一种高效浓密机智能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种浓密机控制系统，尤其涉及一种高效浓密机智能控制系统。
【背景技术】
[0002]浓密机作为矿浆浓缩生产过程的核心设备，主要起到固液分离的作用，被广泛应用在精矿脱水、尾矿浓缩、回水处理等多个场合，其重要生产指标就是浓密机底流矿浆浓度和溢流水浊度。
[0003]目前，浓密机生产过程主要以现场手动操作为主，自动化水平较低。对于已实现自动控制的浓密机，由于其工艺机理复杂，操作环境恶劣，具有大惯性、非线性以及来料性质波动频繁等缺点，控制效果不佳，严重制约着我国浓密机生产过程自动化水平的提高。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种利用智能控制算法搭建的适用于矿山行业的高效浓密机智能控制系统。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]本实用新型的高效浓密机智能控制系统，包括可编程逻辑控制器和人机交互界面，所述的可编程逻辑控制器包括CPU模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和通讯模块，还包括分别无线或通过信号线与所述可编程逻辑控制器连接的超声波浓度计、压力变送器、浊度传感器、电磁流量计、底流栗、絮凝剂计量栗。
[0007]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的高效浓密机智能控制系统，由于包括可编程逻辑控制器和人机交互界面，超声波浓度计、压力变送器、浊度传感器、电磁流量计、底流栗、絮凝剂计量栗分别与可编程逻辑控制器连接，能有效解决现有浓密机生产过程中自动化程度低、传统PID控制效果不佳、底流排矿浓度和溢流水浊度等生产指标波动大、稳定性差、泥水界面仪价格昂贵的问题。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型实施例提供的高效浓密机智能控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
[0010]本实用新型的高效浓密机智能控制系统，其较佳的【具体实施方式】是:
[0011]包括可编程逻辑控制器和人机交互界面，所述的可编程逻辑控制器包括CPU模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和通讯模块，还包括分别无线或通过信号线与所述可编程逻辑控制器连接的超声波浓度计、压力变送器、浊度传感器、电磁流量计、底流栗、絮凝剂计量栗。
[0012]所述超声波浓度计安装在底部排矿管道上。
[0013]所述压力变送器安装在浓密机底部。
[0014]所述浊度传感器安装在浓密机顶部。
[0015]所述电磁流量计安装在浓密机给矿管道上。
[0016]本实用新型的高效浓密机智能控制系统，能实时监测浓密机底流排矿浓度、溢流水浊度、给矿流量、池底部压力，并通过池底部压力，推算出泥层厚度，利用智能控制算法自动调节底流栗的转速和絮凝剂计量栗的转速，实现高效浓密机底流排矿浓度和絮凝剂加药量的自动控制，满足了现场对底流排矿浓度和溢流水浊度等生产指标的要求，大大降低了人工调节的劳动强度，保证了设备安全稳定的运行状态，还可以查询并拷贝历史数据，为生产工艺的改进提供了数据支持。
[0017]底流浓度检测采用超声波浓度计作为检测元件，将实时检测的底流浓度值送入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器利用模糊PID控制算法计算出底流栗转速值并输出。
[0018]浓密机底部安装压力传感器，将压力检测结果送入可编程逻辑控制器，通过泥层厚度推到公式计算出泥层厚度，利用这种“软测量”的方式取代价格昂贵的泥水界面仪。
[0019]为防止泥层过高，溢流“跑浑”，泥层厚度需保持在安全值以下，可编程逻辑控制器根据泥层厚度检测值与安全值之间的变化趋势计算出底流栗的转速输出值，与底流浓度控制的输出值共同控制底流栗的转速。
[0020]电磁流量计安装在给矿管道上，实时检测给矿流量，可编程逻辑控制器根据给矿量与絮凝剂之间的配比关系，采用前馈控制算法计算出计量栗的转速输出值，达到控制絮凝剂添加量的目的。
[0021]浊度传感器安装在浓密机顶部，实时检测溢流水浊度，可编程逻辑控制器根据溢流水浊度的变化趋势，以系数的形式作用在计量栗的转速输出值上。
[0022]底流栗和絮凝剂计量栗均采用变频电机，由变频器对其转速进行调节，可编程控制器通过4_20mA标准控制信号控制变频器频率的输出，从而达到控制流量的最终目的。
[0023]可编程逻辑控制器为控制的核心部件，包括CPU模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和通讯模块。模拟量输入模块接收各传感器的信号。模拟量输出模块实时对栗的转速进行控制。通讯模块将控制系统与上位机或全厂控制系统相连。
[0024]采用人机交互界面与可编程逻辑控制器相连，直观地实时显示各个参数，并能方便地对设定值、控制参数进行设定和修改。
[0025]人机交互界面可以实时对控制系统中各输入变量和输出变量进行记录和存储，使用者可以通过人机交互界面查询过往的历史数据，也可以用U盘将所有历史数据拷贝出来通过电脑查看，避免人工记录数据所产生的误差。
[0026]本实用新型具有如下优越性:
[0027]该高效浓密机智能控制系统能实时监测浓密机底流排矿浓度、溢流水浊度、给矿流量、池底部压力，并通过池底部压力，推算出泥层厚度，利用智能控制算法自动调节底流栗的转速和絮凝剂计量栗的转速，实现高效浓密机底流排矿浓度和絮凝剂加药量的自动控制，满足了现场对底流排矿浓度和溢流水浊度等生产指标的要求，大大降低了人工调节的劳动强度，保证了设备安全稳定的运行状态，还可以查询并拷贝历史数据，为生产工艺的改进提供了数据支持。目前，该实用新型已成功应用于国内某金矿。为该实用新型的推广应用打下了良好的基础。
[0028]具体实施例:
[0029]参见附图1，包括安装在浓密机排矿管道上的超声波浓度计，安装在浓密机底部的压力变送器，安装在浓密机给看管道上的电磁流量计，安装在浓密机顶部的浊度传感器；底流栗安装在排矿管道上，计量栗安装在絮凝剂添加管道上。上述所有装置信号的检测与控制都由可编程逻辑控制器完成，再连接到人机交互界面。
[0030]本实用新型智能控制分为两部分，底流排矿浓度控制和絮凝剂加药量控制。底流排矿浓度控制的执行器为底流栗，检测元件为超声波浓度计和压力变送器，可编程逻辑控制器通过比较底流浓度检测值和设定值，采用模糊控制算法对底流栗的转速进行调节，达到调节底流排矿量的目的；同时，压力变送器检测浓密机底部压力，利用泥层厚度计算公式，推算出泥层厚度，与泥层厚度安全设定值进行比较，比较结果作为底流栗转速调节的附加条件。絮凝剂加药量控制的执行器为计量栗，检测元件为电磁流量计和浊度传感器，可编程逻辑控制器根据给矿量的大小及其与絮凝剂之间的配比关系，采用前馈控制算法对计量栗的转速进行调节，达到调节絮凝剂加药量的目的；同时，浊度传感器实时检测溢流水浊度，可编程逻辑控制器根据溢流水浊度的变化趋势，以系数的形式作用在计量栗的转速输出值上。
[0031 ] 本实用新型具有优化和稳定浓密机底流排矿浓度和溢流水浊度的生产指标，提高了浓密机生产过程的自动化程度，降低了人工劳动强度，大大提高了浓密机运行的稳定性和用户的经济效益。
[0032]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种高效浓密机智能控制系统，包括可编程逻辑控制器和人机交互界面，所述的可编程逻辑控制器包括CPU模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和通讯模块，其特征在于，还包括分别无线或通过信号线与所述可编程逻辑控制器连接的超声波浓度计、压力变送器、浊度传感器、电磁流量计、底流栗、絮凝剂计量栗。2.根据权利要求1所述的高效浓密机智能控制系统，其特征在于，所述超声波浓度计安装在底部排矿管道上。3.根据权利要求1所述的高效浓密机智能控制系统，其特征在于，所述压力变送器安装在浓密机底部。4.根据权利要求1所述的高效浓密机智能控制系统，其特征在于，所述浊度传感器安装在浓密机顶部。5.根据权利要求1所述的高效浓密机智能控制系统，其特征在于，所述电磁流量计安装在浓密机给矿管道上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效浓密机智能控制系统，包括可编程逻辑控制器和人机交互界面，可编程逻辑控制器包括CPU模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和通讯模块，还包括分别无线或通过信号线与可编程逻辑控制器连接的超声波浓度计、压力变送器、浊度传感器、电磁流量计、底流泵、絮凝剂计量泵。超声波浓度计安装在底部排矿管道上。压力变送器安装在浓密机底部。浊度传感器安装在浓密机顶部。电磁流量计安装在浓密机给矿管道上。能有效解决现有浓密机生产过程中自动化程度低、传统PID控制效果不佳、底流排矿浓度和溢流水浊度等生产指标波动大、稳定性差、泥水界面仪价格昂贵的问题。
【IPC分类】B01D21/30, G05B19/042
【公开号】CN205139622
【申请号】CN201520858335
【发明人】李强, 王青芬, 杨文旺, 陈东, 韩登峰, 武涛, 刘利敏, 连晓圆, 范凌霄, 李阳
【申请人】北矿机电科技有限责任公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年10月30日