CN107890950B - 一种矿山用磁选机的自动控制系统 - Google Patents

一种矿山用磁选机的自动控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿山用磁选机的自动控制系统，其中物料感应模块感应是否有物料经过，浓度检测模块检测出矿口处的矿物浓度，PLC结合物料感应模块的感应结果值和矿物浓度值，经内部计算，控制电机驱动模块、显示模块、排污模块、阀门开关模块和振动变频模块执行相关操作；本发明结构简单、使用便捷、方便，占地面积小，能够适于推广，还能自动调节电机的转速和振动装置的振动频率，实现系统的精准控制，提高精选效率；也提高了磁选机的安全性、稳定性；同时，还能减少能源浪费。

Description

一种矿山用磁选机的自动控制系统
技术领域
本发明涉及控制系统领域，尤其是一种矿山用磁选机的自动控制系统。
背景技术
磁选机是使用于再利用粉状粒体中的除去铁粉等，磁选机广泛用于资源回收，木材业、矿业、窑业、化学、食品等其他工场，适用于粒度3mm以下的磁铁矿、磁黄铁矿、焙烧矿、钛铁矿等物料的湿式磁选，也用于煤、非金属矿、建材等物料的除铁作业，是产业界使用最广泛的、通用性高的机种之一。
现有的磁选机用于对铁矿石进行处理时，对于精矿石的选别效果不好，生产效率低，成本高，无法取得实际的经济利益，因此，为了能够有效的对铁矿进行选别，必须对现有的磁选机进行改进。
矿料在磁选机中会沉淀导致上层矿浆的矿料含量低于下层矿浆的矿料含量；若磁系的产生的磁性一致，则会导致下层矿料精选程度达不到，影响精矿的选别效果。
矿料在磁选机中产生的沉淀若长时间不清理会造成下端进料口堵塞，而且还会影响精矿的选别效果。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、使用方便，占地面积小，能够适于推广；能根据出矿口矿物浓度来调节电机的转速和振动装置的振动频率，效率高的矿山用磁选机的自动控制系统。
本发明采用的技术方案如下：
一种矿山用磁选机的自动控制系统，其特征在于，它包括：物料感应模块、浓度检测模块、PLC、电机驱动模块、显示模块、排污模块、阀门开关模块和振动变频模块；
所述物料感应模块包括分别设于上端和下端进料口的物位感应器，当预定时间1后，上端进料口没有感应到物料经过，则转化为数字信号001传递至PLC；当预定时间2后，下端进料口没有感应到物料经过，则转化为数字信号002传递至PLC；所述浓度检测模块包括设于出矿口处的浓度检测仪，用于检测出矿口处的矿物浓度C矿，并转化为数字信号101传递至PLC；
所述PLC分别与物料感应模块、浓度检测模块、电机驱动模块、显示模块、排污模块、阀门开关模块和振动变频模块相连接；接收数字信号001，向阀门开关模块传递执行信号201；接收数字信号002，向阀门开关模块传递执行信号202；接收数字信号101，向显示模块传递执行信号301；当C矿<预定值1，则向电机驱动模块传递执行信号302，同时，向振动变频模块传递执行信号401；当预定值1<C矿<预定值2，则向电机驱动模块传递执行信号303，同时，向振动变频模块传递执行信号402；当预定值2<C矿<预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号304，同时，向振动变频模块传递执行信号403；当C矿>预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号305，同时，向振动变频模块传递执行信号404； PLC每隔预定时间3向排污模块传递执行信号501；
所述阀门开关模块包括设于上端进料口的抽拉式阀门，接收执行信号201，关闭阀门；接收执行信号202，开启阀门；所述显示模块包括设于壳体的显示屏，用于接收执行信号301，并将矿物浓度值显示于显示屏上；所述电机驱动模块与电机相连接，用于接收执行信号302，将电机调节至预定转速N1; 接收执行信号303，将电机调节至预定转速N2; 接收执行信号304，将电机调节至预定转速N3; 接收执行信号304，将电机调节至预定转速N4;所述振动变频模块接收执行信号401，将振动装置的振动频率调节至预定频率f1；振动变频模块接收执行信号402，将振动装置的振动频率调节至预定频率f2；振动变频模块接收执行信号403，将振动装置的振动频率调节至预定频率f3；振动变频模块接收执行信号404，将振动装置的振动频率调节至预定频率f4；所述排污模块包括设于壳体下端的喷头，用于接收执行信号501，控制喷头向壳体底面喷水。
进一步地，所述排污模块包括设于壳体下端和进料口的对立面的喷头；所述喷头与储水装置连接，所述喷头可360度旋转；当排污模块接收执行信号501，所述喷头依次在15度、30度、45度和60度方向壳体底面喷射预定时间4，所述喷头在同一角度喷射时180度旋转。
进一步地，所述物位感应器为压力式物位感应器。
进一步地，所述矿物浓度预定值1<预定值2<预定值3；所述电机转速的预定转速N1<预定转速N2<预定转速N3<预定转速N4；所述振动装置振动频率的预定频率f1<预定频率f2<预定频率f3<预定频率f4。
一种矿山用磁选机的自动控制系统的自动控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤1：向上端进料口添加矿浆，在当预定时间1后，物料感应模块上端进料口没有感应到物料经过，则将该感应结果值转化为数字信号001传递至PLC；
在预定时间2后，下端进料口没有感应到物料经过，则将该感应结果值转化为数字信号002传递至PLC；
步骤2：浓度检测模块检测出矿口处的矿物浓度C矿，并转化为数字信号101传递至PLC；
步骤3：PLC分别接收数字信号001，向阀门开关模块传递执行信号201；接收数字信号002，向阀门开关模块传递执行信号202；
接收数字信号101，向显示模块传递执行信号301；当C矿<预定值1，则向电机驱动模块传递执行信号302，同时，向振动变频模块传递执行信号401；当预定值1<C矿<预定值2，则向电机驱动模块传递执行信号303，同时，向振动变频模块传递执行信号402；当预定值2<C矿<预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号304，同时，向振动变频模块传递执行信号403；当C矿>预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号305，同时，向振动变频模块传递执行信号404；
PLC每隔预定时间3向排污模块传递执行信号501；
步骤4：阀门开关模块接收执行信号201，关闭阀门；接收执行信号202，开启阀门；
步骤5：显示模块接收执行信号301，并将矿物浓度值显示于显示屏上；
步骤6：电机驱动模块接收执行信号302，将电机调节至预定转速N1; 接收执行信号303，将电机调节至预定转速N2; 接收执行信号304，将电机调节至预定转速N3; 接收执行信号304，将电机调节至预定转速N4;
步骤7：振动变频模块接收执行信号401，将振动装置的振动频率调节至预定频率f1；振动变频模块接收执行信号402，将振动装置的振动频率调节至预定频率f2；振动变频模块接收执行信号403，将振动装置的振动频率调节至预定频率f3；振动变频模块接收执行信号404，将振动装置的振动频率调节至预定频率f4；
步骤8：排污模块接收执行信号501，此时喷头移动至竖直方向15度处向壳体底面喷水，在预定时间4后，此时喷头移动至竖直方向30度处向壳体底面喷水，以此类推，直至喷头移动至竖直方向60度处向壳体底面喷水。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明结构简单、使用便捷、方便，占地面积小，能够适于推广；
物料感应模块的设立，当不再从上端进料口进料时，在预定时间了，物料感应模块感应到不再进料，说明进料已完成，则自动关闭进料口的开闭阀门，以避免矿浆振荡，从进料口流出，影响精矿选别效果，使用便捷方便，能够适于推广。
2、自动调节电机的转速和振动装置的振动频率，实现系统的精准控制，减少能源浪费，提高精选效率；能根据出矿口矿物浓度来调节电机的转速和振动装置的振动频率，效率高；出矿口的浓度越低，说明磁选机对矿浆的精矿选择程度高，电机转动太快，需要减少精选程度，所以需要减慢电机的转速，出矿口的浓度越低，磁系内的精矿越少，则振动装置振动频率越低。同样的，出矿口的浓度越高，说明磁选机对矿浆的精矿选择程度低，电机转速过慢可能将一些杂质也选择了进去，需要加大精选程度，所以需要加快电机的转速，出矿口的浓度越高，磁系内的精矿越多，则振动装置振动频率越高。
3、提高了磁选机的安全性、稳定性；
本发明将矿物浓度值在显示模块显示，方便了使用者对精矿的掌握；同时排污模块具有强清洁力，它的设立，避免了下端进料口产生堵塞，若是进料口堵塞了，污水排不出去，将会给磁选机带来安全问题。
附图说明
图1是本发明图1是一种矿山用磁选机的结构示意图。
图中标记：1-壳体，2-电机，3-进料口，4-出矿口，5-振动装置，6-磁系。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
一种矿山用磁选机的自动控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤1：向上端进料口3添加矿浆，在当预定时间1后，物料感应模块上端进料口3没有感应到物料经过，则将该感应结果值转化为数字信号001传递至PLC；
在预定时间2后，下端进料口3没有感应到物料经过，则将该感应结果值转化为数字信号002传递至PLC；
步骤2：浓度检测模块检测出矿口4处的矿物浓度C矿，并转化为数字信号101传递至PLC；
步骤3：PLC分别接收数字信号001，向阀门开关模块传递执行信号201；接收数字信号002，向阀门开关模块传递执行信号202；
接收数字信号101，向显示模块传递执行信号301；当C矿<预定值1，则向电机驱动模块传递执行信号302，同时，向振动变频模块传递执行信号401；当预定值1<C矿<预定值2，则向电机驱动模块传递执行信号303，同时，向振动变频模块传递执行信号402；当预定值2<C矿<预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号304，同时，向振动变频模块传递执行信号403；当C矿>预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号305，同时，向振动变频模块传递执行信号404；
PLC每隔预定时间3向排污模块传递执行信号501；
步骤4：阀门开关模块接收执行信号201，关闭阀门；接收执行信号202，开启阀门；
步骤5：显示模块接收执行信号301，并将矿物浓度值显示于显示屏上；
步骤6：电机驱动模块接收执行信号302，将电机2调节至预定转速N1; 接收执行信号303，将电机2调节至预定转速N2; 接收执行信号304，将电机2调节至预定转速N3; 接收执行信号304，将电机2调节至预定转速N4;
步骤7：振动变频模块接收执行信号401，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f1；振动变频模块接收执行信号402，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f2；振动变频模块接收执行信号403，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f3；振动变频模块接收执行信号404，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f4；
步骤8：排污模块接收执行信号501，此时喷头移动至竖直方向15度处向壳体1底面喷水，在预定时间4后，此时喷头移动至竖直方向30度处向壳体1底面喷水，以此类推，直至喷头移动至竖直方向60度处向壳体1底面喷水。
该矿山用磁选机的自动控制方法的自动控制系统，其特征在于，它包括：物料感应模块、浓度检测模块、PLC、电机驱动模块、显示模块、排污模块、阀门开关模块和振动变频模块；
所述物料感应模块包括分别设于上端和下端进料口3的物位感应器，当预定时间1后，上端进料口3没有感应到物料经过，则转化为数字信号001传递至PLC；当预定时间2后，下端进料口3没有感应到物料经过，则转化为数字信号002传递至PLC；所述浓度检测模块包括设于出矿口4处的浓度检测仪，用于检测出矿口4处的矿物浓度C矿，并转化为数字信号101传递至PLC；
所述PLC分别与物料感应模块、浓度检测模块、电机驱动模块、显示模块、排污模块、阀门开关模块和振动变频模块相连接；接收数字信号001，向阀门开关模块传递执行信号201；接收数字信号002，向阀门开关模块传递执行信号202；接收数字信号101，向显示模块传递执行信号301；当C矿<预定值1，则向电机驱动模块传递执行信号302，同时，向振动变频模块传递执行信号401；当预定值1<C矿<预定值2，则向电机驱动模块传递执行信号303，同时，向振动变频模块传递执行信号402；当预定值2<C矿<预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号304，同时，向振动变频模块传递执行信号403；当C矿>预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号305，同时，向振动变频模块传递执行信号404； PLC每隔预定时间3向排污模块传递执行信号501；
所述阀门开关模块包括设于上端进料口3的抽拉式阀门，接收执行信号201，关闭阀门；接收执行信号202，开启阀门；所述显示模块包括设于壳体的显示屏，用于接收执行信号301，并将矿物浓度值显示于显示屏上；所述电机驱动模块与电机2相连接，用于接收执行信号302，将电机2调节至预定转速N1; 接收执行信号303，将电机2调节至预定转速N2; 接收执行信号304，将电机2调节至预定转速N3; 接收执行信号304，将电机2调节至预定转速N4;所述振动变频模块接收执行信号401，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f1；振动变频模块接收执行信号402，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f2；振动变频模块接收执行信号403，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f3；振动变频模块接收执行信号404，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f4；所述排污模块包括设于壳体1下端的喷头，用于接收执行信号501，控制喷头向壳体1底面喷水。
进一步地，所述排污模块包括设于壳体1下端和进料口3的对立面的喷头；所述喷头与储水装置连接，所述喷头可360度旋转；当排污模块接收执行信号501，所述喷头依次在15度、30度、45度和60度方向壳体1底面喷射预定时间4，所述喷头在同一角度喷射时180度旋转。
进一步地，所述物位感应器为压力式物位感应器。
进一步地，所述矿物浓度预定值1<预定值2<预定值3；所述电机转速的预定转速N1<预定转速N2<预定转速N3<预定转速N4；所述振动装置5振动频率的预定频率f1<预定频率f2<预定频率f3<预定频率f4。
如图1所示，一种矿山用磁选机，包括竖向放置的壳体、设于壳体内部的磁系；在壳体的下部设有排污口，在壳体的底部设有出矿口，磁系的顶部轴连有电机，磁系位于出矿口上方，其特征在于，所述磁系外壁上设有选料斗，选料斗与磁系的连接处设有通孔；该选料斗的具有弧形或锥形的选料腔，在选料斗的内侧壁设有凸纹。
由于上述机构通过上方给料，进入选料斗中，在选料斗中，通过离心力，使不被磁场吸引的泥土，从壳体两侧流过，并从下方排出，然后，将矿物沿磁系向下移动，并从壳体下端排出，该装置具有精选效果好，泥土含量的的特点，能够快速筛选，筛选速度快。
在磁系与电机的连接有设有振动装置，该振动装置用于使磁系上下振动。该振动装置能够便于吸附在磁系上的向下转移，提高出矿速度。
所述选料斗至少包括上下两层。双层筛选，保证筛选率高，提高矿物利用率。
所述上层选料斗大于下层选料斗。避免上层泥沙沿上层选料斗的外沿流入下层选料斗中，避免重复筛选。
所述选料斗的内侧还还设有弧形的滤网。该滤网能够防止颗粒度较大的矿石，堵塞通孔，影响筛选效率。
在磁系内部设有电磁绕组，磁系上的磁场由上至下增强。
所述磁系底部连接有离心装置，在出矿口中设有管状滤网。
由于采用了上述结构，使精矿从管状滤网的外侧流出，提高出料口的含矿量。
一种矿山用磁选机，包括竖向放置的壳体1、设于壳体1内部的磁系6；在壳体1的下部设有排污口，在壳体1的底部设有出矿口4，磁系6的顶部轴连有电机2，磁系6位于出矿口4上方，其特征在于，磁系6外壁上设有选料斗，选料斗与磁系6的连接处设有通孔；该选料斗的具有弧形或锥形的选料腔，在选料斗的内侧壁设有凸纹。在磁系6与电机2的连接有设有振动装置5，该振动装置5用于使磁系6上下振动。该振动装置5能够便于吸附在磁系6上的向下转移，提高出矿速度。选料斗至少包括上下两层。双层筛选，保证筛选率高，提高矿物利用率。上层选料斗大于下层选料斗。避免上层泥沙沿上层选料斗的外沿流入下层选料斗中，避免重复筛选。选料斗的内侧还还设有弧形的滤网。该滤网能够防止颗粒度较大的矿石，堵塞通孔，影响筛选效率。在磁系6内部设有电磁绕组，磁系6上的磁场由上至下增强。磁系6底部连接有离心装置，在出矿口4中设有管状滤网。
本发明在使用时，将含有矿物的矿浆通过上方进料口3，进入选料斗中，在选料斗中，通过离心力，使不被磁场吸引的泥土，从壳体1两侧流过，并从下方排出，然后，将矿物沿磁系向下移动，并从壳体1下端排出，该装置具有精选效果好，泥土含量的特点，能够快速筛选，筛选速度快。由于采用了上述结构，使精矿从管状滤网的外侧流出，提高出料口的含矿量。
本发明的具体操作过程为：
首先，向上端进料口3添加矿浆，在当预定时间1后（可以为30秒、1分钟，2分钟，此处优选为30秒），物料感应模块上端进料口3没有感应到物料经过，则将该感应结果值转化为数字信号001传递至PLC；在预定时间2后（可以为30秒、1分钟，2分钟，此处优选为30秒），下端进料口3没有感应到物料经过，则将该感应结果值转化为数字信号002传递至PLC；浓度检测模块检测出矿口4处的矿物浓度C矿，并转化为数字信号101传递至PLC；
PLC分别接收数字信号001，向阀门开关模块传递执行信号201；接收数字信号002，向阀门开关模块传递执行信号202；为了避免矿浆在精选过程中因振荡而从进料口3流出的现象，避免矿浆溅到地面不方便清理；
接收数字信号101，向显示模块传递执行信号301；目的在于向使用者提供矿物浓度的信息；
当C矿<预定值1，则向电机驱动模块传递执行信号302，同时，向振动变频模块传递执行信号401；当预定值1<C矿<预定值2，则向电机驱动模块传递执行信号303，同时，向振动变频模块传递执行信号402；当预定值2<C矿<预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号304，同时，向振动变频模块传递执行信号403；当C矿>预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号305，同时，向振动变频模块传递执行信号404；若是矿物浓度低于预定值1，则说明
说明磁选机对矿浆的精矿选择程度高，电机转动太快，需要减少精选程度，所以需要减慢电机的转速，出矿口的浓度越低，磁系内的精矿越少，则振动装置振动频率越低。
PLC每隔预定时间3向排污模块传递执行信号501；由于矿浆产生的沉淀堆积在壳体1的下层，时间一长便会堵塞下端进料口3，所以需要定时清理；
阀门开关模块接收执行信号201，关闭阀门；接收执行信号202，开启阀门；显示模块接收执行信号301，并将矿物浓度值显示于显示屏上；电机驱动模块接收执行信号302，将电机2调节至预定转速N1; 接收执行信号303，将电机2调节至预定转速N2; 接收执行信号304，将电机2调节至预定转速N3; 接收执行信号304，将电机2调节至预定转速N4;振动变频模块接收执行信号401，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f1；振动变频模块接收执行信号402，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f2；振动变频模块接收执行信号403，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f3；振动变频模块接收执行信号404，将振动装置5的振动频率调节至预定频率f4；排污模块接收执行信号501，此时喷头移动至竖直方向15度处向壳体1底面喷水，在预定时间4后，此时喷头移动至竖直方向30度处向壳体1底面喷水，以此类推，直至喷头移动至竖直方向60度处向壳体1底面喷水。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (3)

1.一种矿山用磁选机的自动控制系统，其特征在于，该系统包括：物料感应模块、浓度检测模块、PLC、电机驱动模块、显示模块、排污模块、阀门开关模块和振动变频模块；
所述物料感应模块包括分别设于上端和下端进料口的物位感应器，当预定时间1后，上端进料口没有感应到物料经过，则转化为数字信号001传递至PLC；当预定时间2后，下端进料口没有感应到物料经过，则转化为数字信号002传递至PLC；所述浓度检测模块包括设于出矿口处的浓度检测仪，用于检测出矿口处的矿物浓度C矿，并转化为数字信号101传递至PLC；
所述PLC分别与物料感应模块、浓度检测模块、电机驱动模块、显示模块、排污模块、阀门开关模块和振动变频模块相连接；接收数字信号001，向阀门开关模块传递执行信号201；接收数字信号002，向阀门开关模块传递执行信号202；接收数字信号101，向显示模块传递执行信号301；当C矿<预定值1，则向电机驱动模块传递执行信号302，同时，向振动变频模块传递执行信号401；当预定值1<C矿<预定值2，则向电机驱动模块传递执行信号303，同时，向振动变频模块传递执行信号402；当预定值2<C矿<预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号304，同时，向振动变频模块传递执行信号403；当C矿>预定值3，则向电机驱动模块传递执行信号305，同时，向振动变频模块传递执行信号404；PLC每隔预定时间3向排污模块传递执行信号501；
所述阀门开关模块包括设于上端进料口的抽拉式阀门，接收执行信号201，关闭阀门；接收执行信号202，开启阀门；所述显示模块包括设于壳体的显示屏，用于接收执行信号301，并将矿物浓度值显示于显示屏上；所述电机驱动模块与电机相连接，用于接收执行信号302，将电机调节至预定转速N1；接收执行信号303，将电机调节至预定转速N2；接收执行信号304，将电机调节至预定转速N3；接收执行信号304，将电机调节至预定转速N4；所述振动变频模块接收执行信号401，将振动装置的振动频率调节至预定频率f1；振动变频模块接收执行信号402，将振动装置的振动频率调节至预定频率f2；振动变频模块接收执行信号403，将振动装置的振动频率调节至预定频率f3；振动变频模块接收执行信号404，将振动装置的振动频率调节至预定频率f4；所述排污模块包括设于壳体下端的喷头，用于接收执行信号501，控制喷头向壳体底面喷水；
所述矿物浓度预定值1<预定值2<预定值3；所述电机转速的预定转速N1<预定转速N2<预定转速N3<预定转速N4；所述振动装置振动频率的预定频率f1<预定频率f2<预定频率f3<预定频率f4。
2.如权利要求1所述的矿山用磁选机的自动控制系统，其特征在于，所述排污模块包括设于壳体下端和进料口的对立面的喷头；所述喷头与储水装置连接，所述喷头可360度旋转；当排污模块接收执行信号501，所述喷头依次在15度、30度、45度和60度方向壳体底面喷射预定时间4，所述喷头在同一角度喷射时180度旋转。
3.如权利要求1所述的矿山用磁选机的自动控制系统，其特征在于，所述物位感应器为压力式物位感应器。
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