磨矿工业是我国基础工业,在国民经济中占有及其重要的地位,传统的选矿作业,主要以人工操作为主,由此引发的问题就是能耗高、效率低、劳动强度大、技术经济指标低且不稳定,因此先进过程控制的引入对于选矿行业意义重大。选矿过程控制就是针对选前的矿石准备作业、选别作业、选后的脱水作业所组成的连续生产过程的全集成控制。司家营选厂为铁选厂,生产过程包括破碎筛分、磨矿分级、浮选、浓缩过滤四个工艺流程。磨矿工艺为三段磨矿分级闭路工艺流程,一段为球磨机-分级机,二、三段为球磨机-旋流器。本文以唐钢滦县司家营铁矿选矿过程控制为背景,研究了基于PCS7过程控制系统的选矿自动化的设计方案,提出了选矿厂选矿过程控制系统解决方案。论文首先介绍了过程控制的意义及PCS7系统的特点,然后在充分研究了现场工艺特点与相关控制策略的基础上介绍了过程控制系统的软硬件设计,本文提出了基于PCS7系统的选矿过程控制系统,整个系统以工业以太网与Profibus-DP现场总线的信息层、控制层、设备层三层网络结构为解决方案。其中信息层包括了OS冗余服务器、OS操作员站、工程师站和数据发布服务器；控制层以西门子PCS7系统为基础,通过S7-400冗余CPU及ET-200分布式I/O组成稳定高效的控制系统；设备层选用了适合现场工艺条件和控制系统要求的自动化仪器仪表。同时,本文针对磨矿分级流程这一选矿厂最重要的生产过程,详细分析了一段闭路磨矿工艺中各个参数对于系统稳定性的影响,提出了球磨机负荷判断、矿石性质判断,球磨机给矿控制、球磨机给水控制以及分级过程控制的方法。并着重描述了智能算法在一段闭路磨矿过程控制系统中的应用。磨矿闭路环节是多变量、时变、非线性系统,采用传统PID控制在矿石性质复杂时往往会使磨机“涨肚”。为了解决这个问题,本文采用模糊控制与常规PID控制相结合的新型算法即模糊PID控制算法来实现一段球磨控制,使用磨音、功率、分级电流等因素作为模糊控制器的输入输出变量,它具有系统响应快、超调量小及鲁棒性好等特点,同时不依赖于被控对象的数学模型,对于负载时变系统具有较好的控制作用。最后,本文还介绍了利用各种库函数进行组态界面的设计,及模糊控制器具体的编程方法。该系统于2007年9月投入实际使用,取得了良好的应用效果,得到了用户的高度好评,已顺利通过项目验收。选矿全流程控制系统实用性强,具有很高的推广价值。