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工作原理

浮選程控加藥機(jī)利用加藥電磁閥開(kāi)口的大小及加藥的間隔時(shí)間來(lái)控制加藥閥的流量，在一定的周期時(shí)間內(nèi)將藥劑間斷加入到緩沖導(dǎo)流槽內(nèi)，然后通過(guò)管道連續(xù)地流入加藥點(diǎn)。用液位浮球閥控制恒壓箱的液位，使其保持恒定，藥劑通過(guò)恒壓箱下部的電磁閥添加，因?yàn)楹銐合涞囊何缓愣ǎ环N電磁閥在相同的時(shí)間內(nèi)打開(kāi)添加的藥劑是相同的，這樣利用PLC控制電磁閥在各加藥周期內(nèi)保持相同的給藥時(shí)間而改變間斷時(shí)間就可以調(diào)節(jié)電磁閥的加藥量的大小。即對(duì)同一加藥閥，一次加藥時(shí)間和一次流量恒定，而每分鐘流量和周期可調(diào)。

加藥量與加藥周期

對(duì)某一加藥閥來(lái)說(shuō)，選擇適量的給藥時(shí)間，測(cè)出在該時(shí)間內(nèi)的給藥量q（ml）,當(dāng)需要流量控制在Q(ml/min)時(shí)，則加藥周期T（精確到0.01s）為：

T＝60×q/Q

用PLC內(nèi)部的計(jì)數(shù)器累計(jì)閥門(mén)的打開(kāi)次數(shù), 乘以閥門(mén)打開(kāi)一次給出的液體藥劑量, 即是藥耗的累計(jì)數(shù)。

一次加藥量。在恒壓箱液面相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，用量杯連續(xù)3～5次測(cè)出加藥閥的加藥量，然后求出其平均值（精確到0.1ml）每分鐘添加量。初次投入運(yùn)行時(shí)選擇工藝參數(shù)值輸入,在執(zhí)行修正其他參數(shù)時(shí)此數(shù)值可不輸入,由程序自動(dòng)取原值。每分鐘最小添加量由工藝員給定, 但各藥點(diǎn)最小添加量應(yīng)大于一次加藥量的2/ 3。每分鐘最大添加值由工藝員給定,但(4000 ×每一次加入量/ 最大添加量) > 給藥時(shí)間。

加藥量標(biāo)定

標(biāo)定的意義在于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)加藥周期內(nèi)(可調(diào)節(jié)) 設(shè)定一個(gè)合理的標(biāo)定值,從而合理配置一個(gè)加藥周期內(nèi)的加藥量,加藥時(shí)間。

加藥閥的加藥精度控制

在恒壓箱液位相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)測(cè)試電磁閥的流量調(diào)節(jié)范圍，選用適量的量杯連續(xù)三次準(zhǔn)確接取電磁閥的加藥量，取平均值（精確到ml）得到該點(diǎn)一個(gè)周期內(nèi)的平均加藥量（即每一次的加藥量q）,用秒表準(zhǔn)確測(cè)出電磁閥連續(xù)執(zhí)行三個(gè)周期的總時(shí)間 ，取平均值（精確到0.1s）得到加藥周期T。

給定的加藥量

當(dāng)控制精度超過(guò)±2％時(shí)，則超差需要修正，修正的方法是將測(cè)出的每一次加藥量數(shù)用“給藥給定參數(shù)的修正”模塊替換原每一次加藥量數(shù)。

技術(shù)特點(diǎn)

根據(jù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)運(yùn)行情況，利用PLC中的高速定時(shí)器和比較判斷接點(diǎn),通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)電磁閥通、斷電控制, 以此為核心編制出PLC 程序(見(jiàn)圖2) 。設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

每點(diǎn)流量數(shù)控制：當(dāng)流量為零時(shí)即停藥，在限定的范圍內(nèi)可連續(xù)調(diào)整各加藥點(diǎn)的加藥量，數(shù)據(jù)輸入后，開(kāi)機(jī)或停電數(shù)據(jù)不會(huì)消失，開(kāi)車(chē)時(shí)，只要合上開(kāi)關(guān)即可。

工藝指令限量：當(dāng)輸入值超出值超出限量給藥量值時(shí)，數(shù)據(jù)顯示無(wú)效，提示仍按原設(shè)定值工作。

單點(diǎn)藥劑用量累計(jì)：按選礦工藝分類(lèi)計(jì)算藥劑用量，交班時(shí)自動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)各班用藥量，并打印報(bào)表，數(shù)據(jù)可存?zhèn)浔P(pán)備查。

與上位機(jī)通訊：可接收磨浮自控系統(tǒng)藥劑自動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)與手動(dòng)調(diào)節(jié)之間可靈活自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

設(shè)備配置

恒壓箱配置：根據(jù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝情況，我們選用了聚乙烯（HDPE）板做為恒壓箱的材料，聚乙烯板（HDPE板）熔點(diǎn)約為130℃，相對(duì)密度為0.941~0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好。介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性亦較好。聚乙烯板無(wú)臭，無(wú)毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70～-100℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良；密度低；韌性好（同樣適用于低溫條件）；拉伸性好；電氣和介電絕緣性好；吸水率低；水汽滲透率低；化學(xué)穩(wěn)定性好；抗張性；無(wú)毒無(wú)害。

電磁閥配置：根據(jù)生產(chǎn)工藝情況，我們自行設(shè)計(jì)了特自電磁閥，采用聚乙烯材料加工制作閥體及閥芯。這種材料化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿藥劑。

浮球閥配置：球采用SUS304不銹鋼材料，閥采用聚乙烯材料，抗腐蝕，耐酸堿。

應(yīng)用效果

浮選程控加藥機(jī)自2013年12月投入試運(yùn)行以來(lái)，實(shí)現(xiàn)了3個(gè)系列，6種藥劑的自動(dòng)添加。該系統(tǒng)投入使用以來(lái)，極大地提高了生產(chǎn)過(guò)程中加藥的精準(zhǔn)性和速度，對(duì)提高選礦的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)起到了很大的作用。同時(shí)，PLC可靠性程度高，解決了以往加藥的漏藥、缺藥現(xiàn)象。PLC自動(dòng)控制加藥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，便于頻繁起動(dòng)，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使其脫離了惡劣的工作環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益顯著，根據(jù)2014年初步統(tǒng)計(jì)，僅選礦藥劑損耗節(jié)約120多萬(wàn)元。

結(jié)論

浮選程控加藥機(jī)自投產(chǎn)至今已運(yùn)行一年時(shí)間，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1、加藥機(jī)控制主機(jī)采用西門(mén)子S7-200PLC控制器與西門(mén)子觸摸屏TP170A組成小型自動(dòng)解決方案。利用可編程序控制器的專(zhuān)用算法動(dòng)態(tài)控制浮選藥劑的添加量。顯示器與控制室同步顯示，驅(qū)動(dòng)回路采用無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)——固態(tài)繼電器（SSR），整機(jī)做成模塊式結(jié)構(gòu)，使整個(gè)加藥系統(tǒng)配置靈活，結(jié)構(gòu)合理，介面良好，功能強(qiáng)，易擴(kuò)展，可靠性高，操作簡(jiǎn)便，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

2、實(shí)用性廣、控制精度高。 石灰乳、水玻璃等各種酸堿藥劑都能添加，各種藥劑的添加量均能滿(mǎn)足工藝的要求。PLC自動(dòng)加藥機(jī)數(shù)控值與實(shí)測(cè)值的平均相對(duì)誤差基本控制在±4.0 %以?xún)?nèi),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人工控制精度。

3、操作界面漢化，結(jié)果表格化。加藥機(jī)系統(tǒng)通過(guò)本身配置的通訊模塊，與計(jì)算機(jī)相連，可在計(jì)算機(jī)上設(shè)置所有操作(加藥閥的每分鐘添加量，系統(tǒng)開(kāi)停機(jī)，單點(diǎn)停藥，初始參數(shù)修正等）。各系統(tǒng)加藥量、本班藥劑消耗等信息可打印成表格，操作維護(hù)方便。

4、控制智能化。各加藥點(diǎn)流量設(shè)定最大、最小工藝限定值，系統(tǒng)加藥點(diǎn)流量值每隔20s顯示一次，實(shí)際加藥量與控制偏差，計(jì)算操作口令設(shè)置等功能，從而消除藥劑跑、冒、滴漏等浪費(fèi)現(xiàn)象及防止改動(dòng)和違反藥劑工藝條件現(xiàn)象。

5、PLC系統(tǒng)設(shè)置的多項(xiàng)功能，對(duì)加強(qiáng)選礦工藝流程的管理，規(guī)范操作，提高選礦指標(biāo)，降低藥劑消耗，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善生產(chǎn)環(huán)境，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。