金矿生产碎磨过程由破碎筛分和磨矿组成,是金矿生产过程中的重要生产工序。作为金矿生产中的矿石预处理阶段,其输出产品的质量将直接影响金矿的产品质量和产量。因此,研究碎磨过程的控制方法和控制软件,不仅对实现碎磨过程的安全可靠运行,提高金矿的产品质量和产量具有重要的实际意义,也对其他具有碎磨过程的金属选矿厂具有重要的指导意义。因此,本文针对金矿生产碎磨过程,在较全面的综述冶金过程控制方法和控制系统的研究成果的基础上深入分析碎磨过程机理,提出了具有回路控制、逻辑控制和过程监控的碎磨过程控制方法,结合PLC控制系统设计和研制了金矿生产碎磨过程控制软件,并在实际工业现场对控制软件进行验证调试工作及应用。长期运行结果表明了所提出的控制方法和所研发的控制软件的有效性。取得主要成果如下:1.通过碎磨过程的机理分析,给出了碎磨过程控制的问题描述,分析了研制过程控制软件待解决的问题;2.提出了由过程回路控制、逻辑控制和过程监控组成的碎磨过程控制方法。其中,过程回路控制算法包括自动切换的PID控制算法和补偿信号驱动的给矿过程PI控制算法,自动切换的PID控制算法由规则推理的切换机制和一步最优PID控制器组成;补偿信号驱动的给矿过程PI控制算法由前一时刻高阶非线性项补偿器与其变化率补偿器和一步最优PI控制器组成。逻辑控制算法由设备启停逻辑控制算法和设备之间的逻辑联锁控制算法组成。过程监控算法由回路控制性能监控和报警算法组成;3.结合碎磨过程和由工程师站、操作员站、PLC控制系统组成的硬软件平台,采用所提出的过程控制算法设计和研制了碎磨过程控制软件,该软件由回路控制软件、逻辑控制软件和过程监控软件组成。回路控制软件包括数据处理、磨矿给水自动切换PID控制算法、泵池液位自动切换PID控制算法和补偿信号驱动的给矿过程PI控制算法;逻辑控制软件包括设备启停逻辑控制模块和设备之间的逻辑联锁控制模块;过程监控软件包括监控界面、回路设定、操作记录、数据归档及历史趋势显示、故障诊断及报警显示、安全管理、用户管理及通讯管理等模块。回路控制软件和逻辑控制软件运行在PLC控制系统上,实现了所提出的回路控制算法和逻辑控制算法;过程监控软件运行在操作员站上,实现了金矿生产碎磨控制过程的监控与控制回路设定功能。4.通过在中国某金矿生产碎磨过程现场调试运行。利用现场实际设备运行信号和状态信号,对逻辑控制软件功能和监控软件功能进行验证;在磨矿过程带水运行的条件下,对回路控制软件功能和监控软件的功能进行验证。在此基础上进行软件调试,调试成功后将该控制软件进行了工业应用,运行近一年的运行结果表明,所研发的控制软件保证了碎磨过程的安全可靠运行,将磨矿过程给水流量、磨矿泵池液位和球磨机给矿流量控制在工艺所规定的目标值范围内,表明所研发控制软件的有效性。