- •9.1 Общие сведения 116
- •Введение
- •1. Общая характеристика месторождения
- •1.1. Географическое положение
- •1.2. Климатические условия
- •1.3. Гидрогеологические условия
- •1.4. Геологическая характеристика
- •1.5. Запасы полезного ископаемого
- •1.6. Генеральный план и транспорт
- •2. Горная часть
- •2.1. Современное состояние горных работ
- •2.2. Выбор вариантов вскрытия рабочих горизонтов карьера, механизации вскрышных работ, конструкции отвалов и схемы отвалообразования
- •2.3. Выбор системы разработки, основных параметров технологических процессов, комплексной механизация добычных работ
- •2.4. Перспективный и текущий план горных работ, организация работ в карьере
- •3. Переработка полезных ископаемых
- •4. Аэрология карьера
- •5. Электроснабжение, водоснабжение и карьерный водоотлив
- •6. Охрана окружающей среды
- •6.1. Охрана атмосферы
- •6.2. Горно-экологический мониторинг
- •6.3. Рекультивация
- •7. Мероприятия по безопасному ведению работ, план предупреждения и ликвидации аварий
- •8. Модернизация схемы дробления
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Расчет качественно-количественной схемы
- •8.3 Выбор и расчет дробилок
- •8.4 Выбор и расчет мельниц
- •8.5 Автоматический контроль технологических параметров комплекса дробления
- •9. Экономическая часть
- •9.1 Общие сведения
- •9.2 Расчет основных технико-экономических показателей
- •9.3 Показатели использования фондоотдачи и фондоемкости
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение
8.5 Автоматический контроль технологических параметров комплекса дробления
Для обеспечения работы системы управления технологическим комплексом дробления необходимо иметь следующую информацию о параметрах установки:
1. Расход в питании и выходных потоках комплекса. Эта информация используется для управления расходом руды в пределах комплекса, контроля пропускной способности агрегатов и для предотвращения перегрузки ленточных конвейеров.
2. Уровень во всех промежуточных бункерах и дробильных установках. Эта информация используется для управления скоростью разгрузки бункеров и для предотвращения переполнения или опорожнения бункеров и дробильных агрегатов из-за быстродействующих возмущений.
3. Значения всех циркуляционных нагрузок комплекса в целях обеспечения стабильности работы агрегатов и предотвращения перегрузки по мощности и достижения оптимальной работы дробилок.
4. Значения активной мощности всех дробилок комплекса. Эта информация используется для предотвращения перегрузки по мощности и достижения оптимальной работы дробилок.
5. Ширина разгрузочных щелей всех дробилок комплекса для поддержания требуемого гранулометрического состава дробленого продукта.
6. Содержание контрольного класса крупности в потоке дробленого продукта.
Для автоматического контроля расхода руды на обогатительных фабриках применяют конвейерные весы, которые в зависимости от способа получения информации о количестве груза на ленте различаются следующим образом: электромеханические, гамма-электронные, тензорезисторные, электронные. Конвейерные весы состоят из грузоприемного устройства с преобразователем измеряемого параметра, измерителя скорости или перемещения конвейерной ленты и вторичной аппаратуры, преобразующей полученную информацию в вид, удобный для регистрации. Грузоприемные устройства выполняются в виде одной роликоопоры или платформы с плоскопараллельным или угловым перемещением.
Для измерения скорости ленты конвейера используются индукционные датчики, тахогенераторы постоянного и переменного тока, механические преобразователи.
Распространение получили интегральные весы, определяющие расход согласно формуле
где Q - суммарная масса материала, перемещенная конвейером за время T;
р/L - мгновенное значение массы, приходящейся на единицу длины L;
v - скорость ленты конвейера.
Наибольшее применение для автоматического контроля массовых расходов руды находят тензорезисторные весоизмерители (1954АВ, АК-10, АКВС-1, ВКТ-4, М8400 и др.).
Принцип действия таких весоизмерителей основан на измерении выходных электрических сигналов датчиков нагрузки (тензорезисторных) и датчиков скорости, изменяющихся пропорционально нагрузке на конвейере и скорости движения ленты конвейера, соответственно. Информация о результатах измерения поступает в блок управления и регистрации для вычисления массы и производительности.
Весы конвейерные тензометрические ВКТ-4 (НПП «Укрцветметавтомати-ка») рассчитаны на пределы производительности 5-250 т/ч, ширину ленты конвейера 500-1600 мм и скорость ленты 0,5-4,0 м/с. В состав ВКТ-4 входят гру-зоприемные устройства, датчик скорости ленты, два тензодатчика и микроконтроллер, который имеет выходной сигнал 4-20 мА и цифровой интерфейс К.8-485.
Весы конвейерные автоматические АКВС-1 (ОАО «Синетик») рассчитаны на производительность до 250 т/ч, ширину ленты конвейера от 650 до 1600 мм и скорость ленты не более 5 м/с. В состав АКВС-1 входят грузоприемное устройство с двумя тензодатчиками, датчик контроля скорости ленты, соединительная коробка для подключения тензодатчиков и датчика контроля скорости к блоку управления и сигнализации и блок управления и сигнализации, в качестве которого могут быть использованы специализированные устройства Аccumass (Simens - Milltronics) или системы на базе программируемых логических контроллеров Simatic (Simens).
Интегратор Ассшпазз В\\^ 500 позволяет подключать двое конвейерных весов и имеет интерфейс К8-232 и К.8-485, позволяющих передавать информацию на верхний уровень управления или подключать регистрирующие устройства.
Программируемые логические контроллеры 81таг1с дают возможность строить гибкие системы контроля, учитывающие особенность конкретного производства. Для автоматического контроля и стабилизации расхода руды в дробилки можно использовать весовой дозатор непрерывного действия типа «Доза» (ОАО «51та1:1С»), структурная схема которого представлена на рис.8.2.
В состав данного дозатора входят весовой транспортер, регулируемый электропривод и система управления.
Рис. 8.2 – Структурная схема дозатора типа «Доза»
Сигналы от датчика силы тензометрического (ДСТ), пропорциональные весу руды на конвейере, и датчика скорости поступают в систему управления, которая производит постоянное вычисление фактического значения массового расходы руды и сравнивает его с заданным значением. Стабилизация расхода осуществляется за счет изменения скорости движения ленты.
Подача материла производится с помощью питателя через формирующую воронку, в которой установлены датчики верхнего и нижнего значений уровня.
Система управления дозатора выполнена на базе программируемого логического контроллера Зшайс С7 (81тепз), совмещенного с операторской панелью. Он имеет 16 встроенных дискретных входов, 16 дискретных выходов, по 4 аналоговых входа и выхода и 4 универсальных дискретных входа. Отображение данных технологического процесса и ввод переменных осуществляется с помощью операционной панели с жидкокристаллическим дисплеем, на который выводятся данные технологического процесса, аварийные сообщения, подсказки и т. д.
На вход контроллера поступают сигналы весовых нагрузок от ДСТ, скорости движения ленты от датчиков частоты вращения ведущего и ведомого барабанов, от датчиков схода ленты, количества оборотов ленты, забивки питателя и датчиков уровня руды в формирующей воронке.
В качестве электропривода в весовом конвейере применен мотор-барабан RULMEGA.
Управление электроприводом транспортера реализуется с помощью преобразователя частоты MICROMASTER. 440 (Simens), который обеспечивает высокую точность управления электроприводом встроенной микропроцессорной системой управления.
Система управления дозатора обеспечивает:
- обработку входных сигналов и формирование управляющих воздействий на электропривод дозатора;
- измерение скорости ленты с учетом «проскальзывания»;
- поддержание заданной производительности;
- вычисление расхода руды за заданный интервал времени;
- вычисление времени работы и простоя;
- калибровку;
- синхронизацию производительности питателя и весоизмерителя;
- контроль положения ленты;
- ввод заданий с панели шкафа управления;
- индикацию параметров дозирования;
- контроль и сигнализацию аварийных ситуаций;
- выдачу информации на верхний уровень АСУТП, либо по МР1 интерфейсу, либо по интерфейсному модулю сети Рrofibus, либо по интерфейсам RA-232, RS-485, RS-422.
Дозатор «Доза» обеспечивает регулируемую производительность от 0,1 до 250 т/ч с допустимой погрешностью 0,5 % при ширине транспортерной ленты от 500 до 1400 мм.
Дозатор весовой автоматический ЛВД 4488 ДН-У-6 (ЗАО «Агроэкспорт», г. Санкт-Петербург) служит для автоматического контроля и стабилизации расхода руды в дробилках среднего и мелкого дробления. Он включает в себя тензометрический весоизмеритель с формирующей воронкой и систему управления, состоящую из управляющего прибора «Эcкорт», регулируемого частотного привода на основе мотор-редуктора с асинхронным двигателем и пускорегулируемой аппаратуры. Система управления размещается в пульте управления.
Управляющий прибор -«Эскорт» выполняет следующие функции:
1) установка задания производительности дозатора;
2) плановый пуск и останов дозатора;
3) аварийный останов дозатора по технологическим условиям;
4) предупредительная сигнализация об отклонениях производительности дозатора;
5) формирование ПИ-закона регулирования для поддержания заданной производительности дозатора;
6) автоматическая запись величины тарной нагрузки;
7) автоматическая калибровка канала измерения погонной нагрузки на ленте конвейера;
8) вычисление текущей производительности дозатора;
9)вычисление суммарной массы материала, прошедшего через дозатор;
10) автоматическое определение погрешности дозирования;
11) преобразование аналоговых и дискретных входных сигналов в цифровую форму;
12) гальваническая развязка входных и выходных сигналов;
13) цифро-аналоговое преобразование выходных сигналов управления приводом дозатора;
14) интерфейсная связь прибора с ЭВМ верхнего уровня управления (К.8-232);
15) прием внешнего задания производительности дозатора в виде токового сигнала 4-20 мА.
Дозатор предназначен для дозирования и взвешивания сыпучих материалов с насыпной плотностью 0,2-4,0 т/м3 и наибольшим размером куска не более 200 мм.
Для автоматического контроля уровней руды в промежуточных бункерах технологического комплекса дробления могут применяться механические, электрические, ультразвуковые, радарные и радиометрические уровнемеры и сигнализаторы уровня.
Механический уровнемер УРМ-10А (НЛП «Укрцветметавтоматика») предназначен для периодического (по команде оператора) или повторного автоматического измерения уровня руды в бункерах в диапазонах 0-5 м, 0-10 м, 0-25 м с абсолютной погрешностью 0,1 м.
Принцип действия уровнемера основан на измерении положения зонда, подвешенного на гибком тросике, в момент касания его поверхности руды. Он обеспечивает измерение уровня по команде оператора, автоматическое периодическое измерение уровня, индикацию измеренного уровня на цифровом табло и сохранность информации до следующего замера.
В состав уровнемера входит измерительный механизм, который монтируется на бункере, и блок управления и индикации, который монтируется на щите оператора и имеет выходной токовый сигнал 4-20 мА и цифровой интерфейс К8 232; К.8 485.
Для контроля уровней в бункерах получают распространение радарные и ультразвуковые уровнемеры.
В радарных уровнемерах серии 5600 (ОАО «МЕТРАН») используется принцип бесконтактного радиолокационного измерения расстояния до уровня руды. Излученная антенной радиоволна отражается от поверхности руды и через определенное время, зависящее от скорости распространения и расстояния до поверхности руды, вновь попадает в антенну, где с помощью микропрограммного модуля происходит преобразование излученного и принятого сигнала. В результате на выходе образуется сигнал, частота которого равна разности частот принятого и излученного сигналов. По этой разности определяется расстояние до руды и вычисляется уровень заполнения бункера.
Уровнемер серии 5600 состоит из основного блока и модуля присоединения к бункеру, включая антенну. Прибор комплектуется дисплейной панелью, совместимой с полевой шиной FOUNDATIOU fieldbus, имеет аналоговый выходной сигнал 4-20 мА с цифровым сигналом на базе НАRТ-протокола, что позволяет встраивать его в АСУТП любой сложности. Абсолютная погрешность измерения ±5 мм.
Для контроля наличия руды в определенных точках бункеров и перегрузочных узлов могут использоваться электрические и радиометрические сигнализаторы уровня (кондуктометрические и гамма-реле), которые применяются для контроля верхних и нижних значений уровня.
Величина активной мощности электропривода зависит от расхода руды в дробилку, гранулометрического состава, физико-механических свойств исходной руды, количества руды в дробильной камере, ширины разгрузочной щели и т. д. Таким образом, этот показатель может служить параметром, косвенно характеризующим работу дробилки.
Величина активной мощности электропривода измеряется с помощью ваттметровых преобразователей, работающих в комплекте с измерительными трансформаторами тока и напряжения и преобразующими величину активной мощности в стандартный токовый сигнал 4-20 мА.
Наибольшее применение находят ваттметровые преобразователи типа Е800.
Уровень руды в дробильной камере отражает изменения параметров входного потока руды и состояния дробилки. Автоматический контроль уровня руды в дробилке необходим для контроля реализации системы стабилизации заполненности дробилки и для осуществления защиты от аварийного переполнения камеры дробления.
Этот параметр можно контролировать с помощью гамма-реле, для чего в стенках дробильной камеры делаются отверстия, которые с внутренней стороны заливаются легким сплавом во избежание засорения. Источник и приемник гамма-реле располагаются на противоположных стенках камеры дробления. Перекрытие пучка γ-лучей вызывает срабатывание сигнальных реле.
Для непрерывного контроля уровня руды в дробилке можно использовать устройство контроля заполнения дробилки рудой типа УКЗ-1, предназначенного для автоматического контроля уровня руды в конусных дробилках среднего и мелкого дробления со встроенной приемной воронкой.
В устройстве используется метод измерения акустического сигнала, излучаемого приемной-воронкой дробилки при подаче в нее исходного питания, с последующим преобразованием этого сигнала в электрический токовый сигнал.
Устройство состоит из акустического датчика ДТА-1, монтируемого на приемной воронке, и фильтра ФП-3, устанавливаемого на щите. Выходной токовый сигнал 0-5 мА дает возможность использовать устройство в системах автоматического контроля и регулирования.
Для контроля гранулометрического состава дробленого продукта используются способы, основанные на рассеве продукта на грохотах с последующим взвешиванием подрешетной и надрешетной фракции (ситовой метод) и измерении воздействия частиц потока пульпы на твердое тело, помещенное в этот поток.
Ситовой метод дает возможность определить гранулометрический состав по весовому соотношению между классами различной крупности. На базе этого метода созданы гранулометры для экспресс-анализа, которые обеспечивают анализ пробы массой 30 кг за 2-5 мин.
Приборы, основанные на измерении влияния потока руды на твердое тело, контролируют среднюю крупность дробленого материала косвенными методами. Если на пути падения потока руды поместить твердое тело, то при падении частиц материала на него будет действовать сила Р, определяемая средней крупностью потока dср : F = kdср.
Действие этой силы вызывает упругие колебания, амплитуда и частота которых зависят от средней крупности частиц потока руды. Преобразовав какой-либо параметр колебаний в электрический сигнал, можно использовать его в автоматических системах контроля и регулирования.
Воспринимающий элемент датчика может выполняться в виде плиты, пластины, стержня и т. п. В качестве преобразующих элементов используются телефонные капсюли, пьезокерамические элементы, индукционные элементы и т. д. Электрические импульсы, амплитуды которых пропорциональны массам подающих частиц, усиливаются и обрабатываются электронной схемой.
Ширина разгрузочной щели дробилки определяет крупность дробленого продукта и производительность дробильного агрегата. Изменение ширины разгрузочной щели может использоваться и в контурах автоматического управления. Технических средств непрерывного контроля ширины нет. Этот параметр контролируется обычно периодически пропусканием через дробилку свинцового бруска. Это неудобный, требующий много времени способ, который нельзя применять, когда дробилка находится под нагрузкой.
В дробилках, оборудованных гидравлической системой опоры главного вала, ширина разгрузочной щели может регулироваться при работе дробилки под нагрузкой. Для таких агрегатов ширину щели можно контролировать по положению главного вала, когда щель находится в закрытом положении.