CN208919717U - 用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于自动化控制技术领域，尤其是涉及一种用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置，其特征在于包括主控制器，与此主控制器相连接的现场控制器Ⅰ，与主控制器相连接的现场控制器Ⅱ，分别与现场控制器Ⅰ相连接的补水泵变频器Ⅰ信号采集系统、补水泵变频器Ⅱ信号采集系统、补水池液位检测系统、搅拌池液位检测系统、给料泵变频器信号采集系统、补水检测系统、入口端排矿检测系统，分别与现场控制器Ⅱ相连接的出口端排矿检测系统。本实用新型采用多参数输入，根据精矿管道浓度和压力实时反馈信号与控制器设置的允许范围值，形成串级多参数闭环控制、故障诊断及系统修正和补偿，使控制更有效，满足了现场工况要求，实现自动化、优化控制。

Description

用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置

技术领域

本实用新型属于自动化控制技术领域，尤其是涉及一种用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置。

背景技术

在选矿输送工艺中，精矿输送需要严格控制矿浆浓度，并使矿浆浓度保持在最佳范围之内。浓度太低造成输送矿量效率底，会严重影响下一道工序正常工作，还会造成大量的水源浪费；浓度过高会造成输送泵工作异常，易发生管道堵塞事故。然而管道输送矿浆浓度控制却是一个繁琐过程，除了要控制前道工序大井的浓度，还要控制搅拌槽内矿浆浓度（管道输送前工序）。通常大井的浓度是确保输送浓度的前提，工艺过程要求泵到搅拌槽的矿浆浓度必须确保在一定范围内（此环节在大井浓度控制范畴）；搅拌槽的浓度控制是管道输送控制的主要环节，保持搅拌槽内矿浆浓度在规定范围内，就确保了管道输送矿浆浓度；而搅拌槽的矿浆浓度控制是用两级补加水泵实现的（浓度检测则在矿浆输送管道中测量），两级补加水泵靠变频器驱动控制补加水量，根据补加水量，选择驱动一台或两台水泵工作，同时每一台水泵都可以通过变频器控制补加水量。现有的工况是根据浓度计检测数据，确定是否往搅拌槽内进行补加水，同时还要观察矿浆输送管道内压力、流量等参数，以及搅拌槽液位高度，来确认管道工况（是否超压），这些目前都是采用人工方式实施，这样不仅增加岗位人员的劳动强度，还可能由于操作失误造成浓度（压力）控制范围过大，影响管道输送效率和人为设备事故发生。由于精矿管道输送过程是受多种工艺参数控制，单靠人工手动操作不可避免会造成管道内矿浆浓度、压力、流量波动过大，不能准确及时响应工艺控制过程。

发明内容

本实用新型的目的是能够对矿浆管道系统的矿浆浓度、压力、流量等进行有效控制的用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

本实用新型的用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置，其特征在于包括主控制器，与此主控制器相连接的位于排矿管道入口端的现场控制器Ⅰ，与所述主控制器相连接的位于排矿管道出口端的现场控制器Ⅱ，与补水泵Ⅰ相连接的补水泵变频器Ⅰ信号采集系统，与补水泵Ⅱ相连接的补水泵变频器Ⅱ信号采集系统，与补水池相连接的补水池液位检测系统，与搅拌池相连接的搅拌池液位检测系统，与给料泵相连接的给料泵变频器信号采集系统，

分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接的补水流量检测系统、补水压力检测系统、补水浓度检测系统和补水温度检测系统，分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接的入口端排矿流量检测系统、入口端排矿压力检测系统、入口端排矿浓度检测系统和入口端排矿温度检测系统，

分别与所述的现场控制器Ⅱ相连接的出口端排矿流量检测系统、出口端排矿压力检测系统、出口端排矿浓度检测系统和出口端排矿温度检测系统，

所述的补水泵变频器Ⅰ信号采集系统和补水泵变频器Ⅱ信号采集系统分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接，

所述的补水池液位检测系统和搅拌池液位检测系统分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接，

所述的给料泵变频器信号采集系统与所述的现场控制器Ⅰ相连接。

所述的主控制器上还连接有工控机和现场触摸屏。

本实用新型的优点：

本实用新型的用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置，采用多参数输入，根据精矿管道浓度和压力实时反馈信号与控制器设置的允许范围值，形成串级多参数闭环控制；由于依据多参数输入，形成故障诊断及系统修正和补偿，使控制更有效，满足了现场工况要求，实现自动化、优化控制，减少岗位人员劳动强度，有效防止误操作。

附图说明

图1为本实用新型的控制框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型的用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置，其特征在于包括主控制器，与此主控制器相连接的位于排矿管道入口端的现场控制器Ⅰ，与所述主控制器相连接的位于排矿管道出口端的现场控制器Ⅱ，与补水泵Ⅰ相连接的补水泵变频器Ⅰ信号采集系统，与补水泵Ⅱ相连接的补水泵变频器Ⅱ信号采集系统，与补水池相连接的补水池液位检测系统，与搅拌池相连接的搅拌池液位检测系统，与给料泵相连接的给料泵变频器信号采集系统，

分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接的补水流量检测系统、补水压力检测系统、补水浓度检测系统和补水温度检测系统，分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接的入口端排矿流量检测系统、入口端排矿压力检测系统、入口端排矿浓度检测系统和入口端排矿温度检测系统，

分别与所述的现场控制器Ⅱ相连接的出口端排矿流量检测系统、出口端排矿压力检测系统、出口端排矿浓度检测系统和出口端排矿温度检测系统，

所述的补水泵变频器Ⅰ信号采集系统和补水泵变频器Ⅱ信号采集系统分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接，

所述的补水池液位检测系统和搅拌池液位检测系统分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接，

所述的给料泵变频器信号采集系统与所述的现场控制器Ⅰ相连接。

所述的主控制器上还连接有工控机和现场触摸屏。

本实用新型在矿浆输送系统正常工作时，通过各部位工艺参数检测（补水泵变频器信号，搅拌槽液位、补水池液位，给料泵变频器信号，矿浆管道首端和末端浓度、压力、流量、温度等检测系统），把所有信号送到现场控制器，现场控制器根据输送管道矿浆浓度计的检测值与设定的值（是一个区间值）比较，确定是否进行补加水到矿浆搅拌池。当浓度检测高出规定范围时，先启动补水泵Ⅰ，并逐渐加大频率，增加给水量，如果能够把管道矿浆浓度控制在规定范围内，则采用补水泵Ⅰ进行浓度控制，同时监控搅拌池液面高度，防止矿浆溢出；当补水泵Ⅰ的补水泵变频器Ⅰ频率调到最大时，浓度没有下降到规定范围内，延时一定时间，浓度还大于上限时，启动补水泵Ⅱ，并逐渐加大频率，增加给水量，如果浓度减少到上限值时，保持现有频率，同时监控搅拌池液位；如果浓度依然上升达到上限（或搅拌池液位高出极限值）时，加大排矿量，同时通过管道给矿压力值上限，限制给料泵变频器频率，避免管道受损；如果管道内矿浆浓度和压力都超上限，则打开搅拌池放矿门，把搅拌池内的高浓度矿浆返回到大井，再通过补加水稀释搅拌池内矿浆浓度，且适当减小给料泵变频器频率，从而确保管道矿浆输出浓度和压力不超限。把两级补水泵频率、输送管道矿浆浓度、给料泵变频器频率、管道矿浆压力、管道矿浆流量、管道矿浆温度信号作为多参数输入到控制系统中，形成多参数闭环调节及报警、补偿综合系统，并可对精矿输送管道系统进行综合故障诊断。

本实用新型的具体实施方式：

1.形成矿浆输送区域和矿浆管道尾端区域，并分别采集输送区域的搅拌池关联工艺参数、矿浆输出隔膜泵及变频输送相关工艺参数、管道首端矿浆相关工艺参数、管道尾端相关工艺参数，并把相关参数信号分别送到现场控制器Ⅰ和现场控制器Ⅱ中，然后再把现场控制器Ⅰ和现场控制器Ⅱ连接到主控制器上，形成“矿浆管道测控系统”；

2.制定矿浆管道控制策略和控制方式

（1）控制搅拌池内矿浆浓度——在闭环控制器中设定正常工况情况下的基准浓度值，通过补水泵Ⅰ和补水泵Ⅱ，使矿浆浓度控制在一定的范围之内，同时通过搅拌池液位检测信号，控制搅拌池矿浆液位高度；

（2）在矿浆管道压力的允许范围内，控制矿浆输送泵频率，保持一定压力下的稳定矿浆输出；确保管道输送矿浆的浓度值维持在一定范围内，前提是保证搅拌池内矿浆浓度和管道矿浆输出量，由于输送泵出力加大，会加大管道内压力和流量，同时降低搅拌池内矿浆浓度，也就是降低了管道矿浆浓度，所以采用多参数联动控制方式；

（3）根据矿浆管道首尾两端浓度检测系统检测数据判断管道是否渗水；

（4）根据矿浆管道首尾两端流量检测系统检测数据判断管道是否渗漏；

（5）根据矿浆管道浓度和流量检测系统的检测数据计算单位时间内干矿输出量，并依据矿浆温度检测系统检测数据对计算进行补偿；

（6）设计工艺流程控制画面和工艺参数实时数据趋势图、报警显示及历史记录等，并同时内在控制室工控机和现场触摸屏上显示和操作；

3.通过典型控制模型形成优化控制系统。

本实用新型的用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置，采用多参数输入，根据精矿管道浓度和压力实时反馈信号与控制器设置的允许范围值，形成串级多参数闭环控制；由于依据多参数输入，形成故障诊断及系统修正和补偿，使控制更有效，满足了现场工况要求，实现自动化、优化控制，减少岗位人员劳动强度，有效防止误操作。

Claims (2)

1.一种用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置，其特征在于包括主控制器，与此主控制器相连接的位于排矿管道入口端的现场控制器Ⅰ，与所述主控制器相连接的位于排矿管道出口端的现场控制器Ⅱ，与补水泵Ⅰ相连接的补水泵变频器Ⅰ信号采集系统，与补水泵Ⅱ相连接的补水泵变频器Ⅱ信号采集系统，与补水池相连接的补水池液位检测系统，与搅拌池相连接的搅拌池液位检测系统，与给料泵相连接的给料泵变频器信号采集系统，

分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接的补水流量检测系统、补水压力检测系统、补水浓度检测系统和补水温度检测系统，分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接的入口端排矿流量检测系统、入口端排矿压力检测系统、入口端排矿浓度检测系统和入口端排矿温度检测系统，

分别与所述的现场控制器Ⅱ相连接的出口端排矿流量检测系统、出口端排矿压力检测系统、出口端排矿浓度检测系统和出口端排矿温度检测系统，

所述的补水泵变频器Ⅰ信号采集系统和补水泵变频器Ⅱ信号采集系统分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接，

所述的补水池液位检测系统和搅拌池液位检测系统分别与所述的现场控制器Ⅰ相连接，

所述的给料泵变频器信号采集系统与所述的现场控制器Ⅰ相连接。

2.根据权利要求1所述的用于控制管道输送矿浆浓度的智能控制装置，其特征在于所述的主控制器上还连接有工控机和现场触摸屏。