1國內(nèi)外選礦自動化的發(fā)展及現(xiàn)狀

國外的選礦自動化技術(shù)自20世紀(jì)40年代初期誕生以來。20世紀(jì)50年代初期，主要是對選礦過程某些變量進(jìn)行單獨(dú)檢測，沒有與其他因素形成關(guān)聯(lián)；20世紀(jì)50年代末期開始了選礦過程的模擬儀表控制，使得選礦自動控制水平有了很大的改善。20世紀(jì)60年代末，隨著計算機(jī)在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用，在選礦領(lǐng)域也開始研究計算機(jī)進(jìn)行（DDC）直接數(shù)字控制。到20世紀(jì)70年代又開始了選礦過程最優(yōu)化控制的研究和試驗(yàn)，從最初的靜態(tài)尋優(yōu)到現(xiàn)今的動態(tài)尋優(yōu)，選礦自動控制技術(shù)已得到了長足的進(jìn)步。國內(nèi)選礦自動化研究和應(yīng)用起步較晚，與國外相比，技術(shù)水平還比較落后，許多礦山企業(yè)還停留在手工操縱階段。但是隨著市場競爭的日益激烈，很多企業(yè)都通過一些積極的措施來改善自身的自動控制系統(tǒng)，有的是直接引進(jìn)國外自動控制系統(tǒng)，有的則是運(yùn)用國產(chǎn)的自動控制系統(tǒng)，總起來說，選礦自動化在國內(nèi)也有了長足的發(fā)展。

2選礦工藝過程的自動化控制

2.1碎礦過程自動化控制

破碎機(jī)為礦山生產(chǎn)主要的設(shè)備之一，但同時破碎機(jī)又是比較耗能的設(shè)備。因此，如何使破碎機(jī)高效的運(yùn)行，就成了眾多企業(yè)追求的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)碎礦自動化控制便是實(shí)現(xiàn)這一目的最有效的方式。生產(chǎn)中采用固定排礦口，定期進(jìn)行人工重新調(diào)整的方法來控制產(chǎn)品粒度?？刂葡到y(tǒng)主要選取主傳動電機(jī)的功率或電流作為被控參數(shù)，控制策略一般采用恒功率或優(yōu)化功率方式運(yùn)行，動態(tài)調(diào)整給礦機(jī)給礦量的大小，使主機(jī)的負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行在設(shè)定的要求之內(nèi)。同時檢測溫度、壓力、流量等，具有完備的保護(hù)功能。國內(nèi)某些選礦廠在車間碎礦工藝流程改造中，在礦業(yè)公司、選礦調(diào)度室與碎礦車間建立了一個技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、擴(kuò)展性強(qiáng)、維護(hù)方便的碎礦全流程計算機(jī)控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，利用先進(jìn)的工業(yè)以太光纖網(wǎng)絡(luò)將粗碎、中碎、細(xì)碎、高壓輥磨（超細(xì)碎）、篩分各控制分站的流程組態(tài)畫面、工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、工作場景實(shí)況等向中央監(jiān)控主站進(jìn)行傳送。同時，中央監(jiān)控系統(tǒng)主站將生產(chǎn)指令傳送到粗碎、中碎、細(xì)碎以及高壓輥磨各分站。對整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時有效地監(jiān)控。

2．2磨礦過程控制

磨礦作業(yè)是整個選礦廠生產(chǎn)工藝流程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，磨礦作業(yè)在選礦廠的基建投資和生產(chǎn)費(fèi)用（主要是電耗、鋼耗）中占有很大的比例。同時磨礦作業(yè)是整個選礦廠的瓶頸作業(yè)。直接關(guān)系到選礦生產(chǎn)的處理能力、磨礦產(chǎn)品的質(zhì)量（粒度特性、單體解離度、磨礦產(chǎn)品的濃度等），對后續(xù)作業(yè)（特別是浮選作業(yè)）的指標(biāo)乃至整個選礦廠的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有很大的影響。然而磨礦過程控制是個非常復(fù)雜的過程，它包括參數(shù)檢測、控制等等。涉及磨選礦工藝、自動控制等多個學(xué)科的交叉。在國內(nèi)磨礦自動控制系統(tǒng)主要使用功率變送器、電耳檢測磨機(jī)工作過程中的磨機(jī)充填率，通過檢測分級電流計算分級返砂比，以磨機(jī)充填率和分級返砂比為依據(jù)調(diào)整磨機(jī)工作狀態(tài)。在磨礦過程自動控制中球磨機(jī)負(fù)荷的檢測和控制是球磨機(jī)自動控制最重要的內(nèi)容。能否準(zhǔn)確檢測出球磨機(jī)的負(fù)荷（包括球負(fù)荷、物料負(fù)荷及水量的數(shù)值）是整個球磨機(jī)優(yōu)化控制的關(guān)鍵。

2．3浮選過程的控制

2．3．1浮選加藥系統(tǒng)的控制

加藥是浮選生產(chǎn)中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，加藥系統(tǒng)的好壞直接影響到選別指標(biāo)。目前，藥劑自動添加控制系統(tǒng)主要分為控制部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中工業(yè)中多采用帶傳統(tǒng)PID的PLC進(jìn)行控制；也有一些大型的企業(yè)通過對傳統(tǒng)PID控制進(jìn)行了改進(jìn)，引入了智能控制系統(tǒng)，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。并在生產(chǎn)實(shí)際中有了應(yīng)用，而且控制效果較傳統(tǒng)的PID控制在精度及穩(wěn)定性上都有了很大的提高。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有電磁閥和加藥泵兩種。由于電磁閥成本較低，維護(hù)方便，現(xiàn)場應(yīng)用最多的是電磁閥式控制。

2．3．2浮選槽液位的控制

在選礦生產(chǎn)過程中，準(zhǔn)確控制浮選槽液位，將浮選槽中礦漿液面保持穩(wěn)定，對于提高浮選指標(biāo)具有重要的作用，不但能穩(wěn)定浮選作業(yè)，而且有利于提高有用礦物的回收率和品位等浮選指標(biāo)。在浮選中。對浮選槽液位和氣泡厚度檢測非常重要。對浮選槽的液位和充氣量進(jìn)行控制也一直是個難題，近年來在浮選槽檢測礦漿液位時采用浮子式液位變送器的較多，采用超聲波測量浮球位移的浮選槽液位計在國內(nèi)外很多選廠也有應(yīng)用。

2．3．3浮選柱泡沫層厚度的控制

在浮選柱精礦區(qū)的上部是附著精礦顆粒的泡沫層，浮選柱分選過程中要求泡沫層應(yīng)保持適當(dāng)?shù)暮穸?，泡沫層太厚或太薄都會影響浮選效果。保持泡沫層的厚度實(shí)際上就是要穩(wěn)定浮選柱內(nèi)部的液位，而影響浮選柱內(nèi)部液位的因素有三個方面：一是人料量的變化；二是尾礦排放量的變化；三是中礦循環(huán)量的波動。一般是通過調(diào)節(jié)尾礦的排放量來穩(wěn)定液位。
3選礦自動化的發(fā)展趨勢

3.1傳感器的數(shù)字化、智能化和虛擬化

盡管在過去的幾十年內(nèi)，傳感器的研究與應(yīng)用取得了不小進(jìn)展，但隨著對質(zhì)量的要求的不斷提高和經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，對現(xiàn)有傳感器的穩(wěn)定性、快速性、精確性和可重復(fù)性提出了更高的要求，以便為過程控制提供更為可靠的過程狀態(tài)數(shù)據(jù)。傳感器的數(shù)字化、智能化實(shí)現(xiàn)了同控制裝置網(wǎng)絡(luò)的連接，通過現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)多方向、多變量數(shù)據(jù)通訊，取代傳統(tǒng)的單變量、單方向的直接輸入、輸出的模擬、離散的控制裝置。傳感器的虛擬化可以克服礦山惡劣的工作環(huán)境，使得傳感器能更加準(zhǔn)確、長時間的穩(wěn)定工作。

3.2自動控制理論和方法的改進(jìn)及優(yōu)化

由于選礦是一個很復(fù)雜的過程，它包含了過程控制中許多難以處理的復(fù)雜特性，如大時滯、多變量、耦合、時變、非線性、不確定性和隨機(jī)擾動。為了消除選礦過程控制設(shè)置，就對控制器的魯棒性、適應(yīng)能力等提出了更高的要求。因此隨著智能控制技術(shù)不斷的發(fā)展進(jìn)步，將會有更多更先進(jìn)的智能控制技術(shù)運(yùn)用到選礦生產(chǎn)過程中。

3.3數(shù)字化、智能化綜合成為選礦過程自動化的發(fā)展趨勢

選礦自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理一體化的模式?，F(xiàn)在隨著計算機(jī)以及自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展更新和更加廣泛的實(shí)際應(yīng)用，使得在現(xiàn)代選礦企業(yè)中，實(shí)現(xiàn)工藝過程的數(shù)字化、綜合化已成為了一種必然的趨勢。