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选矿智能控制系统建设实施方案 (2).pdf
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选矿智能控制系统建设实施方案 (2)
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新田车间选矿智能控制系统项目建设实施方案
一、项目实施的目的
2008 年全球金融危机之后,世界各国都积极调整、调实体经济,
更加重视制造业,更加重视新技术在制造业的应用,都在积极采用信
息、网络、智能等新技术,全面升级制造业。美国提出 “制造业复
兴”计划,计划推进“人工智能+机器人+数字制造=制造业革命”。
德国也提出“工业 4.0 战略计划”,我国也在积极推进“信息化和工
业化深度融合”,自 2013 年开始实施智能制造示范工程,同时颁布、
实施了多项推进智能化工厂的战略规划和产业政策。目前智能工厂已
经成为各行各业发展的必然趋势。
伴随着近 20 年来计算机技术和自动控制理论,以及智能数据处
理平台的发展,选厂生产工艺流程自动化水平已经由基础的人工自动
化控制,升级到了对生产运行数据进行智能化分析,同时智能控制现
场生产的专家控制模式。专家智能控制已经成为目前选矿行业的技术
潮流和国际一流选厂的重要标识。
新田选矿车间是全球单系列最大的锌锡多金属选厂,目前自动化
控制系统稳定,实现了除摇床以外所有设备的中央控制,实现了主要
设备、工艺参数的监测、控制和报警功能,实现了完善的顺控、联锁
及保护控制,实现了部分回路的连锁控制。为了进一步提升车间生产
管理的自动化、智能化,减少流程波动和异常指标出现的几率,有效
的提高生产效率,降低员工的劳动强度,稳定和提高产品产量及质量,
实现降本增效的目的,建议公司尽快组织实施选矿智能控制系统的建
设,具体实施方案如下:
二、新田车间选矿专家控制系统方案设计
新田选矿车间选矿智能控制系统主要包括碎磨智能控制系统、
浮选智能控制系统、摇床智能控制系统、脱水智能控制系统及三维管
控平台五个部分。
其中碎磨智能控制系统主要是引入块度分析仪、磨机充填率检测
仪等新技术,利用现有的粒度仪、电子皮带称、流量计等,实现智能
给矿及粒度的自动调节。
浮选智能控制系统主要是引入泡沫成像分析等新技术,利用现有
的品位仪,升级供气阀门,实现液位、气量及药剂的智能调整。摇床
智能控制主要是引入摇床智能机器人,通过现场采集接矿图片,对摇
床运行参数进行自动调节,同时根据锡粗精矿的品位要求,对摇床接
矿板进行智能调节。
脱水智能控制系统主要是引入多功能泥层界面仪,利用现有的浓
密机、过滤机在线仪表,实现浓密机的排矿自动调整、过滤机的自动
启停。
三维管控系统主要是基于生产信息采集、数据库管理、三维可视
化、动态仿真、虚拟现实技术,对新田车间厂房、设备、管线建立三
维模型,在三维场景中,实现选厂设备管线三维可视化、实时生产流
程模拟、设备运行状态监控、设备运维信息管理、管线运维信息管理、
员工培训、人员定位与巡检管理、监控视频智能管理、虚拟现实、增
强现实等功能,带来安全、节能、高效管理等提升。
(一)碎磨专家控制系统
1、现场工艺流程
选厂破碎作业采用一
段粗碎流程,粗碎产品直接
进入半自磨机。粗碎站布置
在采矿场附近。采矿场采出
的矿石(粒度-850mm)通过
自卸汽车运至粗碎站,矿石
经破碎后(粒度≤250mm)采用长距离胶带输送机运往选厂的粗矿堆。
选厂磨矿系统给矿由选厂最上部的粗矿堆提供原料,粗矿堆直径
52m,高度 20.5m,有效矿石贮存量 12000t,可供正常生产时 36h 的
矿石量。
粗矿堆下部设有 6 台 1200×8000 带式给矿机(两用四备),将
粗矿堆储存的矿石给入半自磨机给矿皮带。选厂磨矿系统采用半自磨
+球磨的 SAB 流程,一个生产系列。半自磨机型号为 Φ7.5×3.2,装
机功率 2600kW,其排矿端装有圆筒筛,筛上顽石通过带式输送机及
中转站后再返回到半自磨机给矿皮带构成闭路磨矿。球磨机型号为
Φ5.03×8.5m 溢流型球磨机,装机功率 3500kW。分级设备采用 2 组
Φ500-8 水力旋流器(一备一用),分级溢流细度-0.074mm 约占 75~
80%,分级溢流直接进入铜浮选系统。
2、控制系统设计
2.1 设备配备
根据车间现场的工艺流程,碎磨智能控制系统将引入块度分析仪、
专用磨机检测系统等新技术,利用现有的粒度仪、电子皮带称、流量
计等,实现智能给矿及粒度的自动调节。将在碎磨工序增设 7 台用于
矿石块度分析的矿石块度分析仪、1 台用于半自磨机监测的专用磨机
检测系统以及 1 套碎磨智能控制系统的软硬件。具体为:
(1)在长距离皮带尾部安装 1 台矿石块度分析仪,对颚式破碎
机的破碎情况以及矿石硬度进行监控,便于调整颚式破碎机老虎头的
间隙;在原矿仓下底部的 6 条给矿皮带上部安装 6 台矿石块度分析仪,
用于检测各下料口处的矿石块度分布情况以便于实现智能配矿,将以
上数据作为半自磨机智能给矿控制的依据。
(2)在半自磨机上安装 1 套专用磨机检测系统,将半磨机钢球
和矿石撞击衬板位置进行量化,并将半自磨机的油压情况、粒度仪与
浓度仪等的数据运用于磨矿的专家控制系统的重要参数依据,智能调
整给矿量以及给水量,使得磨机运行在合理的负荷状态,从而达到延
长衬板的使用寿命及达到增产目的。
(3)增加 1 套碎磨专家控制系统的服务器及相应设施,用于完
成磨矿专家控制系统与 DCS 系统、粒度仪、荧光分析仪、块度仪等进
行数据交互,提升系统的数据采集、分析、决策执行功能。
2.2 参数要求
2.2.1 工艺要求
2.2.2 控制要求
(1)矿石块度分析仪
矿石块度分析仪可对对矿石块度分布进行测量并将块度数据进
行量化,可对矿石中 F50、F80 或 F100 含量进行检测,同时可以对最
终的给料块度进行计算合成。
矿石块度分析仪硬件要求:需配备智能光源,且相机具备较好的
防尘性能;安装支架的高度可调,现场设备与图像处理服务器的连接
采用以太网连接,其供电可采用 AC 220V 或 AVC 380V 进行供电,且
分析仪采用模块式设计,设备内集成散热设备,可以在速度为 5m/s
的皮带上准确测量矿石块度。
矿石块度分析仪软件方面:分析仪软件将数据库与高性能视觉分
析相结合用以保存数据并在控制系统的用户界面上显示出视图分析
结果。需要包括:
1. 岩石尺寸库(岩石尺寸:在特征区域进行边界检测或像素跟
踪(基于岩石特征)。可见的岩石被归类到尺寸库中作为原始和复合
数据;岩石颜色:提供灰度范围和当前图像的 RGB 值(对每个区域都
显示相应的值));
2. 镜头清洁度与灯性能检测:通过监测特征区域内亮度的一致
性,基于模糊逻辑确定图像的质量以及镜头是否需要清洗或者灯是否
需要更换;
3. 集成数据库:提供一个集成的 SQL 数据库,数据库应具备数
据存储和数据查询两个的功能(数据存储:所有配置参数和当前过程
数据存储在数据库中,并且可以重启、存储、热备份功能和关键校正
参数的实时显示;数据查询:数据库可以标记重要数据和事件作为标
志性历史数据,这个可以通过操作界面以固定的时间间隔或突发事件
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