浮选液位自动控制研究与应用

浮选液位自动控制研究与应用

吴忠朋

身份证号：211481****10220000   辽宁省朝阳市   122100

摘要：针对生产波动，完善浮选液位控制系统，保证浮选过程连续稳定。传统液位自动控制为单段作业控制，液位控制单元仅对控制器所在作业进行控制，在开停车、磨矿作业波动时，液位控制器各自为战致使矿浆控制气缸频发动作，浮选流程不易稳定。通过控制器模糊联动控制，使浮选液位不再出现大幅波动，冒槽现象。

关键词：浮选液位；自动控制

一、存在问题

1.原有的浮选系统整体结构固化，需要操作人员凭借经验去判断手动调节阀门对浮选液面进行控制，操作使用非常的不方便，而且存在滞后性、调节的不精确性、存在很大的人为影响因素；

2.传统液位测量系统在使用过程中，容易受到矿浆泡沫的干涉影响，进而使测量执行机构无法准确测出液位，影响浮选机设备的高效、精确生产；

3.传统液位测量系统中的组成机构存在设计缺陷，一旦遇到生产故障，需要花费较长维修时间，影响浮选机设备的整机运行生产，尤其是控制阀发生故障时，需要整机停机，给人们的正常使用带来极大的不便。

基于以上问题及针对生产过程中产生的液面波动（尤其在设备开、停车过程中由于磨矿作业产生的波动不可避免），为保证浮选过程的连续稳定，避免人为因素对生产的影响，决定对浮选系统进行升级改造。

二、浮选液位自动控制系统的组成与现状

1.浮选液位自动控制系统的组成

本自动控制系统主要通过矿浆液位测量装置、液位控制仪表箱和气动调节阀三部分构成，用于自动控制各浮选作业的矿浆液位。这样可以确保各作业的稳定性，有效提升精矿的品质和回收率，同时满足工艺指标的需求。

2.浮选液位自动控制系统现状

通过对浮选作业泡沫高精度的检测及智能化的控制，可以有效的提高浮选作业的选矿效率，在浮选工艺中起到非常重要的作用。液位检测装置采用浮子-超声波测距传感器组成,浮子随液面浮动，从而带动导杆上的反射板移动，利用超声波测距传感器高精度测距技术将液面高低转换为4 ~ 20mA标准信号送PLC控制器，此过程涉及对排矿阀门的精准控制，以确保矿浆液面始终处于预设的水平。通过不断监测液位，并与既定的目标值相比较，系统将产生相应的控制信号。这些信号将被传递至执行机构，其作用是调整排矿阀门的开度。这样，矿浆的液面就能得到实时调节，以满足设定的液位要求，从而保持稳定。

在浮选车间的生产过程中，浮选液位的控制已从传统依赖经验和个人观察的方式，转变为现在利用数据来驱动操作。这种升级后的系统能够及时响应实际液位与预定液位之间的差异，迅速进行调整，确保生产效率。更为关键的是，该系统将调整的充气量和液位数据化，不仅实时展现这些数值，还把数据记录下来，为后续的生产活动提供了坚实的数据基础。液位测量装置不仅精确可靠地测量矿浆液位，还巧妙地隔绝了矿浆泡沫对测量结果的干扰。此外，该测量装置配备有水清洗喷头，能够定期清洗浮杆，确保其长时间稳定运行。

矿浆液位测量和变送采用一体化超声波液位计，液位计全部采用全封装，防水、抗粉尘、耐腐蚀、寿命长。集中控制系统采用 RS485通讯，组态软件采用国内外知名品牌，组态界面要求简洁大方，具备完善的报表和历史数据记录功能，记录时间不小于 3 个月。

将浮选液位控制、风量调节及监控系统三者融合，形成以液位控制系统为核心，风量控制及监控系统辅助的运作模式。风量控制系统为液位控制系统提供精确的数据支持，从而实现对浮选液位的精准控制；同时，液位监控系统为值班员工提供了实时的画面依据，使他们能够及时发现浮选刮量的变化，并根据画面信息迅速做出调整，确保浮选指标的稳定。

浮选液位控制系统具备软手动、自动及硬手动三种工作模式，有效避免了因系统或部件故障导致的设备停机等事故，为生产过程的连续性提供了坚实的安全保障。

液位控制箱采用AI系列智能仪表，要求具备标准PID、AI人工智能调节APID的多种控制功能，还具备自整定自学习功能，还具备程序控制功能，采用具备曲线拟合功能的AI人工智能调节算法，能获得光滑平顺的曲线控制效果，还具备一键手动自动切换功能，支持RS485通讯。

排尾执行机构要求采用气动控制，活塞杆应配备防尘保护套，并且应配备完善的纯手动机构，在完全停气停电的情况下也可开关排尾闸板，手动机构采用蜗轮蜗杆组合，旋转阻力小，适合男女员工操作。

三、浮选机液位自动控制系统的技术特点

浮选机液位自动控制系统的技术特点如下：

1.矿浆液位测量装置，不仅具备高精度和稳定性的液位监测功能，而且有效地隔绝了矿浆泡沫对测量结果的干扰。矿浆液位测量装置装有水清洗喷头，可对浮杆进行自动清洗，保证其长期可靠的工作。

2. 采用一体化设计的超声波液位计被用于矿浆液位的监测与传输。这种液位计的外壳完全由不锈钢材质制成，因此具备了出色的耐腐蚀性能和较长的使用寿命。

3.根据每个浮选机液位自动控制系统的工作情况，专门设计开发了气动调节阀，调节阀对每个浮选作业的矿浆液位都有优良的调节性能，气动执行机构与锥阀连接可采用法兰、丝扣或者Y/I连接器等多种连接方式，均可实现快速更换，结构简单，方便快捷，技术性能优于国外同类产品。

四、浮选机液位自动控制系统的控制方法

1.开机前准备工作

1.1首先，检查矿浆液位测量装置上的接线插头连接是否牢固，浮球是否干净，冲水管是否工作正常；

1.2检查供气手阀、供气管各部件是否正常，涡轮蜗杆中的升降蜗杆下侧与气缸活塞杆应处于脱开位置，并完全提升到最高位置；

1.3检查仪表（液位控制器）供电是否正常及仪表箱接线是否正确；

2开机步骤

2.1打开供气手阀，观察气压表应指示为0.4MPa，如有偏差，可将过滤减压阀上部的旋钮提起转动，调整气压值为0.4MPa；

2.2打开仪表箱门，将220VAC供电空气开关合上，观察仪表（液位控制器）是否点亮；

2.3观察液位控制器的手自动状态，根据需要进行调整；

3.调节液位自动控制器参数

3.1矿浆液位测量值

表示浮选机矿浆液位高低的数值，测量范围：0-500mm；在液位控制器中用英文字母PV

表示，由超声波液位计输入，此值不可调整；

3.2矿浆液位设定值

表示浮选机矿浆液位控制的目标值，设定范围：0-500mm；在液位控制器中用英文字母SP表示，由操作人员在控制器上设定；

3.3矿浆液位控制输出

表示气动调节阀开度，输出范围：0-100（0时阀门完全关闭，100时阀门完全打开）；由液位控制器输出4－20mA电流信号至气动调节阀（气动阀合件），调节排矿量；

4.工作控制

液位控制器根据从液位测量装置接收到的液位测量数据以及操作人员设定的液位目标值，对液位气动调节阀进行精准控制。这一过程确保了浮选槽内液位能够自动保持在一个设定的范围内。

五、应用效果

采用浮选液位自动控制系统，可实现液位的自动控制调整,通过对连杆、浮球的清洗，有效的避免了因为泡沫层厚度过厚导致的液面识别不准确的现象，通过精确调控液位在正负五毫米的范围内，我们成功消除了浮选机溢出或沉降的问题，并且减少了人工操作对结果的干扰。这一改进使得金回收率提高了大约1.5个百分点。采用浮选液位自动控制系统，改善了工人的工作环境，降低劳动强度，实现了“人机隔离”，保证了本质安全。

六、结论

浮选机液位自动控制系统，其整体结构设计的非常科学，在生产使用过程中能够实现对浮选机设备中浮选液位的自动化控制调整，同时，能够防止矿浆泡沫对液位测量执行机构的干涉影响，实现了液位的精准控制，波动范围被限制在正负5毫米之内，有效遏制了浮选机发生漫槽和掉槽的问题，同时消除了人为操作对指标的潜在影响。实现浮选机设备的高效、精确生产，浮选金回收率较之前提升约1.5个百分点。

参考文献：

[1]刘波,吴刚.选煤厂浮选机改造下的自动控制应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2017,(18):12+21.

[2]甘宁.XCF-40浮选机液位自动控制应用[J].新疆有色金属,2017,40(02):99+101.

[3]周鹏鹏.自动控制在选煤厂浮选机改造中的应用[J].技术与市场,2014,21(08):95-96.