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【摘 要】目前采矿业向全流程自动化方向的步伐越来越快，选矿设备越来越智能化、大型化，选矿的工艺也随之不断提高，但国内的矿物资源也变得越来越少，我国的选矿流程遵循着“方案合理、技术先进、操作方便、运行可靠”的原则发展自动化控制选矿，使用集散控制系统实现自动化控制设备运行，主要是通过视频监控系统、在线品位分析仪监测系统、在线线粒度监测系统以及无线有线通讯系统等监测和控制设备。
【关键词】选矿全流程；自动化；实践与探索
对选矿工作造成影响的因素复杂多变，建立准确的数学模型和比较精确的控制关系是很困难的，同时选矿工作有较长的滞后时间，对使用反馈信息控制造成影响，效率低下，甚至可能出现无法控制的情况，所以实行单元作业流程控制，通常把一个完整的生产过程划分成若干个作业控制单元，然后通过对各个单元过程特点的分析采用适当的控制方法，控制单位作业流程进行工作。
一、基于集散控制系统的过程控制系统
过程控制系统被划分为2个等级。1.操作管理级（包含了工程师站ES、操作站OS和网关GS），操作管理级同时实现了传统的控制系统监控操作（趋势显示、预定义及自由格式动态画面显示、报表打印和硬件诊断和弹出式报警及操作指导信息等）和配方管理及数据交换等管理功能。2.过程控制级（主要是现场控制器AC800F和过程站PS），过程控制级实现了回路调节、顺序控制、高速逻辑控制和批量间歇控制等等复杂控制。同时整个过程控制系统又被分为3层：设备层、控制层以及操作管理层。设备层和控制层通过Profibus-DP现场总线网络实现了各个分站和主控PLC（可编程逻辑控制电路）之间的数据交换。[1]
二、基于在线粒度分析仪和在线品味分析仪的监测系统
1.在线粒度分析仪
赛默飞世尔生产出型号为MultipointTM PSM-400的矿浆粒度在线分析仪，该分析仪能够对多种粒度磨矿进行输出，进而对磨矿粒度分布进行分析。它的优点是：使用期限长、样品抽取速率高、对固体的粒度和百分比读数速率高（达到20%每秒），另外由于超声波的传输会受到空气的影响不能准确工作，它还能够脱去被抽取样品中的空气。工厂电脑通过串行接口接收样品数据，然后对样品数据进行分析和处理。[2]工厂通过对每台磨机磨矿粒度和溢流粒度的在线检测，然后反馈粒度信号给集散控制系统，对磨机的加料量进行控制，使磨机的效率得到提高、产能增加，将粒度控制在标准范围内，提高了工艺水平。
2.在线品位分析仪
在进行选矿工作时，选矿药剂的用量随着矿石处理量和矿浆品位的变化而变化。以前都是在实验室里对矿石进行分析，这种方法所需时间长，滞后于生产而不能用这种方法指导生产，之前选矿药剂都是依靠选矿厂的浮选操作人员的自身经验，对浮选泡沫和矿浆品味进行目测，然后根据以往的情况添加一定量的药剂，这种方法对操作人员的工作态度和技术水平有很高的要求，若是操作人员疏忽就会对工艺指标造成很大的影响，使尾矿回收率和产品的合格率不尽人意。赛默飞世尔生产的多流道分析仪（MSA）在线分析设备，该设备可以被当做一个持续快速工作的实验室，能够在线对矿浆中的非金属元素和多种金属品位进行检测。使用该设备能够提高生产过程中的金属回收率和生产效率。
3.尾矿库在线监测系统
尾矿库在线监测系统是一种自动化的安全监测系统，该系统可以分为监测管理中心和监测站。监测站的任务是在线获取检测点数据，设置在尾矿库监测区域内；监测管理中心负责数据的监控、展示、发布以及对数据进行管理等，设置在选矿厂。市、县政府安全监督部门和集团监控中心可以通过监测系统实时分析和查看尾矿库的运行状况。此外系统采用C＼S模式，在服务端就能对所有数据进行处理和显示，除了必要的安全检测外，系统还具有实时数据显示、历史数据查看、趋势走势查看、视频查看、智能联动报警、报警数据查看以及预案管理系统设置等功能。[3]
三、选矿全流程控制方案
3.1制定全流程控制策略
所謂的全流程控制，就是相互协作控制全厂的关键变量，以达成一般以经济指标为主的单一系统指标，使得工厂各道工序变量独立控制所获得的效益比总体效益要低。全厂的关键变量为矿石的处理量，各个流程单元所处理的矿石量要达到平衡。通常选用知识库控制系统作为协同控制系统。本系统以规则修改调整点为依靠。并以模型规则、直观推断规则、神经网络规则来达到控制的目的。
在出现某些紧急状况的控制以及以协同为主优化为辅的控制之中，我们以经验规则来进行直观推断。神经网络规则囊括了无法做出精确模型预测的下级模式的识别方法。而对于像磁选、磨矿、浮选以及浓缩过滤流程这些化学及物理性质都被我们精通的的子系统。及时当下厂区都装配了有一定水平的稳定控制系统的选矿工作，甚至在一些重要步骤之中，我们还加入了监督控制系统的协调，但是这些小的部分更偏向于茫茫沙漠之中的绿洲，相互之间有间隔甚至是全部隔断。所谓的全厂控制，即用一定的方法将这些绿洲连成一片。我们需要进行以下步骤：一、明确利益目标：装配一件计算机网络和现场测量仪器并熟悉设备的操作以及不同部件之间的互相影响；全厂进行有效的协调。下文列举出协调策略的一个例子：（1）以磨选车间为主的选择工厂的各个步骤的设备的利用效率。包括了浮选槽和磁选机的运行数据、球磨机的数量、旋流器的台数，过滤机和浓密机的运转系列数；（2）对目前加入的矿石的可磨性、可碎性以及可浮性进行评估；（3）预估各个环节可以承载的极限处理量。[4]；（4）得出极限处理量，总结步骤（3）之中最小的结果，并算出目前选厂给料的速度；（5）以在线单元流程模型为基础，计算出一个调整值能够让单元流程达到最佳功效。
通过上述的例子，能够让我们更加了解选矿流程协调策略的经过，加深读者的理解。
3.2控制子系统
选矿厂物料准备之中最重要的一道工序，就是磨矿子系统的过程控制。在机器中被破碎、分级的矿石，其单体解离或近似于解离状态，金属富集和回收由选别过程达到。所以说限制了选矿产品的质量以及金属回收率的主要原因就是磨矿的过程，选矿厂的生产的影响因素之一就是它，并且由于磨矿作业占选矿厂所需的总能耗的百分比超过百分之四十。所以自动化控制的磨矿过程有它存在的意义。
磨矿分级期望使磨矿粒度达到标准的前提之下还能将磨机的处理量尽量提升。以控制回路的方面来看，粒度指标受到浓度、磨机的给矿量、旋流器溶液的浓度、分级机溢流的浓度等等许多的方面影响。
四、结 语
随着时间的推移，人们愈发意识到选矿厂全流程控制给选矿厂所带来的便利性以及经济效益的增加。由于全厂控制的各种设备已经可以保证安全有效成熟地运行，并且所需要的金额也在能够接受的范围之内，那么我们眼下唯一存在的阻碍，就成了没有出台相应的协调政策。本文所提出的这一系列方法，不但使得选矿厂的生产过程安全可靠，而且把磨机的负荷、磨矿的粒度、浓缩脱水过程这几个因素之间协调控制提升到了全新的高度，令精矿品质和金属回收率得到了提升、消耗的资源得到了降低、对环境的污染也尽量做到了最小。
参考文献
[1]黄卫权，张唯，张航.基于Modbus现场总线的水厂集散控制系统[J].电气时代，2011年07期
[2]钱建锋，马钢.2130酸轧机组过程计算机控制系统介绍[J].硅谷，2011年14期
[3]冯曙光，赵延平.DCS控制系统在破乳剂生产线中的运用[J].中国信息界，2011年07期
【关键词】选矿全流程；自动化；实践与探索
对选矿工作造成影响的因素复杂多变，建立准确的数学模型和比较精确的控制关系是很困难的，同时选矿工作有较长的滞后时间，对使用反馈信息控制造成影响，效率低下，甚至可能出现无法控制的情况，所以实行单元作业流程控制，通常把一个完整的生产过程划分成若干个作业控制单元，然后通过对各个单元过程特点的分析采用适当的控制方法，控制单位作业流程进行工作。
一、基于集散控制系统的过程控制系统
过程控制系统被划分为2个等级。1.操作管理级（包含了工程师站ES、操作站OS和网关GS），操作管理级同时实现了传统的控制系统监控操作（趋势显示、预定义及自由格式动态画面显示、报表打印和硬件诊断和弹出式报警及操作指导信息等）和配方管理及数据交换等管理功能。2.过程控制级（主要是现场控制器AC800F和过程站PS），过程控制级实现了回路调节、顺序控制、高速逻辑控制和批量间歇控制等等复杂控制。同时整个过程控制系统又被分为3层：设备层、控制层以及操作管理层。设备层和控制层通过Profibus-DP现场总线网络实现了各个分站和主控PLC（可编程逻辑控制电路）之间的数据交换。[1]
二、基于在线粒度分析仪和在线品味分析仪的监测系统
1.在线粒度分析仪
赛默飞世尔生产出型号为MultipointTM PSM-400的矿浆粒度在线分析仪，该分析仪能够对多种粒度磨矿进行输出，进而对磨矿粒度分布进行分析。它的优点是：使用期限长、样品抽取速率高、对固体的粒度和百分比读数速率高（达到20%每秒），另外由于超声波的传输会受到空气的影响不能准确工作，它还能够脱去被抽取样品中的空气。工厂电脑通过串行接口接收样品数据，然后对样品数据进行分析和处理。[2]工厂通过对每台磨机磨矿粒度和溢流粒度的在线检测，然后反馈粒度信号给集散控制系统，对磨机的加料量进行控制，使磨机的效率得到提高、产能增加，将粒度控制在标准范围内，提高了工艺水平。
2.在线品位分析仪
在进行选矿工作时，选矿药剂的用量随着矿石处理量和矿浆品位的变化而变化。以前都是在实验室里对矿石进行分析，这种方法所需时间长，滞后于生产而不能用这种方法指导生产，之前选矿药剂都是依靠选矿厂的浮选操作人员的自身经验，对浮选泡沫和矿浆品味进行目测，然后根据以往的情况添加一定量的药剂，这种方法对操作人员的工作态度和技术水平有很高的要求，若是操作人员疏忽就会对工艺指标造成很大的影响，使尾矿回收率和产品的合格率不尽人意。赛默飞世尔生产的多流道分析仪（MSA）在线分析设备，该设备可以被当做一个持续快速工作的实验室，能够在线对矿浆中的非金属元素和多种金属品位进行检测。使用该设备能够提高生产过程中的金属回收率和生产效率。
3.尾矿库在线监测系统
尾矿库在线监测系统是一种自动化的安全监测系统，该系统可以分为监测管理中心和监测站。监测站的任务是在线获取检测点数据，设置在尾矿库监测区域内；监测管理中心负责数据的监控、展示、发布以及对数据进行管理等，设置在选矿厂。市、县政府安全监督部门和集团监控中心可以通过监测系统实时分析和查看尾矿库的运行状况。此外系统采用C＼S模式，在服务端就能对所有数据进行处理和显示，除了必要的安全检测外，系统还具有实时数据显示、历史数据查看、趋势走势查看、视频查看、智能联动报警、报警数据查看以及预案管理系统设置等功能。[3]
三、选矿全流程控制方案
3.1制定全流程控制策略
所謂的全流程控制，就是相互协作控制全厂的关键变量，以达成一般以经济指标为主的单一系统指标，使得工厂各道工序变量独立控制所获得的效益比总体效益要低。全厂的关键变量为矿石的处理量，各个流程单元所处理的矿石量要达到平衡。通常选用知识库控制系统作为协同控制系统。本系统以规则修改调整点为依靠。并以模型规则、直观推断规则、神经网络规则来达到控制的目的。
在出现某些紧急状况的控制以及以协同为主优化为辅的控制之中，我们以经验规则来进行直观推断。神经网络规则囊括了无法做出精确模型预测的下级模式的识别方法。而对于像磁选、磨矿、浮选以及浓缩过滤流程这些化学及物理性质都被我们精通的的子系统。及时当下厂区都装配了有一定水平的稳定控制系统的选矿工作，甚至在一些重要步骤之中，我们还加入了监督控制系统的协调，但是这些小的部分更偏向于茫茫沙漠之中的绿洲，相互之间有间隔甚至是全部隔断。所谓的全厂控制，即用一定的方法将这些绿洲连成一片。我们需要进行以下步骤：一、明确利益目标：装配一件计算机网络和现场测量仪器并熟悉设备的操作以及不同部件之间的互相影响；全厂进行有效的协调。下文列举出协调策略的一个例子：（1）以磨选车间为主的选择工厂的各个步骤的设备的利用效率。包括了浮选槽和磁选机的运行数据、球磨机的数量、旋流器的台数，过滤机和浓密机的运转系列数；（2）对目前加入的矿石的可磨性、可碎性以及可浮性进行评估；（3）预估各个环节可以承载的极限处理量。[4]；（4）得出极限处理量，总结步骤（3）之中最小的结果，并算出目前选厂给料的速度；（5）以在线单元流程模型为基础，计算出一个调整值能够让单元流程达到最佳功效。
通过上述的例子，能够让我们更加了解选矿流程协调策略的经过，加深读者的理解。
3.2控制子系统
选矿厂物料准备之中最重要的一道工序，就是磨矿子系统的过程控制。在机器中被破碎、分级的矿石，其单体解离或近似于解离状态，金属富集和回收由选别过程达到。所以说限制了选矿产品的质量以及金属回收率的主要原因就是磨矿的过程，选矿厂的生产的影响因素之一就是它，并且由于磨矿作业占选矿厂所需的总能耗的百分比超过百分之四十。所以自动化控制的磨矿过程有它存在的意义。
磨矿分级期望使磨矿粒度达到标准的前提之下还能将磨机的处理量尽量提升。以控制回路的方面来看，粒度指标受到浓度、磨机的给矿量、旋流器溶液的浓度、分级机溢流的浓度等等许多的方面影响。
四、结 语
随着时间的推移，人们愈发意识到选矿厂全流程控制给选矿厂所带来的便利性以及经济效益的增加。由于全厂控制的各种设备已经可以保证安全有效成熟地运行，并且所需要的金额也在能够接受的范围之内，那么我们眼下唯一存在的阻碍，就成了没有出台相应的协调政策。本文所提出的这一系列方法，不但使得选矿厂的生产过程安全可靠，而且把磨机的负荷、磨矿的粒度、浓缩脱水过程这几个因素之间协调控制提升到了全新的高度，令精矿品质和金属回收率得到了提升、消耗的资源得到了降低、对环境的污染也尽量做到了最小。
参考文献
[1]黄卫权，张唯，张航.基于Modbus现场总线的水厂集散控制系统[J].电气时代，2011年07期
[2]钱建锋，马钢.2130酸轧机组过程计算机控制系统介绍[J].硅谷，2011年14期
[3]冯曙光，赵延平.DCS控制系统在破乳剂生产线中的运用[J].中国信息界，2011年07期