一种尾矿车间传统浓密机自动控制系统及方法与流程

1.本发明涉及浓密机自动控制技术领域，尤其是涉及一种尾矿车间传统浓密机自动控制系统及方法。


背景技术：

2.浓密机是浓缩矿浆的主要设备，广泛应用于选矿、冶金、污水处理等行业，相比其它浓缩设备，具有占地面积小、能耗低、效率高的优点，尤其在我国选矿厂得到普遍应用。随着计算机和自动化技术的发展，迫切需要将计算机控制系统引入全流程，形成全流程自动化控制与资源共享，从而提高生产率，提升企业竞争力。
3.目前，我国的浓密机以传统浓密机为基础、高效浓密机为方向，性能、结构不断优化，向着高性能、高可靠性、高处理量、高自动化程度方向发展。浓密机按照单位处理能力可分为传统浓密机和小时处理能力可以比传统浓密机大2—9倍的高效浓密机。传统浓密机占地面积大，处理量小，且主要依靠重力作用实现颗粒沉降，底流浓度较低，在45％以下；而高效浓密机采用凝聚吸附能力，充分发挥高分子絮凝剂对细泥矿石颗粒的沉降，形成大的颗粒加快沉降速度，达到絮凝浓缩、处理量大、溢流水质好、底流浓度高于45％的效果。选矿车间的尾矿经高效浓密机底流浓缩后溢流水进入传统浓密机进行二次沉淀后进入回水池。
4.目前传统浓密机的控制过程主要靠现场岗位人员定期手动操作，没有实现自动控制，自动化水平较低，控制效率较低，劳动强度较大。而靠人工操作很难使生产维持在最优状态。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种尾矿车间传统浓密机自动控制系统及方法，能够实现传统浓密机的自动高效控制，减少矿浆输送线路故障对正常生产的影响，降低工人劳动强度，提高设备运行的稳定性与运行效率，使生产维持在最优状态。
6.本发明的技术方案为：
7.一种尾矿车间传统浓密机自动控制系统，包括上位机、可编程控制器、第一传统浓密机(1-1)、第二传统浓密机(1-2)、第一污水池(12-1)、第二污水池(12-2)、矿浆池、回水池；所述第一传统浓密机(1-1)的进料口与高效浓密机的溢流口连通，所述第一传统浓密机(1-1)的溢流口与所述第二传统浓密机(1-2)的进料口连通，所述第二传统浓密机(1-2)的溢流口与回水池的进料口连通；所述第一传统浓密机(1-1)、第二传统浓密机(1-2)分别在底部设置有第一矿床质量检测仪(13-1)、第二矿床质量检测仪(13-2)；
8.所述第一传统浓密机(1-1)的底流口与第一连接管线(4-1)、第二连接管线(4-2)的首端均连通，所述第一连接管线(4-1)、第二连接管线(4-2)的尾端均与所述第一矿浆输送管线(10-1)的首端连通，所述第一矿浆输送管线(10-1)的尾端与所述矿浆池的进料口连通；所述第一连接管线(4-1)从首端到尾端依次设置有第一电动阀门(6-1)、第一矿浆输送泵(2-1)、第二电动阀门(6-2)、第一电磁流量计(5-1)，所述第二连接管线(4-2)从首端到尾
1)、第一电动阀门(6-1)、第一矿浆输送泵(2-1)、第二电动阀门(6-2)开启，在第二矿床质量超过最高矿床质量阈值时通过可编程控制器控制第二传统浓密机(1-2)、第五电动阀门(6-5)、第三矿浆输送泵(2-3)、第六电动阀门(6-6)开启；
16.步骤3：系统运行数据采集：可编程控制器采集系统运行数据，包括：通过第一转速传感器(9-1)、第一温度振动传感器(8-1)分别采集第一矿浆输送泵(2-1)的电机的第一转速、第一温度、第一振动频率，通过第三转速传感器(9-3)、第三温度振动传感器(8-3)分别采集第三矿浆输送泵(2-3)的电机的第二转速、第二温度、第二振动频率，通过第一雷达液位计(7-1)、第二雷达液位计(7-2)分别采集第一污水池(12-1)、第二污水池(12-2)的第一液位、第二液位，通过第一电磁流量计(5-1)、第三电磁流量计(5-3)分别采集第一连接管线(4-1)、第三连接管线(4-3)的第一流量、第二流量，并将采集的系统运行数据传输给上位机；
17.步骤4：上位机根据接收到的系统运行数据与预设的阈值，进行传统浓密机自动控制，包括：上位机在第一矿床质量低于最低矿床质量阈值时通过可编程控制器控制第一传统浓密机(1-1)、第一电动阀门(6-1)、第一矿浆输送泵(2-1)、第二电动阀门(6-2)关闭，在第二矿床质量低于最低矿床质量阈值时通过可编程控制器控制第二传统浓密机(1-2)、第五电动阀门(6-5)、第三矿浆输送泵(2-3)、第六电动阀门(6-6)关闭，返回步骤2，如此周期往复。
18.进一步的，所述步骤4还包括：当第一转速低于转速阈值或第一温度高于温度阈值或第一振动频率高于振动频率阈值或第一流量低于流量阈值时，上位机控制声光报警器进行声光报警并通过可编程控制器控制第一电动阀门(6-1)、第一矿浆输送泵(2-1)、第二电动阀门(6-2)关闭，控制备用的第三电动阀门(6-3)、第二矿浆输送泵(2-2)、第四电动阀门(6-4)开启；当第二转速低于转速阈值或第二温度高于温度阈值或第二振动频率高于振动频率阈值或第二流量低于流量阈值时，上位机控制声光报警器进行声光报警并通过可编程控制器控制第五电动阀门(6-5)、第三矿浆输送泵(2-3)、第六电动阀门(6-6)关闭，控制备用的第七电动阀门(6-7)、第四矿浆输送泵(2-4)、第八电动阀门(6-8)开启。
19.进一步的，所述步骤4还包括：
20.当第一液位高于最高液位阈值时，上位机控制第一污水泵(3-1)开启；当第二液位高于最高液位阈值时，上位机控制第二污水泵(3-2)开启；当第一液位或第二液位高于最高液位阈值的时间超过设定的时间阈值时，上位机控制声光报警器进行声光报警；
21.当第一液位低于最低液位阈值时，上位机控制第一污水泵(3-1)关闭；当第二液位低于最低液位阈值时，上位机控制第二污水泵(3-2)关闭。
22.进一步的，所述步骤4还包括：当有人员进入底流门口时，所述人体红外感应报警器进行语音报警提醒，并发送信号给所述上位机，所述上位机上显示报警提醒信息。
23.进一步的，用所述移动终端代替所述上位机进行所述阈值设定、矿床质量数据采集与常用矿浆输送线路开启、系统运行数据采集、传统浓密机自动控制。
24.本发明的有益效果为：
25.(1)本发明通过设置上位机、可编程控制器、浓密机内部的矿床质量检测仪、常用矿浆输送线路与备用矿浆输送线路上的电动阀门、矿浆输送泵、电磁流量计、温度振动传感器、转速传感器及污水池内的雷达液位计、污水输送管线上的污水泵，进行联锁控制，实现
了传统浓密机溢流水和底流矿浆的自动调节控制，提高了生产系统的自动化水平，降低了工人劳动强度，同时提高了设备运行的稳定性与运行效率，使生产维持在最优状态。具体的，根据矿浆输送泵的转速、温度、振动频率数据及矿浆输送线路的流量数据自动判断矿浆输送泵运行状态，遇到故障发出报警信号，并自动关闭常用矿浆输送线路、启动备用矿浆输送线路，减少矿浆输送线路故障对正常生产的影响；根据污水池的液位数据，控制污水泵的开启与关闭，实现污水抽取的自动化，以及液位持续高于最高液位阈值的声光报警。
26.(2)本发明通过设置移动终端，使得对传统浓密机的自动控制移动化，方便、快捷。
27.(3)本发明通过设置视频监控系统，实现传统浓密机的远程监视，达到无人值守远程监控的目的。
附图说明
28.图1为本发明的尾矿车间传统浓密机自动控制系统的结构示意图。
29.图2为本发明的尾矿车间传统浓密机自动控制系统的电气控制原理图。
30.图中，1-1—第一传统浓密机，1-2—第二传统浓密机，2-1—第一矿浆输送泵，2-2—第二矿浆输送泵，2-3—第三矿浆输送泵，2-4—第四矿浆输送泵，3-1—第一污水泵，3-2—第二污水泵，4-1—第一连接管线，4-2—第二连接管线，4-3—第三连接管线，4-4—第四连接管线，5-1—第一电磁流量计，5-2—第二电磁流量计，5-3—第三电磁流量计，5-4—第四电磁流量计，6-1—第一电动阀门，6-2—第二电动阀门，6-3—第三电动阀门，6-4—第四电动阀门，6-5—第五电动阀门，6-6—第六电动阀门，6-7—第七电动阀门，6-8—第八电动阀门，7-1—第一雷达液位计，7-2—第二雷达液位计，8-1—第一温度振动传感器，8-2—第二温度振动传感器，8-3—第三温度振动传感器，8-4—第四温度振动传感器，9-1—第一转速传感器，9-2—第二转速传感器，9-3—第三转速传感器，9-4—第四转速传感器，10-1—第一矿浆输送管线，10-2—第二矿浆输送管线，11-1—第一污水输送管线，11-2—第二污水输送管线，12-1—第一污水池，12-2—第二污水池，13-1—第一矿床质量检测仪，13-2—第二矿床质量检测仪。
具体实施方式
31.下面将结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步描述。
32.需要特别说明的是，本发明中使用的“第一”、“第二”、“第三”等只是为了区分不同的元件及数据而采用的术语，不构成对本发明保护范围的限定。
33.如图1所示，本发明的尾矿车间传统浓密机自动控制系统，包括上位机、可编程控制器、第一传统浓密机1-1、第二传统浓密机1-2、第一污水池12-1、第二污水池12-2、矿浆池、回水池；所述第一传统浓密机1-1的进料口与高效浓密机的溢流口连通，所述第一传统浓密机1-1的溢流口与所述第二传统浓密机1-2的进料口连通，所述第二传统浓密机1-2的溢流口与回水池的进料口连通；所述第一传统浓密机1-1、第二传统浓密机1-2分别在底部设置有第一矿床质量检测仪13-1、第二矿床质量检测仪13-2。
34.所述第一传统浓密机1-1的底流口与第一连接管线4-1、第二连接管线4-2的首端均连通，所述第一连接管线4-1、第二连接管线4-2的尾端均与所述第一矿浆输送管线10-1的首端连通，所述第一矿浆输送管线10-1的尾端与所述矿浆池的进料口连通；所述第一连
接管线4-1从首端到尾端依次设置有第一电动阀门6-1、第一矿浆输送泵2-1、第二电动阀门6-2、第一电磁流量计5-1，所述第二连接管线4-2从首端到尾端依次设置有第三电动阀门6-3、第二矿浆输送泵2-2、第四电动阀门6-4、第二电磁流量计5-2，所述第一矿浆输送泵2-1的驱动电机在轴伸端设置有第一温度振动传感器8-1、第一转速传感器9-1，所述第二矿浆输送泵2-2的驱动电机在轴伸端设置有第二温度振动传感器8-2、第二转速传感器9-2；所述第一传统浓密机1-1的泄矿口与所述第一污水池12-1的进料口连通，所述第一污水池12-1的进料口与第一污水输送管线11-1的首端连通，所述第一污水输送管线11-1上设置有第一污水泵3-1，所述第一污水池12-1在上方设置有第一雷达液位计7-1。
35.所述第二传统浓密机1-2的底流口与第三连接管线4-3、第四连接管线4-4的首端均连通，所述第三连接管线4-3、第四连接管线4-4的尾端均与所述第二矿浆输送管线10-2的首端连通，所述第二矿浆输送管线10-2的尾端与所述矿浆池的进料口连通；所述第三连接管线4-3从首端到尾端依次设置有第五电动阀门6-5、第三矿浆输送泵2-3、第六电动阀门6-6、第三电磁流量计5-3，所述第四连接管线4-4从首端到尾端依次设置有第七电动阀门6-7、第四矿浆输送泵2-4、第八电动阀门6-8、第四电磁流量计5-4，所述第三矿浆输送泵2-3的驱动电机在轴伸端设置有第三温度振动传感器8-3、第三转速传感器9-3，所述第四矿浆输送泵2-4的驱动电机在轴伸端设置有第四温度振动传感器8-4、第四转速传感器9-4；所述第二传统浓密机1-2的泄矿口与所述第二污水池12-2的进料口连通，所述第二污水池12-2的进料口与第二污水输送管线11-2的首端连通，所述第二污水输送管线11-2上设置有第二污水泵3-2，所述第二污水池12-2在上方设置有第二雷达液位计7-2。
36.如图2所示，每个矿床质量检测仪、温度振动传感器、转速传感器、电磁流量计、雷达液位计的输出端均与所述可编程控制器的输入端电连接，所述可编程控制器的输出端与每个电动阀门、每个矿浆输送泵的驱动电机、每个污水泵的驱动电机的输入端均电连接，所述可编程控制器与所述上位机通过光纤连接。
37.本实施例中，所述可编程控制器通过无线网络连接有移动终端，所述上位机电连接有声光报警器，所述声光报警器通过无线网络与所述移动终端连接；所述第一传统浓密机1-1、第二传统浓密机1-2均在底流门口设置有人体红外感应报警器，所述人体红外感应报警器分别通过无线网络与所述移动终端连接、通过光纤与所述上位机连接。
38.本实施例中，本发明的尾矿车间传统浓密机自动控制系统还包括视频监控系统，所述视频监控系统包括设置于主控室的视频监控器、设置于泵站现场不同监控点的至少四台视频球机与一个磁盘阵列，所述视频球机、磁盘阵列、视频监控器通过光纤依次连接。该视频监控系统可以对泵站进行循环扫视，实现泵站的无死角监控视频录像，且当声光报警器报警时，岗位人员可以实时调取报警位置进行查看，视频记录存储至少一个月。
39.本实施例中，第一连接管线4-1、第三连接管线4-3均为常用矿浆输送线路，第二连接管线4-2、第四连接管线4-4均为备用矿浆输送线路。可编程控制器采用ab1769系列工业级plc，包括先进的过程控制软件；移动终端的型号为m5ex。每个矿浆输送泵的水封水管与冷却水管上均安装有电动流量开关，电动流量开关与可编程控制器电连接，由plc进行联锁控制：矿浆输送泵需要开启时，先打开水封水管与冷却水管的电动流量开关，再开启矿浆输送泵；矿浆输送泵需要关闭时，先关闭矿浆输送泵，再关闭水封水管与冷却水管的电动流量开关。
40.下面结合附图说明使用本发明的尾矿车间传统浓密机自动控制系统进行尾矿车间传统浓密机自动控制的方法，具体包括下述步骤：
41.步骤1：阈值设定：上位机预设传统浓密机的最低矿床质量阈值、最高矿床质量阈值和矿浆输送泵的电机的转速阈值、温度阈值、振动频率阈值和污水池的最高液位阈值、最低液位阈值及电磁流量计的流量阈值；
42.步骤2：矿床质量数据采集与常用矿浆输送线路开启：可编程控制器通过第一矿床质量检测仪13-1、第二矿床质量检测仪13-2分别采集第一传统浓密机1-1、第二传统浓密机1-2的第一矿床质量、第二矿床质量数据，并将矿床质量数据传输给上位机，上位机在第一矿床质量超过最高矿床质量阈值时通过可编程控制器控制第一传统浓密机1-1、第一电动阀门6-1、第一矿浆输送泵2-1、第二电动阀门6-2开启，在第二矿床质量超过最高矿床质量阈值时通过可编程控制器控制第二传统浓密机1-2、第五电动阀门6-5、第三矿浆输送泵2-3、第六电动阀门6-6开启；
43.步骤3：系统运行数据采集：可编程控制器采集系统运行数据，包括：通过第一转速传感器9-1、第一温度振动传感器8-1分别采集第一矿浆输送泵2-1的电机的第一转速、第一温度、第一振动频率，通过第三转速传感器9-3、第三温度振动传感器8-3分别采集第三矿浆输送泵2-3的电机的第二转速、第二温度、第二振动频率，通过第一雷达液位计7-1、第二雷达液位计7-2分别采集第一污水池12-1、第二污水池12-2的第一液位、第二液位，通过第一电磁流量计5-1、第三电磁流量计5-3分别采集第一连接管线4-1、第三连接管线4-3的第一流量、第二流量，并将采集的系统运行数据传输给上位机；
44.步骤4：上位机根据接收到的系统运行数据与预设的阈值，进行传统浓密机自动控制，包括：上位机在第一矿床质量低于最低矿床质量阈值时通过可编程控制器控制第一传统浓密机1-1、第一电动阀门6-1、第一矿浆输送泵2-1、第二电动阀门6-2关闭，在第二矿床质量低于最低矿床质量阈值时通过可编程控制器控制第二传统浓密机1-2、第五电动阀门6-5、第三矿浆输送泵2-3、第六电动阀门6-6关闭，返回步骤2，如此周期往复。
45.本发明通过在plc可编程控制器的控制程序中设定不同的报警情况和报警位置，并在上位机弹出相对应的提示对话框。
46.本实施例中，当第一转速低于转速阈值或第一温度高于温度阈值或第一振动频率高于振动频率阈值或第一流量低于流量阈值时，上位机控制声光报警器进行声光报警并通过可编程控制器控制第一电动阀门6-1、第一矿浆输送泵2-1、第二电动阀门6-2关闭，控制备用的第三电动阀门6-3、第二矿浆输送泵2-2、第四电动阀门6-4开启；当第二转速低于转速阈值或第二温度高于温度阈值或第二振动频率高于振动频率阈值或第二流量低于流量阈值时，上位机控制声光报警器进行声光报警并通过可编程控制器控制第五电动阀门6-5、第三矿浆输送泵2-3、第六电动阀门6-6关闭，控制备用的第七电动阀门6-7、第四矿浆输送泵2-4、第八电动阀门6-8开启。岗位人员到对应的传统浓密机底流查看情况并处理故障，避免矿浆输送泵堵塞或连接螺丝断裂出现的电机运行、矿浆输送泵不运行导致传统浓密机底流浓度持续升高造成生产事故的发生，也避免矿浆输送设备由于温度高或者振动大导致设备损坏或电气线路跳闸等故障，保证矿浆输送作业的正常进行。
47.本实施例中，当第一液位高于最高液位阈值时，上位机控制第一污水泵3-1开启；当第二液位高于最高液位阈值时，上位机控制第二污水泵3-2开启；当第一液位或第二液位
高于最高液位阈值的时间超过设定的时间阈值时，上位机控制声光报警器进行声光报警，岗位人员及时到地下泵站查看情况并处理故障。
48.当第一液位低于最低液位阈值时，上位机控制第一污水泵3-1关闭；当第二液位低于最低液位阈值时，上位机控制第二污水泵3-2关闭。雷达液位计进行滤波与虚假回波抑制，避免出现液位假值和死值，影响测定结果。
49.本实施例中，当有人员进入底流门口时，所述人体红外感应报警器进行语音报警提醒，并发送信号给所述上位机，所述上位机上显示报警提醒信息，对岗位人员起到提醒功能，岗位人员可以通过视频监控系统监控进入现场的人员。
50.当设备检修或plc等远程集控设备故障时，操作人员仍然可以通过现场电气控制箱手动开启矿浆输送泵2。
51.本发明通过设置上位机、可编程控制器、浓密机内部的矿床质量检测仪、常用矿浆输送线路与备用矿浆输送线路上的电动阀门、矿浆输送泵、电磁流量计、温度振动传感器、转速传感器及污水池内的雷达液位计、污水输送管线上的污水泵，进行联锁控制，实现了传统浓密机溢流水和底流矿浆的自动调节控制，提高了生产系统的自动化水平，降低了工人劳动强度，同时提高了设备运行的稳定性与运行效率，使生产维持在最优状态。具体的，根据矿浆输送泵的转速、温度、振动频率数据及矿浆输送线路的流量数据自动判断矿浆输送泵运行状态，遇到故障发出报警信号，并自动关闭常用矿浆输送线路、启动备用矿浆输送线路，减少矿浆输送线路故障对正常生产的影响；根据污水池的液位数据，控制污水泵的开启与关闭，实现污水抽取的自动化，以及液位持续高于最高液位阈值的声光报警。
52.本发明的另一个实施例中，用所述移动终端代替所述上位机进行所述阈值设定、矿床质量数据采集与常用矿浆输送线路开启、系统运行数据采集、传统浓密机自动控制。本发明通过设置移动终端，使得对传统浓密机的自动控制移动化，方便、快捷。
53.显然，上述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。上述实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。基于上述实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，也即凡在本技术的精神和原理之内所作的所有修改、等同替换和改进等，均落在本发明要求的保护范围内。