CN103676989B - 一种小型浮选机液位自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型浮选机液位自动控制方法，控制系统包括PLC模块和与PLC模块相接的触摸屏，所述PLC模块的输入端接有用于对浮选机浮选槽内矿浆液位进行实时检测的液位计，所述PLC模块的输出端接有用于控制带动放矿闸板阀动作的电机正反转的电机正反转控制电路，所述电机与电机正反转控制电路相接，其方法包括步骤：一、参数设定，二、液位信号的实时检测与传输，三、PLC模块对液位信号进行分析处理，并对电机进行控制。本发明大大提高了小型浮选机的液面稳定性，延长了电机、继电器和闸板阀的使用寿命，提高了小型浮选机工作的可靠性和稳定性，降低了使用成本，保证了正常生产的顺利进行。

Description

一种小型浮选机液位自动控制方法

技术领域

本发明属于浮选机液位控制技术领域，尤其是涉及一种小型浮选机液位自动控制方法。

背景技术

国内外浮选机液位自动控制系统多应用于大型浮选机，大多采用PID控制或模糊控制，能够起到较好的控制效果。但是，由于小型浮选机(容积为16m³及以下的浮选机)容积相对较小，设计泡沫层较薄，浮选机液位受矿浆波动影响大，实现浮选液位自动化控制难度高，目前大多使用人工手动控制，工作效率低、耗费人力物力、调整缓慢，影响浮选效果。

为了解决手动控制存在的问题，有人将适用于大型浮选机的PID控制方法引入了小型浮选机中，具体控制过程为：为了维持槽内液位的稳定，系统根据液位计所测定液位反馈与所设定液位值进行比较运算得出排矿闸板开度，PLC模块通过位置传感器判断调节排矿闸板的开度改变尾矿排放量来平衡浮选机液位；经过生产应用发现PID控制方法无法使小型浮选机液面处于相对平稳的状态，液面波动大，工艺不稳定；而且，位置传感器的故障率较高，属于易损件，影响了整个系统的稳定性和可靠性，需要经常维护维修。经过分析发现造成控制不稳定的原因为小型浮选机容积相对较小，液面波动范围较大，PID控制方法具有实时性，会频繁对闸板发出执行信号，闸板连续动作，而小型浮选机液面调整具有延时性，使得系统不能稳定液面，反而使液面波动更大。同时，各执行机构(电机、继电器、闸板)频繁动作，会大大降低各执行机构的使用寿命，而且直接影响了整个系统的可靠性。当控制系统发出一个执行短时间段(如0.1秒)执行信号时，可能造成系统瞬间电流过大，烧毁电子元件，造成系统故障，影响正常生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、实现方便且成本低、工作可靠性和稳定性高的小型浮选机液位自动控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种小型浮选机液位自动控制系统，其特征在于：包括PLC模块和与PLC模块相接的触摸屏，所述PLC模块的输入端接有用于对浮选机浮选槽内矿浆液位进行实时检测的液位计，所述PLC模块的输出端接有用于控制带动放矿闸板阀动作的电机正反转的电机正反转控制电路，所述电机与电机正反转控制电路相接。

上述的一种小型浮选机液位自动控制系统，其特征在于：所述液位计为超声波液位计。

上述的一种小型浮选机液位自动控制系统，其特征在于：所述电机正反转控制电路由继电器构成。

本发明还提供了一种方法简单、提高了小型浮选机的液面稳定性、提高了小型浮选机工作的可靠性和稳定性的小型浮选机液位自动控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、参数设定：操作触摸屏，设定浮选机中矿浆液位正常波动阈值c、浮选机正常工作液位b、电机动作时间t₀和电机运行单位时间放矿闸板阀上移或下移的开度x；其中，c为正数；

步骤二、液位信号的实时检测与传输：液位计对浮选机浮选槽内矿浆液位进行实时检测并将所检测到的液位信号实时传输给PLC模块；

步骤三、PLC模块对液位信号进行分析处理，并对电机进行控制，其具体过程为：

步骤301、PLC模块每隔时间t₁接收一次液位计传输的液位信号，分析处理得到浮选机实际工作液位a，并将浮选机实际工作液位a与浮选机正常工作液位b作差，得到实际工作液位与正常工作液位的差值d＝a-b；

步骤302、PLC模块将实际工作液位与正常工作液位的差值d的绝对值|d|与浮选机中矿浆液位正常波动阈值c作比较，

当|d|≤c时，PLC模块不通过电机正反转控制电路控制电机动作，放矿闸板阀的开度不变；

当|d|>c时，PLC模块再将实际工作液位与正常工作液位的差值d与0作比较，并将实际工作液位与正常工作液位的差值d与电机运行单位时间放矿闸板阀上移或下移的开度x的比值与t₀作比较，

当d>0且时，PLC模块通过电机正反转控制电路控制电机正转时间t₀，电机带动放矿闸板阀下移开度xt₀；

当d>0且时，PLC模块通过电机正反转控制电路控制电机正转时间t₂，电机带动放矿闸板阀下移开度xt₂；其中，

当d<0且时，PLC模块通过电机正反转控制电路控制电机反转时间t₀，电机带动放矿闸板阀上移开度xt₀；

当d<0且时，PLC模块通过电机正反转控制电路控制电机反转时间t₃，电机带动放矿闸板阀上移开度xt₃；其中，

上述的小型浮选机液位自动控制方法，其特征在于：步骤一中所述浮选机中矿浆液位正常波动阈值c的取值为1cm。

上述的小型浮选机液位自动控制方法，其特征在于：步骤一中所述电机动作时间t₀的取值为4s。

上述的小型浮选机液位自动控制方法，其特征在于：步骤301中所述时间t₁的取值为40s。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明控制系统的结构简单，实现方便且成本低。

2、本发明无需使用放矿闸板阀位置传感器即可实现放矿闸板阀相对位置的控制，解决了现有技术中位置传感器的故障率较高，属于易损件，影响了整个系统的稳定性和可靠性，需要经常维护维修的问题，提高了控制系统工作的可靠性和稳定性。

3、由于小型浮选机容积较小，受矿浆流量波动影响较大，因此传统的PID控制无法实现自动控制，而本发明的控制方法使用了矿浆液位正常波动阈值c加入控制，能够实现小型浮选机的自动控制，且大大提高了小型浮选机的液面稳定性。

4、本发明将PLC模块对液位信号进行分析处理的间隔时间t₁设定为一个固定值，与设置所述浮选机中矿浆液位正常波动阈值c并加入对电机的控制过程相结合，解决了现有技术中控制系统电机动作频率高、液面不稳定、各执行机构(电机、继电器、闸板阀)使用寿命短的问题，延长了电机、继电器和闸板阀的使用寿命，降低了使用成本。

5、本发明避免了系统瞬间电流过大的问题，大大降低了系统瞬间电流过大烧毁电子元件的几率，减少了系统故障，保证了正常生产的顺利进行。

综上所述，本发明大大提高了小型浮选机的液面稳定性，延长了电机、继电器和闸板阀的使用寿命，提高了小型浮选机工作的可靠性和稳定性，降低了使用成本，保证了正常生产的顺利进行。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明小型浮选机液位自动控制系统的电路原理框图。

图2为本发明小型浮选机液位自动控制方法的方法流程图。

附图标记说明:

1—PLC模块；2—触摸屏；3—液位计；

4—电机正反转控制电路；5—电机。

具体实施方式

如图1所示，本发明的小型浮选机液位自动控制系统，包括PLC模块1和与PLC模块1相接的触摸屏2，所述PLC模块1的输入端接有用于对浮选机浮选槽内矿浆液位进行实时检测的液位计3，所述PLC模块1的输出端接有用于控制带动放矿闸板阀动作的电机5正反转的电机正反转控制电路4，所述电机5与电机正反转控制电路4相接。

本实施例中，所述液位计3为超声波液位计。所述电机正反转控制电路4由继电器构成。

如图2所示，本发明的小型浮选机液位自动控制方法，包括以下步骤：

步骤一、参数设定：操作触摸屏2，设定浮选机中矿浆液位正常波动阈值c、浮选机正常工作液位b、电机5动作时间t₀和电机5运行单位时间放矿闸板阀上移或下移的开度x；其中，c为正数；

步骤二、液位信号的实时检测与传输：液位计3对浮选机浮选槽内矿浆液位进行实时检测并将所检测到的液位信号实时传输给PLC模块1；

步骤三、PLC模块1对液位信号进行分析处理，并对电机5进行控制，其具体过程为：

步骤301、PLC模块1每隔时间t₁接收一次液位计3传输的液位信号，分析处理得到浮选机实际工作液位a，并将浮选机实际工作液位a与浮选机正常工作液位b作差，得到实际工作液位与正常工作液位的差值d＝a-b；

步骤302、PLC模块1将实际工作液位与正常工作液位的差值d的绝对值|d|与浮选机中矿浆液位正常波动阈值c作比较，

当|d|≤c时，PLC模块1不通过电机正反转控制电路4控制电机5动作，放矿闸板阀的开度不变；

当|d|>c时，PLC模块1再将实际工作液位与正常工作液位的差值d与0作比较，并将实际工作液位与正常工作液位的差值d与电机5运行单位时间放矿闸板阀上移或下移的开度x的比值与t₀作比较，

当d>0且时，PLC模块1通过电机正反转控制电路4控制电机5正转时间t₀，电机5带动放矿闸板阀下移开度xt₀；

当d>0且时，PLC模块1通过电机正反转控制电路4控制电机5正转时间t₂，电机5带动放矿闸板阀下移开度xt₂；其中，

当d<0且时，PLC模块1通过电机正反转控制电路4控制电机5反转时间t₀，电机5带动放矿闸板阀上移开度xt₀；

当d<0且时，PLC模块1通过电机正反转控制电路4控制电机5反转时间t₃，电机5带动放矿闸板阀上移开度xt₃；其中，

以对XCF-16浮选机的液位进行自动控制为例，步骤一中所述浮选机中矿浆液位正常波动阈值c的取值为1cm，所述浮选机正常工作液位b的取值为230cm。步骤一中所述电机5动作时间t₀的取值为4s，通过设置电机5动作时间t₀并将与t₀相比较来决定电机5正转或反转的时间，避免了系统瞬间电流过大的问题，大大降低了系统瞬间电流过大烧毁电子元件的几率，减少了系统故障，保证了正常生产的顺利进行。步骤301中所述时间t₁的取值为40s，由于自动控制系统具有延时性，因此将PLC模块1对液位信号进行分析处理的间隔时间t₁设定为一个固定值，与设置所述浮选机中矿浆液位正常波动阈值c并加入对电机5的控制过程相结合，解决了现有技术中控制系统电机5动作频率高、液面不稳定、各执行机构(电机、继电器、闸板阀)使用寿命短的问题。

当浮选机实际工作液位a的取值在229cm至231cm区间内时，PLC模块1不通过电机正反转控制电路4控制电机5动作，放矿闸板阀的开度不变；当浮选机实际工作液位a的取值小于229cm时，PLC模块1通过电机正反转控制电路4控制电机5反转，电机5带动放矿闸板阀上移；当浮选机实际工作液位a的取值大于231cm时，PLC模块1通过电机正反转控制电路4控制电机5正转，电机5带动放矿闸板阀下移。

通过工业试验证明，本发明不仅大大提高了XCF-16浮选机的液面稳定性，而且延长了电机、继电器和闸板阀的使用寿命，提高了小型浮选机工作的可靠性和稳定性，降低了使用成本，保证了正常生产的顺利进行，具有很强的实用性，为在小型浮选机上应用自动控制系统奠定了一定的基础。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种小型浮选机液位自动控制方法，控制系统包括PLC模块(1)和与PLC模块(1)相接的触摸屏(2)，所述PLC模块(1)的输入端接有用于对浮选机浮选槽内矿浆液位进行实时检测的液位计(3)，所述PLC模块(1)的输出端接有用于控制带动放矿闸板阀动作的电机(5)正反转的电机正反转控制电路(4)，所述电机(5)与电机正反转控制电路(4)相接，其特征在于：该控制方法包括以下步骤：

步骤一、参数设定：操作触摸屏(2)，设定浮选机中矿浆液位正常波动阈值c、浮选机正常工作液位b、电机(5)动作时间t₀和电机(5)运行单位时间放矿闸板阀上移或下移的开度x；其中，c为正数；

步骤二、液位信号的实时检测与传输：液位计(3)对浮选机浮选槽内矿浆液位进行实时检测并将所检测到的液位信号实时传输给PLC模块(1)；

步骤三、PLC模块(1)对液位信号进行分析处理，并对电机(5)进行控制，其具体过程为：

步骤301、PLC模块(1)每隔时间t₁接收一次液位计(3)传输的液位信号，分析处理得到浮选机实际工作液位a，并将浮选机实际工作液位a与浮选机正常工作液位b作差，得到实际工作液位与正常工作液位的差值d＝a-b；

步骤302、PLC模块(1)将实际工作液位与正常工作液位的差值d的绝对值|d|与浮选机中矿浆液位正常波动阈值c作比较，

当|d|≤c时，PLC模块(1)不通过电机正反转控制电路(4)控制电机(5)动作，放矿闸板阀的开度不变；

当|d|>c时，PLC模块(1)再将实际工作液位与正常工作液位的差值d与0作比较，并将实际工作液位与正常工作液位的差值d与电机(5)运行单位时间放矿闸板阀上移或下移的开度x的比值与t₀作比较，

当d>0且时，PLC模块(1)通过电机正反转控制电路(4)控制电机(5)正转时间t₀，电机(5)带动放矿闸板阀下移开度xt₀；

当d>0且时，PLC模块(1)通过电机正反转控制电路(4)控制电机(5)正转时间t₂，电机(5)带动放矿闸板阀下移开度xt₂；其中，

当d<0且时，PLC模块(1)通过电机正反转控制电路(4)控制电机(5)反转时间t₀，电机(5)带动放矿闸板阀上移开度xt₀；

当d<0且时，PLC模块(1)通过电机正反转控制电路(4)控制电机(5)反转时间t₃，电机(5)带动放矿闸板阀上移开度xt₃；其中，

2.按照权利要求1所述的一种小型浮选机液位自动控制方法，其特征在于：所述液位计(3)为超声波液位计。

3.按照权利要求1所述的一种小型浮选机液位自动控制方法，其特征在于：所述电机正反转控制电路(4)由继电器构成。

4.按照权利要求1所述的一种小型浮选机液位自动控制方法，其特征在于：步骤一中所述浮选机中矿浆液位正常波动阈值c的取值为1cm。

5.按照权利要求1所述的一种小型浮选机液位自动控制方法，其特征在于：步骤一中所述电机(5)动作时间t₀的取值为4s。

6.按照权利要求1所述的一种小型浮选机液位自动控制方法，其特征在于：步骤301中所述时间t₁的取值为40s。