CN110548319A - 一种浓密机信息化自动控制及预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种浓密机信息化自动控制及预警系统，利用流量计、浓度计、变频器、电动机综合保护器、隔离配电器、继电器、PLC控制单元、通讯模块等，实现对底流泵、加药泵变频器的自动控制，并将所采集数据上传至主控室的上位机，上位机对浓密机、底流泵、加药泵、浓度、流量等运行数据进行储存，并对设备运行和维护提供有效的历史数据，对底流泵、浓密机、加药泵等设备实现数据监控及故障预警的目的。
Description
技术领域
本发明属于浓密机技术领域，涉及一种浓密机信息化自动控制及预警系统。
背景技术
随着工业的发展，近年来矿业领域尾矿砂充填技术的发展，矿山对尾矿的处理要求越来越高，回水利用率要求越来越高，回水水质要求越来越高，对设备安全运行要求越来越高。高压浓密机是完成这些要求的一种高效设备，他运行的安全与效率直接影响生产效益和尾矿处理质量。目前对浓密机运行的控制方式不能有效的进行集中自动控制和监控，岗位劳动强度大，运行成本高，且不能有效及时的调整运行参数，也无法储存和查看设备运行的历史数据，无法为设备故障前预防及故障后诊断提供有效原始数据。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种浓密机信息化自动控制及预警系统，以实现故障前预警、故障后提供原始数据，及时有效的对故障进行判断，并实现低成本维护和缩短维修时间及为安全稳定运行提供保障。
本发明提供一种浓密机信息化自动控制及预警系统，包括：第一流量计、压差浓度计、第二流量计、电机综合保护器、输入隔离配电器、模拟量扩展模块、A/D转换器、PLC控制单元、D/A转换器、输出隔离配电器、第一变频器、第二变频器、加药泵电动机、底流泵电动机、继电器单元、报警单元和电流保护跳闸模块；
所述第一流量计、压差浓度计、第二流量计、电机综合保护器分别与输入隔离配电器相连接；
所述第一流量计安装在浓密机输入尾矿管路中，用于监测输入尾矿流量；所述压差浓度计安装在底流泵尾矿输出管路上，用于监测浓缩后的输出尾矿浓度；所述第二流量计安装在底流泵尾矿输出管路上，用于监测浓缩后的输出尾矿流量；电机综合保护器利用电流互感器与精密电流变换器采集浓密机传动电动机的电流数据；
所述输入隔离配电器依次连接模拟量扩展模块、A/D转换器和PLC控制单元；PLC控制单元的信号输出端分别连接D/A转换器和继电器单元，PLC控制单元根据输入尾矿流量和输出尾矿浓度输出调速信号给D/A转换器，PLC控制单元根据输出尾矿浓度、输出尾矿流量以及电流输出控制信号给继电器单元；
所述D/A转换器通过输出隔离配电器分别连接第一变频器和第二变频器，第一变频器和第二变频器根据PLC控制单元输出的调速信号分别调节加药泵电动机转速和底流泵电动机转速；
所述继电器单元根据控制信号分别控制报警单元和电流保护跳闸模块。
在本发明的浓密机信息化自动控制及预警系统中，所述PLC控制单元包括：第一PID模块、第二PID模块、第一数据处理模块、第二数据处理模块和第三数据处理模块；
所述第一流量计检测的输入尾矿流量通过A/D转换后输入到第一PID模块进行PID处理，处理后的数据输出到D/A转换器；
所述压差浓度计检测的输出尾矿浓度通过A/D转换后输入到第二PID模块进行PID处理，处理后的数据输出到D/A转换器；
所述压差浓度计检测的输出尾矿浓度通过A/D转换后输入到第一数据处理模块进行处理，处理后获得的第一数字量输出给继电器单元；
所述第二流量计检测的浓缩后的输出尾矿流量通过A/D转换后输入到第二数据处理模块进行处理，处理后获得的第二数字量输出给继电器单元；
所述电机综合保护器采集的电流信号通过A/D转换后输入到第三数据处理模块进行处理，处理后获得的第三数字量和第四数字量输出给继电器单元。
在本发明的浓密机信息化自动控制及预警系统中，所述继电器单元包括：第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器；
所述第一继电器根据第一数字量进行动作，所述第二继电器根据第二数字量进行动作，所述第三继电器根据第三数字量进行动作，所述第四继电器根据第四数字量进行动作。
在本发明的浓密机信息化自动控制及预警系统中，所述报警单元包括：
与第一继电器连接的浓度报警模块；与第二继电器连接的第二流量报警模块；与第三继电器连接的电流保护报警模块。
在本发明的浓密机信息化自动控制及预警系统中，所述电流保护跳闸模块与第四继电器连接。
在本发明的浓密机信息化自动控制及预警系统中，所述系统还设有通信模块和上位机，所述通信模块用于实现PLC控制单元和上位机间的信息传输。
在本发明的浓密机信息化自动控制及预警系统中，所述系统还包括设于现场的仪表模块，所述仪表模块与输入隔离配电器相连接用于实现现场监测。
在本发明的浓密机信息化自动控制及预警系统,采用流量计、压差浓度计、电动机综合保护器、PLC200和扩展模块、隔离配电器、继电器、通讯模块、仪表、并利用通讯传输至上位机，对现场底流泵、加药泵实现自动控制，对底流浓度、流量、浓密机运行电动机进行监控和故障预警，该技术方案设计合理，结构简单，效果显著，适合长期稳定对浓密机及底流泵站实施自动化控制和数据监控故障预警等。
附图说明
图1是本发明的一种浓密机信息化自动控制及预警系统的框图。
具体实施方式
为了克服现有浓密机、底流泵、加药泵不能集中监控及数据采集上传储存等不足的缺陷，本发明提供一种浓密机信息化自动控制及预警系统，如图1所示，包括：第一流量计1、压差浓度计2、第二流量计3、电机综合保护器4、输入隔离配电器6、模拟量扩展模块7、A/D转换器8、PLC控制单元9、D/A转换器10、输出隔离配电器11、第一变频器12、第二变频器14、加药泵电动机13、底流泵电动机15、继电器单元、报警单元和电流保护跳闸模块23。
所述第一流量计1、压差浓度计2、第二流量计3、电机综合保护器4分别与输入隔离配电器6相连接。
所述第一流量计1安装在浓密机输入尾矿管路中，用于监测输入尾矿流量；所述压差浓度计2安装在底流泵尾矿输出管路上，用于监测浓缩后的输出尾矿浓度；所述第二流量计3安装在底流泵尾矿输出管路上，用于监测经浓缩后的输出尾矿流量；电机综合保护器4与浓密机传动电动机5中的电流互感器及精密电流变换器相连接，采集浓密机传动电动机5的电流。
所述输入隔离配电器6依次连接模拟量扩展模块7、A/D转换器8和PLC控制单元9。PLC控制单元9的信号输出端分别连接D/A转换器10和继电器单元。PLC控制单元9根据输入尾矿流量和输出尾矿浓度输出调速信号给D/A转换器10，PLC控制单元9根据输出尾矿浓度、输出尾矿流量以及电流输出控制信号给继电器单元。
所述D/A转换器10通过输出隔离配电器11分别连接第一变频器12和第二变频器14，第一变频器12和第二变频器14根据PLC控制单元输出的调速信号分别调节加药泵电动机13的转速和底流泵电动机15的转速。所述继电器单元根据控制信号分别控制报警单元和电流保护跳闸模块23。
如图所示，所述PLC控制单元9包括：第一PID模块91、第二PID模块92、第一数据处理模块93、第二数据处理模块94和第三数据处理模块95。所述第一流量计1检测的输入尾矿流量通过A/D转换后输入到第一PID模块91进行PID处理，处理后的数据输出到D/A转换器10。所述压差浓度计2检测的输出尾矿浓度通过A/D转换后输入到第二PID模块92进行PID处理，处理后的数据输出到D/A转换器10。所述压差浓度计2检测的输出尾矿浓度通过A/D转换后输入到第一数据处理模块93进行处理，处理后获得的第一数字量输出给继电器单元。所述第二流量计3检测的浓缩后的输出尾矿浓度通过A/D转换后输入到第二数据处理模块94进行处理，处理后获得的第二数字量输出给继电器单元。所述电机综合保护器4采集的电流信号通过A/D转换后输入到第三数据处理模块95进行处理，处理后获得的第三数字量和第四数字量输出给继电器单元。
具体实施时，所述继电器单元包括：第一继电器16、第二继电器17、第三继电器18和第四继电器19。所述第一继电器16根据第一数字量进行动作，所述第二继电器17根据第二数字量进行动作，所述第三继电器18根据第三数字量进行动作，所述第四继电器19根据第四数字量进行动作。
具体实施时，所述报警单元包括：与第一继电器16连接的浓度报警模块220；与第二继电器17连接的第二流量报警模块21；与第三继电器18连接的电流保护报警模块22。
所述电流保护跳闸模块23与第四继电器19连接。所述系统还设有通信模块24和上位机25，所述通信模块24用于实现PLC控制单元9和上位机25间的信息传输。所述系统还包括设于现场的仪表模块26，所述仪表模块26与输入隔离配电器6相连接用于实现现场监测。
具体实施时，首先对PLC控制单元进行编程。在浓密机尾矿管路中安装第一流量计1监测输入尾矿流量，并将监测的到模拟量传输至输入隔离配电器6，经输入隔离配电器6后一路信号传输到现场仪表26用以现场监测，另一路信号传输至模拟量扩展模块7，监测到的模拟量经A/D转换器8转换后输入PLC控制单元9的进行处理，PLC控制单元9内的第一PID模块91对数据进行处理，处理后的数据进行D/A转换，经输出隔离配电器11后传输至第一变频器12，对加药泵电动机13进行调速控制，以实现自动控制，实现对浓密机处理的尾矿量和加药量进行稳定合理有效的配比，PLC控制单元9利用通信模块24将信息上传至上位机用于主控室监控。
在底流泵尾矿输出管路上安装压差浓度计2用以监测输出尾矿浓度，并将监测的到模拟量传输至输入隔离配电器6，经输入隔离配电器6后一路信号传输现给场仪表用26以现场监测，另一路信号传输至模拟量扩展模块7，监测到的模拟量经A/D转换器8转换后输入PLC控制单元9进行处理，PLC控制单元9内部的第二PID模块92对数据进行处理，处理后的数据进行D/A转换，传输至输出隔离配电器11，再传输至第二变频器14，对底流泵电动机15进行调速控制，以实现自动控制，并利用通信模块24上传至上位机25用于主控室监控。于此同时，所传输至PLC控制单元9的数据经第一数据处理模块93处理后输出第一数字量，第一继电器16根据第一数字量进行动作，当底流输出尾矿浓度达到一定值后第一继电器16动作，浓度报警模块20进行报警，如：底流输出尾矿浓度高于52％时预警系统报警。提醒有关人员合理调整工艺流程。
在底流泵尾矿输出管路上安装第二流量计3用以监测输出尾矿流量，并将监测的到模拟量传输至输入隔离配电器6，经输入隔离配电器6后一路信号传输给现场仪表26用以现场监测，另一路信号传输至模拟量扩展模块7，监测到的模拟量经A/D转换器8转换后输入PLC控制单元9进行处理，所传输至PLC控制单元9的数据经第二数据处理模块94处理后输出第二数字量，第二继电器17根据第二数字量进行动作，当浓缩后的输出尾矿流量低于一定值后第二继电17动作，第二流量报警模块21进行报警，如：底流泵的输出尾矿流量低于180m3/h时，说明底流泵或工艺管路出现故障。提醒有关人员合理调整工艺流程，或及时检查报警原因。
浓密机传动电动机5采用电动机综合保护器4进行保护，采用电流互感器、精密电流变换器、电动机综合保护器，并将电动机综合保护器4输出的模拟量经输入隔离配电器6配电后传输模拟量扩展模块7，模拟量经A/D转换器8转换后输入PLC控制单元9进行处理，数据经PLC控制单元9的第三数据处理模块95处理后输出第三数字量和第四数字量。第三数字量用于预警，第三继电器18根据第三数字量进行动作，当第三数字量达到第一预设值时第三继电器18动作报警，提醒有关人员合理调整工艺流程中的设备合理运行。第四数字量用于跳闸，当第四数字量达到第二预设值时第四继电器19动作进行跳闸保护。如：空载电流18A、正常负载电流20-22A、当电流达到24A时电流保护报警模块22报警，当电流达到26A时，电流保护跳闸模块23将发生跳闸避免恶性事故的发生，所述参数均利用通讯上传至上位机用于主控室监控。
具体实施时，加药及搅拌桶的控制，加药采用人工计量。搅拌桶液位计，加药量与搅拌桶内容量刻度相对应，与搅拌桶内设UDK液位继电器的电极相对应，药品加入搅拌桶后，启动液位控制回路，电磁阀打开加水阀门开始加水，当达到相对应的液位时，液位计的电极检测到液位信号，电磁阀自动关闭，启动搅拌器进行搅拌。
储药箱液位的控制，搅拌好的药品溶液，经管道泵输送到储药箱。储药箱通过管道与加药泵连接，中间设阀门控制。储药箱内设药箱液位计，液位下限与报警单元联锁，当液位达到下限时，报警单元报警，提醒工作人员须要进行搅拌药品了。药箱液位计上限与管道泵进行联锁，当液位达到上限时，药箱液位继电器动作，断开管道泵控制回路，使管道泵停机，避免药品溶液溢出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种浓密机信息化自动控制及预警系统，其特征在于，包括：第一流量计、压差浓度计、第二流量计、电机综合保护器、输入隔离配电器、模拟量扩展模块、A/D转换器、PLC控制单元、D/A转换器、输出隔离配电器、第一变频器、第二变频器、加药泵电动机、底流泵电动机、继电器单元、报警单元和电流保护跳闸模块；
所述第一流量计、压差浓度计、第二流量计、电机综合保护器分别与输入隔离配电器相连接；
所述第一流量计安装在浓密机输入尾矿管路中，用于监测输入尾矿流量；所述压差浓度计安装在底流泵尾矿输出管路上，用于监测浓缩后的输出尾矿浓度；所述第二流量计安装在底流泵尾矿输出管路上，用于监测浓缩后的输出尾矿流量；电机综合保护器利用电流互感器与精密电流变换器采集浓密机传动电动机的电流数据；
所述输入隔离配电器依次连接模拟量扩展模块、A/D转换器和PLC控制单元；PLC控制单元的信号输出端分别连接D/A转换器和继电器单元，PLC控制单元根据输入尾矿流量和输出尾矿浓度输出调速信号给D/A转换器，PLC控制单元根据输出尾矿浓度、输出尾矿流量以及电流输出控制信号给继电器单元；
所述D/A转换器通过输出隔离配电器分别连接第一变频器和第二变频器，第一变频器和第二变频器根据PLC控制单元输出的调速信号分别调节加药泵电动机转速和底流泵电动机转速；
所述继电器单元根据控制信号分别控制报警单元和电流保护跳闸模块。
2.如权利要求1所述的浓密机信息化自动控制及预警系统，其特征在于，所述PLC控制单元包括：第一PID模块、第二PID模块、第一数据处理模块、第二数据处理模块和第三数据处理模块；
所述第一流量计检测的输入尾矿流量通过A/D转换后输入到第一PID模块进行PID处理，处理后的数据输出到D/A转换器；
所述压差浓度计检测的输出尾矿浓度通过A/D转换后输入到第二PID模块进行PID处理，处理后的数据输出到D/A转换器；
所述压差浓度计检测的输出尾矿浓度通过A/D转换后输入到第一数据处理模块进行处理，处理后获得的第一数字量输出给继电器单元；
所述第二流量计检测的浓缩后的输出尾矿流量通过A/D转换后输入到第二数据处理模块进行处理，处理后获得的第二数字量输出给继电器单元；
所述电机综合保护器采集的电流信号通过A/D转换后输入到第三数据处理模块进行处理，处理后获得的第三数字量和第四数字量输出给继电器单元。
3.如权利要求2所述的浓密机信息化自动控制及预警系统，其特征在于，所述继电器单元包括：第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器；
所述第一继电器根据第一数字量进行动作，所述第二继电器根据第二数字量进行动作，所述第三继电器根据第三数字量进行动作，所述第四继电器根据第四数字量进行动作。
4.如权利要求3所述的浓密机信息化自动控制及预警系统，其特征在于，所述报警单元包括：
与第一继电器连接的浓度报警模块；与第二继电器连接的第二流量报警模块；与第三继电器连接的电流保护报警模块。
5.如权利要求3所述的浓密机信息化自动控制及预警系统，其特征在于，所述电流保护跳闸模块与第四继电器连接。
6.如权利要求1所述的浓密机信息化自动控制及预警系统，其特征在于，所述系统还设有通信模块和上位机，所述通信模块用于实现PLC控制单元和上位机间的信息传输。
7.如权利要求1所述的浓密机信息化自动控制及预警系统，其特征在于，所述系统还包括设于现场的仪表模块，所述仪表模块与输入隔离配电器相连接用于实现现场监测。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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