CN115193586A - 石灰乳分级控制系统及浮选自动化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石灰乳分级控制系统及浮选自动化控制系统，包括：控制模块和人机交互模块；其中，控制模块用于对粗搅系统的设备进行控制，以得到预设浓度的石灰乳，并对旋流器进行控制，以使预设浓度的石灰乳按照预设比例分别进入粗分系统和细分系统；控制模块还用于根据浮选系统反馈的浮选矿浆pH值对粗分系统和细分系统的设备进行控制，以使浮选矿浆pH值达到目标pH值；人机交互模块用于设定预设浓度，并将预设浓度发送至控制模块。本发明能够精准的制作恒定浓度的石灰乳，并精准的控制浮选矿浆pH值，提高了浮选回收率。

Description

石灰乳分级控制系统及浮选自动化控制系统

技术领域

本发明涉及选矿技术领域，尤其是涉及一种石灰乳分级控制系统及浮选自动化控制系统。

背景技术

在各铜矿浮选系统中，矿浆pH值和浮选效果有着直接关系。第一，矿浆pH值与浮选药剂解离度关系密切，在铜矿浮选过程中，矿浆pH值应与药剂能产生较多离子的pH值范围一致；第二，矿浆pH值对矿物表面电性有极大影响。矿物表面的电性对细泥在它上面的覆盖和药剂的物理吸附有极其重要的作用(当pH大于矿物零电点时，矿物表面荷负电；当pH小于零电点时，矿物表面荷正电)。所以，在一定的选矿药剂浓度下，调节矿浆的pH值可以使不同的矿物受到抑制或活化，进而顺利的对有用矿物进行浮选。因此，为了使药剂充分发挥效能，控制药剂与矿物表面的作用，使浮选过程顺利进行，浮选时，应对矿浆的pH值进行适当调节。

现阶段铜矿生产过程中的浮选系统普遍使用石灰乳加入粗选、扫选，人工手动赋值石灰乳加入量来调节浮选桶内矿浆pH值，这种情况因为石灰浓度不恒定，浮选矿浆pH值调节效果极其不佳，从而导致浮选不彻底，跑尾严重，而且石灰乳加入量全凭经验，浮选效果有好有坏。综上所述，目前人工手动调节浮选矿浆pH值的效果不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种石灰乳分级控制系统及浮选自动化控制系统，能够精准的制作恒定浓度的石灰乳，并精准的控制浮选矿浆pH值，提高了浮选回收率。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种石灰乳分级控制系统，包括：控制模块和人机交互模块；其中，控制模块用于对粗搅系统的设备进行控制，以得到预设浓度的石灰乳，并对旋流器进行控制，以使预设浓度的石灰乳按照预设比例分别进入粗分系统和细分系统；控制模块还用于根据浮选系统反馈的浮选矿浆pH值对粗分系统和细分系统的设备进行控制，以使浮选矿浆pH值达到目标pH值；人机交互模块用于设定预设浓度，并将预设浓度发送至控制模块。

在一种实施方式中，控制模块还用于获取粗搅系统中石灰乳的当前浓度，并根据当前浓度和预设的恒定浓度算法对粗搅系统的补水量和石灰给料量进行控制，以得到预设浓度的石灰乳。

在一种实施方式中，控制模块还用于对粗分系统的粗选泵进行控制，将粗分系统中石灰乳输送到球磨机进料端和半自磨机进料端，并根据浮选系统反馈的旋流器上分液的浮选矿浆pH值和预设的pH调节算法，对粗分系统的粗选泵进行控制，以使旋流器上分液的浮选矿浆pH值达到目标pH值；控制模块还用于对细分系统的精选泵进行控制，将细分系统中石灰乳输送到粗选、精选和扫选的溢流堰中，并根据浮选系统反馈的各浮选桶内浮选矿浆的pH值和pH调节算法，对细分系统的精选泵进行控制，以使各浮选桶内浮选矿浆的pH值达到对应的目标pH值。

在一种实施方式中，控制模块还用于获取细分系统中石灰乳的检测浓度和石灰乳体积，在检测浓度与预设浓度不同时，根据石灰乳体积和检测浓度计算氢氧化钙含量和水含量，并根据预设浓度调节补水阀和流量计，使细分系统中石灰乳的浓度恒定。

在一种实施方式中，该系统还包括：协议网关模块，用于将粗搅系统、粗分系统和细分系统的设备的通信协议进行转换，以使粗搅系统、粗分系统和细分系统的设备与控制模块进行通信。

在一种实施方式中，该系统还包括：智能物联网模块，用于将监测到的粗搅系统、粗分系统和细分系统的设备的运行参数发送至移动终端，以及接收移动终端下发的运行参数的修正值。

在一种实施方式中，该系统还包括：光电交换机；其中，光电交换机与控制模块和分散控制系统DCS连接，以使控制模块和DCS之间进行数据交互。

在一种实施方式中，控制模块还用于接收DCS发送的预设浓度和粗搅系统、粗分系统和细分系统的设备的运行参数。

在一种实施方式中，人机交互模块还用于记录粗分系统和细分系统中石灰乳浓度的变化曲线以及石灰乳的消耗量。

在一种实施方式中，控制模块还用于在系统运行异常时，向人机交互模块和/或DCS发送报警信息。

第二方面，本发明实施例提供了一种浮选自动化控制系统，包括：第一方面提供的任一项的石灰乳分级控制系统，还包括与石灰乳分级控制系统连接的DCS、粗搅系统、粗分系统和细分系统；其中，DCS用于设定预设浓度以及远程控制石灰乳分级控制系统的启停。

在一种实施方式中，该系统还包括：自动环网模块，用于DCS和石灰乳分级控制系统之间的数据交互。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的上述石灰乳分级控制系统及浮选自动化控制系统，包括：控制模块和人机交互模块；其中，控制模块用于对粗搅系统的设备进行控制，以得到预设浓度的石灰乳，并对旋流器进行控制，以使预设浓度的石灰乳按照预设比例分别进入粗分系统和细分系统；控制模块还用于根据浮选系统反馈的浮选矿浆pH值对粗分系统和细分系统的设备进行控制，以使浮选矿浆pH值达到目标pH值；人机交互模块用于设定预设浓度，并将预设浓度发送至控制模块。上述系统能够通过对现场粗搅系统设备的通信控制，制备得到恒定浓度(预先设定的预设浓度)的石灰乳，并对制备得到的石灰乳进行分级；同时能够通过对粗分系统和细分系统的设备进行控制，控制浮选中添加的石灰乳量，从而能够精准的调节浮选矿浆的pH值，使浮选矿浆pH值更加稳定，提高浮选回收率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种石灰乳分级控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种石灰乳分级控制系统设备逻辑图；

图3为本发明实施例提供的一种石灰粗分浆和细分浆去向示意图；

图4为本发明实施例提供的一种浮选桶内浮选矿浆的pH值调节前后的对比图；

图5为本发明实施例提供的一种具体的石灰乳分级控制系统；

图6为本发明实施例提供的一种石灰乳分级控制系统的通讯控制逻辑图。

图标：

10-人机交互模块；20-控制模块；30-协议网关模块；40-智能物联网模块；50-光电交换机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，铜矿生产过程中的浮选系统普遍使用石灰乳加入粗选、扫选，人工手动赋值石灰乳加入量来调节浮选桶内矿浆pH值，这种情况因为石灰浓度不恒定，浮选矿浆pH值调节效果极其不佳，从而导致浮选不彻底，跑尾严重，而且石灰乳加入量全凭经验，浮选效果有好有坏。综上所述，目前人工手动调节浮选矿浆pH值的效果不佳。

基于此，本发明实施例提供的一种石灰乳分级控制系统及浮选自动化控制系统，能够精准的制作恒定浓度的石灰乳，并精准的控制浮选矿浆pH值，提高了浮选回收率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种石灰乳分级控制系统进行详细介绍，参见图1所示的一种石灰乳分级控制系统的结构示意图，示意出该系统主要包括以下结构：人机交互模块10和控制模块20。

其中，人机交互模块10用于设定预设浓度，并将预设浓度发送至控制模块20。人机交互模块10也即人机界面(HumanMachineInterface，HMI)系统，可以采用MCGS的TPC1570Gi触摸屏作为人机交互界面，用于现场手自动切换和部分参数赋值，诸如设定石灰乳的预设浓度，并将设置好的预设浓发送给控制模块20；还用于记录粗分系统和细分系统中石灰乳浓度的变化曲线以及石灰乳的消耗量。

在一种实施方式中，人机交互模块10采用MCGSpro组态软件，能够实现用户对各类设备的监控需求，提供了友好的、易于操作的画面风格，用户可以对粗搅系统、粗分系统和细分系统的各类设备的运行状态进行实时监控；此外，人机交互模块10还可以用于实时监测石灰乳的浓度变化曲线，同时能够记录阶段浓度、时、班、天、周、半月、月的浓度变化情况，便于操作员控制石灰乳加入量，统计各处石灰乳消耗量。

控制模块20用于对粗搅系统的设备进行控制，以得到预设浓度的石灰乳，并对旋流器进行控制，以使预设浓度的石灰乳按照预设比例分别进入粗分系统和细分系统；控制模块20还用于根据浮选系统反馈的浮选矿浆pH值对粗分系统和细分系统的设备进行控制，以使浮选矿浆pH值达到目标pH值。

在一种实施方式中，控制模块20可以采用S7-1500PLC控制系统，包括：CPU1513、数字输入(Digital in，DI)模块、数字输出(Digital out，DO)模块、模拟量输入(Analog in，AI)模块、模拟量输出(Analog out，AO)模块，控制模块20的DI模块和AI模块对现场粗搅系统、粗分系统和细分系统中的旋流器气阀、管道阀开关到位、各类补水调节阀门开度、流量计、液位计、压力计、浓度计等开关量和模拟量进行采集，通过DO模块、AO模块对现场的旋流器气动阀、各类电动调节阀等进行控制。

在具体应用中，在制备石灰乳的过程中，控制模块20可以根据粗搅系统中粗搅桶的液位计采集到的数据计算补水量，从而根据补水量自动控制补水阀开度；然后，根据设定的水与灰的比值确定加灰量，通过石灰称重计(诸如螺杆称)称量对应重量的石灰添加到粗搅桶中。控制模块20还可以实时获取浓度计采集到的当前时刻石灰乳的浓度，如果当前时刻石灰乳的浓度与预设浓度不同，则控制粗搅系统补水或者加灰，以得到预设浓度的石灰乳。石灰乳制备完成后，控制模块20可以控制渣浆泵打开，将制备得到的石灰乳输送到旋流器分级后形成粗分浆和细分浆，粗分浆和细分浆可以分别自流至粗分系统和细分系统。

进一步，控制模块20可以控制粗分系统中的粗分浆经多个渣浆泵分别进入球磨进料端和半自磨进料端，预先把矿物质和粗分浆在磨机里充分混合，使矿物和石灰有足够的反应时间，使矿物碱化；同时，控制模块20可以控制细分系统中细分浆经多个渣浆泵分别进入粗选、精选、扫选的溢流堰中，对各个浮选环节的浮选矿浆pH值进行微调，以使浮选矿浆pH值达到目标pH值，满足浮选要求。

本发明实施例提供的上述石灰乳分级控制系统，能够通过对现场粗搅系统设备的通信控制，制备得到恒定浓度(预先设定的预设浓度)的石灰乳，并对制备得到的石灰乳进行分级；同时能够通过对粗分系统和细分系统的设备进行控制，控制浮选中添加的石灰乳量，从而能够精准的调节浮选矿浆的pH值，使浮选矿浆pH值更加稳定，提高浮选回收率。

进一步，控制模块20内预先设置了恒定浓度算法和pH调节算法，控制模块20可以根据恒定浓度算法和pH调节算法对石灰乳浓度和矿浆pH值进行调节。具体的，控制模块20还用于获取粗搅系统中石灰乳的当前浓度，并根据当前浓度和预设的恒定浓度算法对粗搅系统的补水量和石灰给料量进行控制，以得到预设浓度的石灰乳。

在具体应用中，制乳采用石灰和补水按一定比例同时投入粗搅桶的方式配制得到某一固定浓度的石灰乳，石灰制乳用的粗搅桶一用一备，按周期切换使用。粗搅制乳时，补水可以根据粗搅桶液位PID自动控制补水阀开度，采用流量累积计算阶段补水量；石灰添加量采用石灰螺杆称计量，使用流量累积计算其阶段加灰量；螺杆称与补水系统连锁，通过本发明实施例中的PLC系统(即控制模块20)的恒定浓度算法，根据制乳时单位时间内(一个石灰绞龙加灰时间段)补加水量，跟随补充相应的石灰量，使得两者之比始终为一定值(2-8％)，即灰跟水原理，当石灰过补或少加时，即阶段浓度偏高或偏低，在下个阶段会根据偏差量自动少加或多加，进行自动纠偏。

在一种实施方式中，制乳过程中是分阶段补水的，根据粗搅桶液位计采集的数据控制补水量；粗搅系统中还设置有浓度计，可以实时采集粗搅桶中石灰乳的浓度，控制模块20可以将采集到的石灰乳的浓度与预设浓度进行比较，根据比较结果和本阶段的补水量确定加灰量，并将得到的加灰量的数值发送至粗搅系统，粗搅系统通过螺杆称称量相对应重量的石灰添加到粗搅桶中。本发明实施例中可以重复上述补水和加灰的过程，直至制备得到预设浓度的石灰乳。

参见图2所示的石灰乳分级控制系统设备逻辑图，也即石灰乳恒定浓度分级工艺控制自动化系统设备逻辑图。石灰乳粗搅桶配制好的石灰乳通过渣浆泵1和渣浆泵2输送至旋流器分级后形成粗分浆和细分浆，然后分别自流至粗分系统的石灰粗分桶和细分系统的石灰细分桶。旋流器按照石灰乳的颗粒大小将恒定浓度的石灰乳进行分级，使粗颗粒的粗分浆进入石灰粗分桶，细颗粒的细分浆进入石灰细分桶。由于去往磨机的粗分浆量大，因此旋流器分级时的粗细比(即预设比例)约为4:1，渣浆泵频率和气阀开启数调整后基本固定。如果石灰细分桶的细分浆浓度检测与预设浓度有偏差，本发明实施例还设置了PLC自主纠偏算法，即控制模块20还用于获取细分系统中石灰乳的检测浓度和石灰乳体积，在检测浓度与预设浓度不同时，根据石灰乳体积和检测浓度计算氢氧化钙含量和水含量，并根据预设浓度调节补水阀和流量计，使细分系统中石灰乳的浓度恒定。

在具体应用中，可以在石灰细分桶的细分浆浓度检测与预设浓度有偏差时，根据石灰细分桶的液位计算现有石灰乳体积，然后根据石灰乳体积和检测浓度计算得到氢氧化钙含量和水含量，对比原设定浓度值(即预设浓度)，通过调节补水阀和流量计，逐阶段追加相应的水量，平滑纠偏，使细分浆浓度恒定。

进一步，控制模块20还用于对粗分系统的粗选泵进行控制，将粗分系统中石灰乳输送到球磨机进料端和半自磨机进料端，并根据浮选系统反馈的旋流器上分液的浮选矿浆pH值和预设的pH调节算法，对粗分系统的粗选泵进行控制，以使旋流器上分液的浮选矿浆pH值达到目标pH值；以及对细分系统的精选泵进行控制，将细分系统中石灰乳输送到粗选、精选和扫选的溢流堰中，并根据浮选系统反馈的各浮选桶内浮选矿浆的pH值和pH调节算法，对细分系统的精选泵进行控制，以使各浮选桶内浮选矿浆的pH值达到对应的目标pH值。

参见图3所示的石灰粗分浆和细分浆去向示意图，从旋流器自流到石灰粗分桶的粗分浆可以通过4台粗选泵分别输送到球磨机进料端和半自磨机进料端(3#粗选泵(即图中所示3#泵或泵3，下文类似描述与此相同，不再一一赘述)、4#粗选泵去往球磨机、5#粗选泵、6#粗选泵去往半自磨机)，预先把矿物质和粗分浆在磨机里充分混合，使矿物和石灰有足够的反应时间，使其碱化，在浮选系统渣浆泵到旋流器(浮选系统的矿物旋流器，非前述用于将石灰乳分级为粗分浆和细分浆的旋流器)，使得旋流器上分液的pH值调节到合适值(pH≈8.5，此处pH值由入磨矿量、矿品位和4台粗选泵频率延时控制共同完成)，便于后续粗选pH值微调。

以铜浮选为例，从旋流器自流到石灰细分桶的细分浆可以通过3台精选泵(7#精选泵(即图中所示7#泵或泵7，下文类似描述与此相同，不再一一赘述)、8#精选泵、9#精选泵)分别输送至铜粗选、铜精选、铜扫选的溢流堰中，对各浮选环节进行微调，铜粗一调整到pH＝9.2-9.7，铜精一调整到pH＝11-11.5，铜扫二调整到pH＝10-10.3。具体的，浮选系统可以将各浮选桶pH值反馈到控制模块20，控制模块20可以通过pH反馈值，对各精选泵的频率进行PID控制，以控制进入到各浮选通的细分浆的量，从而达到良好的铜矿浮选pH值要求。参见图4(a)至图4(d)所示的浮选桶内浮选矿浆的pH值调节前后的对比图，其中图4(a)和图4(c)为采用本实施例提供的系统调节前的pH值，波动较大，图4(b)和图4(d)为采用本发明实施例的系统调节后的pH值，相较于调节前更加稳定。

进一步，参见图2所示，在石灰粗分桶和石灰细分桶之间连接有溢流管，当石灰粗分桶中的粗分浆输送到球磨机进料端和半自磨机进料端后，无法使旋流器上分液的浮选矿浆pH值达到目标pH值，则可以通过溢流管，将石灰细分桶的细分浆输送到石灰粗分桶中，再继续输送到球磨机进料端和半自磨机进料端对浮选矿浆pH值进行调节，使旋流器上分液的浮选矿浆pH值达到目标pH值。

参见图5所示的一种具体的石灰乳分级控制系统，在图1的基础上，该系统还包括：协议网关模块30、智能物联网模块40和光电交换机50。

在一种实施方式中，协议网关模块30，用于将粗搅系统、粗分系统和细分系统的设备的通信协议进行转换，以使粗搅系统、粗分系统和细分系统的设备与控制模块进行通信。具体的，协议网关模块30可以采用RBCM PROFINET转modbusRTU协议网关模块。通过该模块将现场粗搅系统、粗分系统和细分系统中的9台ABB变频器和2台施耐德软起通过MODBUSRTU标准通讯协议转成PROFNET协议，与就地控制柜的西门子S7-1500PLC站点(即控制模块20)通讯，实现对各类渣浆泵、搅拌装置的控制。

在一种实施方式中，智能物联网模块40，用于将监测到的粗搅系统、粗分系统和细分系统的设备的运行参数发送至移动终端，以及接收移动终端下发的运行参数的修正值。具体的，智能物联网模块40可以采用GRM533，具有远程监控功能，并能通过手机端对系统重要运行参数进行实时监控以及对一些具有权限的运行参数进行赋值操作，即接收移动终端下发的运行参数的修正值。

在一种实施方式中，光电交换机50与控制模块20和分散控制系统DCS连接，以使控制模块20和DCS之间进行数据交互。在具体应用中，DCS系统是铜矿选矿厂整体自动化核心处，DCS系统包括PS运输破碎系统、MX磨选系统、FX浮选系统、JK精矿系统、WK尾矿系统，均采用CPU410H作为逻辑控制核心，本发明实施提供的石灰乳分级控制系统可以作为第三方系统通过S7通讯和DCS系统中FX浮选系统CPU410H进行数据交互，并在DCS中制作其wincc控制界面，实现集控室远程控制和现场控制两种模式。用户可以通过DCS的控制界面设置预设浓度以及获取粗搅系统、粗分系统和细分系统的设备的运行参数，并将设置的预设浓度以及设备的运行参数发送至石灰乳分级控制系统的控制模块20；此外，用户还可以通过DCS的控制界面对粗搅系统、粗分系统和细分系统进行远程监控。

在一种实施方式中，控制模块20还用于在系统运行异常时，向人机交互模块和/或DCS发送报警信息。

为了便于理解，本发明实施例还提供了一种石灰乳分级控制系统的通讯控制逻辑图。参见图6所示，石灰乳分级控制系统与DCS系统之间通过光电交换机的光口进行数据交换，PLC控制模块可以对粗细分桶液位计、石灰乳密度计、旋流器压力计、补水流量计、旋流器控制阀以及各类阀门进行控制，还可以通过协议网关对各类变频器、软起进行数据采集和控制。

本发明实施例提供的上述石灰乳分级控制系统，通过制作恒定浓度的石灰乳，并将制作的石灰乳分级，粗分浆部分加入到球磨、半自磨中，使矿物预先碱化一定程度，细分浆部分加入浮选中，对浮选桶内矿浆进行微调pH值，使得铜矿浮选系统pH值稳定，进而促进浮选回收率提升。

本发明实施例还提供了一种浮选自动化控制系统，该系统包括：石灰乳分级控制系统，以及与石灰乳分级控制系统连接的DCS、粗搅系统、粗分系统和细分系统；其中，DCS用于设定预设浓度以及远程控制石灰乳分级控制系统的启停。

具体的，参照图2，粗搅系统可以包括石灰粗搅桶、石灰称重计、石灰给料装置、用于检测石灰粗搅桶中石灰乳浓度的石灰浓度计、用于检测石灰粗搅桶中液位的液位计、用于向石灰粗搅桶补水的补水管路、用于将石灰粗搅桶中的石灰乳输送至旋流器的输送管路，以及旋流器等。其中，石灰粗搅桶1和石灰粗搅桶2一备一用，即实际操作过程中石灰粗搅桶1和石灰粗搅桶2中的一个正常工作，另一个备用，当管路需要清洗、设备需要维护或维修时，正常工作的石灰粗搅桶停止工作进行相应的清洗、维护或者维修，同时启动备用的石灰粗搅桶进行正常工作。可以理解，上述补水管路、石灰乳输送至旋流器的输送管路中还设置用于开关输送的阀门(补水阀、主胶管阀等)、采集输送量的流量计(补水流量计、采集石灰乳输送量的流量计等)、提供输送动力的泵(渣浆泵)等，其均可以与控制模块20相连，以通过控制模块20对其进行自动化控制，进而实现恒定浓度石灰乳的配制以及对浮选系统中浮选矿浆的精准pH调节。

具体的，参照图2，粗分系统可以包括石灰粗分桶、用于检测石灰粗分桶中的石灰乳浓度的浓度计、用于检测石灰粗分桶中的液位的液位计、用于向石灰粗分桶中补水的补水管路、以及将石灰粗分桶中的粗分浆输送至球磨进料端和半自磨进料端的输送管路，其中，上述粗分系统中的补水管路、输送管路上还设置有相应的阀门(如补水阀、主胶管阀等)、流量计(用于检测补水量的流量计、用于检测输送粗分浆量的流量计)、以及用于提供输送动力的泵等。

具体的，参照图2，细分系统可以包括石灰细分桶、用于检测石灰细分桶中的石灰乳浓度的浓度计、用于检测石灰细分桶中的液位的液位计、用于向石灰细分桶中补水的补水管路、以及将石灰细分桶中的细分浆输送至浮选系统粗选、精选和扫选的输送管路，其中，上述细分系统中的补水管路、输送管路上还设置有相应的阀门(如补水阀、主胶管阀等)、流量计(用于检测补水量的流量计、用于检测输送细分浆量的流量计)、以及用于提供输送动力的泵等。

具体的，粗搅系统、粗分系统和细分系统的现场仪器仪表可以采用西门子隔膜压力计和电磁流量计、默斯音叉密度计、VEGA雷达液位计、梅特勒在线pH计等。粗搅系统、粗分系统和细分系统中的阀门、流量计、泵、仪器仪表等均可以与控制模块20相连，以通过控制模块20对其进行自动化控制，进而实现恒定浓度石灰乳的配制以及对浮选系统中浮选矿浆的精准pH调节。

进一步，该系统还包括：自动环网模块，用于DCS和石灰乳分级控制系统之间的数据交互。具体的，自动化环网模块为DCS系统综合自动化局域网网络，便于实现DCS系统和以太网远程I/O模块、PLC之间、及其它第三方自动化系统的数据交互及融合监控等。

下面参见图2所示，对浮选自动化控制系统进行详细描述，具体如下：

石灰乳分级控制系统根据预先设定的预设浓度，获取粗搅系统中的补水阀、补水流量计、液位计、石灰浓度计等设备的参数，并根据获取到的参数以及恒定浓度算法，确定补水量和石灰给料量，通过石灰称重计和石灰给料装置向石灰粗搅桶中加入石灰、通过补水管路向石灰粗搅桶中补水，以得到预设浓度的石灰乳。

石灰乳制备完成后，石灰乳分级控制系统确定渣浆泵频率和旋流器的气阀开启数，使制备好的石灰乳通过渣浆泵1和渣浆泵2进入到旋流器中，旋流器根据石灰乳颗粒大小并按照预设比例对进入旋流器的石灰乳进行分级，得到的粗分浆和细分浆分别自流至粗分系统的石灰粗分桶和细分系统的石灰细分桶。

进一步，石灰粗分桶的粗分浆可以通过4台粗选泵分别输送到球磨机进料端和半自磨机进料端，预先把矿物质和粗分浆在磨机里充分混合，使矿物和石灰有足够的反应时间，使其碱化；石灰细分桶的细分浆可以通过3台精选泵分别输送至铜粗选、铜精选、铜扫选的溢流堰中，对各浮选环节进行微调。

上述过程中，石灰乳分级控制系统会通过控制模块对各个步骤进行控制，使得石灰粗搅桶中的石灰乳浓度恒定，且浮选系统中各个步骤中浮选矿浆pH值可以得到精准控制，稳定性好。

本发明实施例提供的上述浮选自动化控制系统具有以下功能：

(1)数据采集：通过PLC的DI模块、AI模块对现场的旋流器气阀、管道阀开关到位、各类补水调节阀门开度、流量计、液位计、压力计、浓度计等开关量和模拟量进行采集，通过DO、AO模块对现场的旋流器气动阀、各类电动调节阀等进行控制；通过协议网关对各类变频器、软起进行数据采集和控制。

(2)远控/近控功能：通过DCS系统的wincc组态工程编程远程操控界面，使得在集中操作室内进行远程恒定浓度设定和一键启停系统；也可以在现场通过PLC柜上的触摸屏进行恒定浓度设置和系统一键启停。

(3)历史记录功能：通过历史曲线，准确记录阶段浓度、时、班、天、周、半月、月的浓度变化情况，便于操作员控制石灰乳加入量，统计各处石灰乳消耗量。

(4)报警功能：当系统运行过程中发生变化时，则会立即进行提示，告知监控人员。Wincc远程系统中的报警类别包括：浓度偏离过大、系统处于手动模式等。不同类别的信息具有不同优先级，同时有多个信息需要提示时，优先提示级别较高者。

(5)报表系统：Wincc远程系统中报表系统提供了配比浓度整点记录、日报表、月报表、年报表等不同形式的报表格式，内容包括系统运行、设备运行时间报表、事故(故障)明细报表等；可实行报表管理、报表定义、报表打印等功能。

(6)安全管理：所有的系统操作员(系统管理员、系统维护员、操作员等)根据其需要被赋予不同管理范围和操作权限，依登录的权限控制操作人员的读、写、维护、执行等行为。所有登录(退出)和修改口令、权限、重要操作都能按时记录备查。

本发明实施例提供的上述系统通过自动化手段，将传统的石灰添加方法进一步细化，能够由PLC算法自动配比和添加石灰乳，减少人为粗调的误差和人员投入，提高浮选平均回收率约1.67％(从90.3％提高到91.97％)；能够实现对现场变频器、软起、各类传感器、阀、泵、搅拌装置等设备进行数据采集，并进行相关逻辑运算，实现恒定浓度方面实现自纠偏功能；能对出现的浓度偏差较大、设备故障、设备检修周期到等各种系统故障预警进行实时告警等功能；该系统技术先进、功能完善、可靠性高，为铜矿浮选矿浆pH稳定提供了很好的保障，提高了浮选回收率，具有良好的推广意义；该系统带有GRM533模块，可以实现手机预览现场设备状态和现场浓度，可以实现远程访问PLC程序和手机APP权限参数赋值等功能，便于现场故障处理和参数调整。

综上所述，本发明实施例提供的上述系统结构符合自动化集控系统的体系结构原理，满足了系统功能和性能要求，并且符合实时性、安全性和可靠性原则。

需要说明的是，本实施例提供的浮选自动化控制系统，实现原理及产生的技术效果和前述实施例相同，为简要描述，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种石灰乳分级控制系统，其特征在于，包括：控制模块和人机交互模块；

其中，所述控制模块用于对粗搅系统的设备进行控制，以得到预设浓度的石灰乳，并对旋流器进行控制，以使所述预设浓度的石灰乳按照预设比例分别进入粗分系统和细分系统；

所述控制模块还用于根据浮选系统反馈的浮选矿浆pH值对所述粗分系统和所述细分系统的设备进行控制，以使所述浮选矿浆pH值达到目标pH值；

所述人机交互模块用于设定所述预设浓度，并将所述预设浓度发送至所述控制模块。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于获取所述粗搅系统中石灰乳的当前浓度，并根据所述当前浓度和预设的恒定浓度算法对所述粗搅系统的补水量和石灰给料量进行控制，以得到预设浓度的石灰乳。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于对所述粗分系统的粗选泵进行控制，将所述粗分系统中石灰乳输送到球磨机进料端和半自磨机进料端，并根据所述浮选系统反馈的旋流器上分液的浮选矿浆pH值和预设的pH调节算法，对所述粗分系统的粗选泵进行控制，以使所述旋流器上分液的浮选矿浆pH值达到目标pH值；

所述控制模块还用于对所述细分系统的精选泵进行控制，将所述细分系统中石灰乳输送到粗选、精选和扫选的溢流堰中，并根据所述浮选系统反馈的各浮选桶内浮选矿浆的pH值和所述pH调节算法，对所述细分系统的精选泵进行控制，以使各浮选桶内浮选矿浆的pH值达到对应的目标pH值。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于获取所述细分系统中石灰乳的检测浓度和石灰乳体积，在所述检测浓度与所述预设浓度不同时，根据所述石灰乳体积和所述检测浓度计算氢氧化钙含量和水含量，并根据所述预设浓度调节补水阀和流量计，使所述细分系统中石灰乳的浓度恒定。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：协议网关模块，用于将所述粗搅系统、所述粗分系统和所述细分系统的设备的通信协议进行转换，以使所述粗搅系统、所述粗分系统和所述细分系统的设备与所述控制模块进行通信。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：智能物联网模块，用于将监测到的所述粗搅系统、所述粗分系统和所述细分系统的设备的运行参数发送至移动终端，以及接收所述移动终端下发的所述运行参数的修正值。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：光电交换机；其中，所述光电交换机与所述控制模块和分散控制系统DCS连接，以使所述控制模块和所述DCS之间进行数据交互。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于接收所述DCS发送的所述预设浓度和所述粗搅系统、所述粗分系统和所述细分系统的设备的运行参数。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人机交互模块还用于记录所述粗分系统和所述细分系统中石灰乳浓度的变化曲线以及石灰乳的消耗量。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于在系统运行异常时，向所述人机交互模块和/或所述DCS发送报警信息。

11.一种浮选自动化控制系统，其特征在于，包括：权利要求1至10任一项所述的石灰乳分级控制系统，还包括与所述石灰乳分级控制系统连接的DCS、粗搅系统、粗分系统和细分系统；其中，所述DCS用于设定预设浓度以及远程控制所述石灰乳分级控制系统的启停。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：自动环网模块，用于所述DCS和所述石灰乳分级控制系统之间的数据交互。

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