糊控制器的接口。它的主要作用是將真實(shí)的確定量輸入轉(zhuǎn)化為一個(gè)模糊矢量。對(duì)于一個(gè)模糊輸入變量e，其模糊子集一般能夠作如下方式劃分：⑴、e=負(fù)大，負(fù)小，零，正小，正大=NB，NS，ZO，PS，PB⑵、e=負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大=NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB⑶、e=負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零負(fù)，零正，正小，正中，正大=NB，NM，NS，NZ，PZ，PS，PM，PB用三角形隸屬度函數(shù)如下圖所示。NBNMNSNZPZPSPMPBNBNMNSNZPZPSPMPB-12-10-8-6-4-2024681012U(e)圖194.2.2知識(shí)庫(kù)由數(shù)據(jù)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)兩部分組成⑴、數(shù)據(jù)庫(kù)（DataBaseDB）數(shù)據(jù)庫(kù)所存放的是所有輸入、輸出變量的全部模糊子集的隸屬度矢量值（既經(jīng)過(guò)論域等級(jí)離散化以后對(duì)應(yīng)值的集合），若論域?yàn)檫B續(xù)域。則為隸屬度函數(shù)。在規(guī)則推理的模糊關(guān)系方程求解過(guò)程中，向推理機(jī)提供數(shù)據(jù)。⑵、規(guī)則庫(kù)（RuleBaseRB）模糊控制器的規(guī)則是基于專家知識(shí)或松動(dòng)操作人員長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)，它是按人的直覺(jué)推理的一種語(yǔ)言表示形式。模糊規(guī)則則一般由一系列的關(guān)系詞連接而成，如if~then、else、also、end、or等，關(guān)系詞必須經(jīng)過(guò)“翻譯”才能將模糊規(guī)則數(shù)值化。例如：控制系統(tǒng)功率輸入變量為e(誤差)和ec(誤差變化)，它們對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言變量為E和EC，可給出一組模糊規(guī)則：R1：ifEisNBandECisNBthenuisPBR2：ifEisNBandECisNSthenuisPM一般把if…部分稱為“前提部”，而then…部分稱為“結(jié)論部”，其基本結(jié)構(gòu)可歸納為ifAandBthenC，其中A為論域U上的一個(gè)模糊子集，B是論域V上的一個(gè)模糊子集。根據(jù)人工控制經(jīng)驗(yàn)，可離散組織其控制決策R，R是笛卡兒乘積U×V上的一個(gè)模糊子集，則某一時(shí)刻其控制量由下式給出：C=（A×B）·R式中：×模糊直積運(yùn)算；·模糊合成運(yùn)算。規(guī)則庫(kù)是用來(lái)存放全部模糊規(guī)則的，在推理時(shí)為“推理機(jī)”提供控制規(guī)則。由上述可知，規(guī)則條數(shù)和模糊變量的模糊子集劃分有關(guān)，劃分越細(xì)，規(guī)則條數(shù)越多，但并不代表規(guī)則庫(kù)的準(zhǔn)確度越高，規(guī)則庫(kù)的“準(zhǔn)確性“還與專家知識(shí)的準(zhǔn)確度有關(guān)。4.2.3推理與解模糊接口推理是模糊控制器中，根據(jù)輸入模糊量，由模糊控制規(guī)則完成模糊推理來(lái)求解模糊關(guān)系方程，并獲得模糊控制量的功能部分。在模糊控制中，考慮到推理時(shí)間，一般采用運(yùn)算比較簡(jiǎn)單的推理方法。既Zadeh的正向推理。推理結(jié)果獲得，只表示模糊控制的規(guī)則推理功能已完成?？墒牵链酥猾@得了一個(gè)模糊適量，不能直接用來(lái)作為控制量，還必須經(jīng)過(guò)一次轉(zhuǎn)化即解模糊化，才能求得清晰的控制量輸出。一般把具有轉(zhuǎn)化功能作用的部分成為解模糊接口。縱上所述，模糊控制器實(shí)際上就是依靠主控單元來(lái)完成的，它的絕大部分是由根據(jù)功能都是有計(jì)算機(jī)程序來(lái)完成的。4.2.4滯后函數(shù)響應(yīng)及參數(shù)調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)順序?yàn)椋航o礦量、一段磨機(jī)給礦水、旋流器泵池補(bǔ)加水、二段旋流器泵池補(bǔ)加水量、三段旋流器泵池補(bǔ)加水量，在保證給礦量穩(wěn)定的前提下，實(shí)現(xiàn)給礦量控制，磨礦濃度控制及旋流器給礦濃度控制。系統(tǒng)調(diào)節(jié)過(guò)程分一次儀表考察，單回路整定，高級(jí)回路整定三個(gè)階段。一次儀表考察包括變頻器輸出與原礦流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，給水管路上電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度與水流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。功率與磨機(jī)負(fù)荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系，功率和音強(qiáng)與球荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。單回路整定包括一段球磨給礦控制回路，一段球磨給礦水控制回路、一段球磨排礦水控制回路、磁選機(jī)給礦濃度控制回路、高頻細(xì)篩給礦濃度控制回路等。單回路整定的目的是消除隨機(jī)干擾及根據(jù)上一級(jí)回路的要求調(diào)節(jié)其控制對(duì)象。采用軟件模擬與試錯(cuò)法，計(jì)算滯后時(shí)間及PID參數(shù)。高級(jí)回路整定采用軟件模擬估計(jì)，然后用試錯(cuò)法確定PID參數(shù)，考核系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程，完成最終參數(shù)的確定。4.3控制設(shè)備選擇為了確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠、故障少、操作維護(hù)方便，在設(shè)備選擇時(shí)，選擇經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期檢驗(yàn)證明性能穩(wěn)定可靠的設(shè)備來(lái)適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。因此，主控機(jī)采用德國(guó)SIEMENS公司的S7－300系列PLC(可編程序控制器），實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量、模擬量的輸入與輸出及相應(yīng)的控制過(guò)程。變頻調(diào)速器選擇知名公司的產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)程控制功能及通訊功能,有4～20mA輸入接口，功率變送器、電流變送器（臺(tái)灣）及數(shù)字顯示儀表（香港）、電源設(shè)備（德國(guó)）均采用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)知名品牌設(shè)備。流量計(jì)選用管徑符合現(xiàn)場(chǎng)工藝的耐磨襯里的電磁流量計(jì)。工控機(jī)采用研華（臺(tái)灣）的產(chǎn)品。4.4系統(tǒng)其它設(shè)計(jì)4.4.1系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)在可靠性方面作了大量的工作，控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)濕度、溫度、電網(wǎng)、噪聲、震動(dòng)等因素的變化，控制系統(tǒng)選礦流程顯示直觀，工藝常數(shù)操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠?？刂葡到y(tǒng)采用磨機(jī)功率和磨機(jī)音強(qiáng)雙因素檢測(cè)磨機(jī)工作負(fù)荷，可靠性程度高，在其中某檢測(cè)回路發(fā)生故障的情況下，控制系統(tǒng)依然能夠繼續(xù)工作，既兩者能夠相互保護(hù)、相互監(jiān)測(cè)。另外電磁流量計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、濃度計(jì)等設(shè)備之間也實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的相互保護(hù)作用。控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的模擬量輸入輸出、開(kāi)關(guān)量輸入輸出均實(shí)現(xiàn)光電隔離，降低了系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)崩潰的可能，提高了系統(tǒng)的可靠性。整個(gè)控制系統(tǒng)采用二級(jí)信號(hào)傳輸保護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)模擬量信號(hào)輸入經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)一次儀表傳輸?shù)娇刂剖覂x表柜數(shù)顯表，再經(jīng)數(shù)顯表轉(zhuǎn)化輸出到控制系統(tǒng)核心—PLC，在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表短路的情況下，保護(hù)了控制系統(tǒng)核心，降低了系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)；控制系統(tǒng)模擬量輸出經(jīng)過(guò)手動(dòng)操作器轉(zhuǎn)換后控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行儀表，同時(shí)數(shù)顯表及手操器全部采用香港生產(chǎn)的智能儀表，取代了國(guó)產(chǎn)儀表信號(hào)需要定制、量程需要定制等不足，該儀表還能夠保證現(xiàn)場(chǎng)所有顯示表均能夠互換，為用戶使用及備品備件帶來(lái)極大的方便。儀表的可靠性高，可直接驅(qū)動(dòng)繼電器輸出以及報(bào)警信號(hào)設(shè)定、報(bào)警輸出等功能。4.4.2機(jī)電設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)為了確保設(shè)備的起停順序以及保證系統(tǒng)設(shè)備的聯(lián)鎖運(yùn)行，自動(dòng)控制系統(tǒng)所有設(shè)備均設(shè)計(jì)為二級(jí)聯(lián)鎖保護(hù)，即繼電器、PLC的兩級(jí)保護(hù)。系統(tǒng)聯(lián)鎖采用低壓電器結(jié)合PLC實(shí)施，聯(lián)鎖要求按用戶要求設(shè)置，聯(lián)鎖狀態(tài)信號(hào)直接在控制計(jì)算機(jī)上顯示。本系統(tǒng)共有三種運(yùn)行方式：（1）全系統(tǒng)的集中自動(dòng)控制。由于可編程序控制器的應(yīng)用，能極大提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約能源，又便于統(tǒng)一管理，生產(chǎn)工人也很容易掌握和使用，適合正常生產(chǎn)階段。（2）控制室集中人工軟啟動(dòng)。適合于在控制室集中手動(dòng)啟停。（3）現(xiàn)場(chǎng)單臺(tái)設(shè)備手動(dòng)啟停。適合于單臺(tái)設(shè)備控制、調(diào)試及維修。由于聯(lián)鎖系統(tǒng)與安全生產(chǎn)密切相關(guān)，故涉及聯(lián)鎖保護(hù)所使用的繼電器、接觸器均選擇高可靠的進(jìn)口產(chǎn)品。4.4.3作業(yè)率檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括磨礦分級(jí)流程系統(tǒng)設(shè)備的作業(yè)率檢測(cè)，包括所有設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)、設(shè)備故障記錄及設(shè)備故障時(shí)間統(tǒng)計(jì)、磨礦分級(jí)設(shè)備的作業(yè)率檢測(cè)、磨礦分級(jí)部分的全部參數(shù)適時(shí)顯示、相關(guān)參數(shù)的設(shè)置、礦量的瞬時(shí)和累計(jì)顯示、濃度、水量等檢測(cè)變量的變化曲線、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)報(bào)表及打印。4.4.4系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)采用工控軟件二次開(kāi)發(fā)，除動(dòng)態(tài)顯示工作流程外，包括趨勢(shì)圖、棒狀圖、歷史數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表、打印等功能。主要用于用戶指令輸入、數(shù)據(jù)分析、過(guò)程監(jiān)控、狀態(tài)顯示、測(cè)控過(guò)程數(shù)據(jù)的報(bào)表顯示及打印、狀態(tài)顯示等。系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定值由操作員經(jīng)過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)輸入，同時(shí)能夠經(jīng)過(guò)工藝流程圖、曲線趨勢(shì)圖、棒狀圖、輸出控制圖等來(lái)了解整個(gè)控制過(guò)程。在系統(tǒng)組態(tài)畫面上能實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的啟?？刂萍斑\(yùn)行監(jiān)控，采用WEB發(fā)布技術(shù)，在企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi)，相關(guān)人員經(jīng)授權(quán)可在屏幕組態(tài)上與選廠調(diào)度室同步顯示、控制相應(yīng)設(shè)備。5．多媒體電視監(jiān)控系統(tǒng)5.1系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)隨著Internet和寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展，傳統(tǒng)的以文字和圖片為主的內(nèi)容服務(wù)已不能滿足用戶的需求，具有視頻和音頻的多媒體內(nèi)容服務(wù)即將成為主流，這是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。近幾年來(lái)一種嶄新的全數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在得到廣泛應(yīng)用。本方案即采用技術(shù)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字監(jiān)控，將傳統(tǒng)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸，經(jīng)過(guò)智能化的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)處理。系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號(hào)數(shù)字化，以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，實(shí)現(xiàn)了視頻/音頻的數(shù)字化、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、應(yīng)用的多媒體化以及管理的智能化。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用嵌入式的“網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器”，實(shí)現(xiàn)從監(jiān)控點(diǎn)前端、監(jiān)控中心、監(jiān)控工作站的數(shù)字化處理。傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的局限性：首先，有線模擬視頻信號(hào)的傳輸對(duì)距離十分敏感，采用銅線，當(dāng)傳輸距離大于1000米時(shí)，信號(hào)容易產(chǎn)生衰耗、畸變、群延時(shí)，而且易受干擾使圖像質(zhì)量下降；其次，有線模擬視頻監(jiān)控?zé)o法聯(lián)網(wǎng)，只能以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，而且布線工程量極大。多媒體視頻監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)正好克服了模擬閉路電視監(jiān)控的局限性：首先，多媒體視頻能夠在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)）上傳輸圖像數(shù)據(jù)，基本上不受距離限制，信號(hào)不易受干擾可大幅度提升圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性；其次，多媒體視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用，無(wú)須重復(fù)布線。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：A.利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，不需要為新建監(jiān)控系統(tǒng)鋪設(shè)光纜、增加設(shè)備，輕而易舉地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。

B.系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng)，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方增加監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備就可擴(kuò)展新的監(jiān)控點(diǎn)。C.維護(hù)費(fèi)用低，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)由網(wǎng)絡(luò)提供商維護(hù)，前端設(shè)備是即插即用、免維護(hù)系統(tǒng)。D.系統(tǒng)功能強(qiáng)大、利用靈活、全數(shù)字化錄像方便于保存和檢索。E.在網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)，只要安裝了客戶端的軟件，給予相應(yīng)的權(quán)限就可成為監(jiān)控工作站。5.2設(shè)計(jì)原則在設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)時(shí),我們本著技術(shù)先進(jìn)、系統(tǒng)實(shí)用、結(jié)構(gòu)合理、產(chǎn)品主流、低成本、低維護(hù)量作為出發(fā)點(diǎn)。*技術(shù)的先進(jìn)性：整個(gè)系統(tǒng)選型、軟硬件設(shè)備的配置均要符合高新技術(shù)的潮流，關(guān)鍵的視頻數(shù)字化，壓縮、解壓、碼流、傳輸均采用國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)中被廣泛采用的技術(shù)與產(chǎn)品。在滿足功能的前提下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有先進(jìn)性，而且在今后一段時(shí)間內(nèi)保持一定的先進(jìn)性。*架構(gòu)合理：采用先進(jìn)成熟的技術(shù)來(lái)架構(gòu)各個(gè)子系統(tǒng)組成穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)，使其能安全平穩(wěn)地運(yùn)行，有效地消除各子系統(tǒng)可能產(chǎn)生的瓶頸，選用合適的設(shè)備來(lái)保證各子系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性。穩(wěn)定性和安全性是我們最關(guān)心的問(wèn)題，只有穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)才能確保各設(shè)備的正常運(yùn)行；只有良好的數(shù)據(jù)共享，實(shí)時(shí)的故障修復(fù)，實(shí)時(shí)備份等才能形成完整的管理體系。*產(chǎn)品主流：在設(shè)備選型時(shí)，主要依據(jù)實(shí)際情況結(jié)合當(dāng)前中國(guó)市場(chǎng)上的占有率高的各類產(chǎn)品中選擇具有最優(yōu)性能價(jià)格比和擴(kuò)充能力的產(chǎn)品。*低成本、低維護(hù)量：所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)和采用的產(chǎn)品應(yīng)該是簡(jiǎn)單、實(shí)用、易操作、易維護(hù)。系統(tǒng)的易操作和易維護(hù)是保證非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員使用好本系統(tǒng)的條件。*集中管理：前端現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，各分系統(tǒng)集中于中心統(tǒng)一控制，實(shí)施對(duì)所有遠(yuǎn)端設(shè)備的控制、設(shè)置，以保證系統(tǒng)的高效、有序、可靠的發(fā)揮其管理職能。5.3系統(tǒng)功能*實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、多監(jiān)控中心、分級(jí)監(jiān)控和分布式監(jiān)控*支持多達(dá)幾千個(gè)的變化區(qū)域和靈敏度*報(bào)警管理實(shí)現(xiàn)組合報(bào)警觸發(fā)和報(bào)警聯(lián)動(dòng)策略*靈活的錄像計(jì)劃設(shè)置，包括定時(shí)錄像、手動(dòng)錄像、觸發(fā)錄像和報(bào)警預(yù)錄等置*支持現(xiàn)場(chǎng)圖像抓拍功能*提供兩極密碼保護(hù)、安全認(rèn)證和水印技術(shù)，保證視頻圖像的傳輸安全*采用先進(jìn)的音頻壓縮技術(shù)*網(wǎng)絡(luò)化分級(jí)電子地圖視頻編碼器和模擬攝像機(jī)的監(jiān)控與管理*全面采用

H.264的視頻編解碼技術(shù)，保證圖像質(zhì)量和遠(yuǎn)程傳輸*提供全屏1、4、9、16多種畫面實(shí)時(shí)顯示*支持多種云臺(tái)、鏡頭控制協(xié)議*支持?jǐn)z像機(jī)的分組輪巡和預(yù)置位輪巡*實(shí)現(xiàn)移動(dòng)檢測(cè)報(bào)警，可設(shè)定運(yùn)動(dòng)圖像*具有與其它信息系統(tǒng)集成的開(kāi)放接口*用戶的分組和權(quán)限管理，可設(shè)多個(gè)控制權(quán)限等級(jí)*IP地址、端口、云臺(tái)編碼協(xié)議、視頻編碼格式、速率等參數(shù)在線設(shè)置*可連接控制其它設(shè)備，如視頻矩陣、畫面分割器等5.4系統(tǒng)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端視頻采集、視頻信號(hào)傳輸、視頻控制和視頻顯示幾部分組成。在常見(jiàn)組成方式中一般由攝像機(jī)、終端解碼器、視頻傳輸線路、控制器及監(jiān)視器構(gòu)成；在某些特殊要求和系統(tǒng)中，組成形式多有不同，如有聲音拾取的電視監(jiān)