0前言
江西銅業集團公司德興銅礦大山選礦廠設計能力為日處理礦石6.0萬t，其中磨礦有8臺p5.5 x8.5m溢流型球磨機，整個磨礦浮選系統應用先進的從美國艾默生過程控制公司引進的DeltaV DCS控制系統控制。球磨機、砂泵、分級旋流器等磨礦回路的計算機集散控制系統，包括定值給礦、比例給水、磨礦濃度定值調節、泵池液位、砂泵轉速自動調節等。
1、磨礦浮選控制系統檢測儀表及工藝參數
為了對球磨機各工藝參數進行有效監控，每臺球磨機安裝的主要儀表有：
測量溢流流量濃度細度的芬蘭奧托昆普產MPS200型在線粒度分析儀；測量給礦量的三原電子皮帶秤；測量旋流器給礦濃度流量，N系列1射線濃度計；測量給礦補加水的科隆電磁流量計；測量泵池補加水的電磁流量計；1151LLT壓力變送器；測量泵池液位的VEGA泵池液位計；電機及球磨機溫度檢測儀表；測量砂泵轉速的測速儀；不同型號的氣動執行器（調節閥）等。
通過這些儀表的檢測數據就可以計算出球磨機的相關參數。球磨機工藝參數范圍如下所示：
磨礦濃度% 70—75
旋流器溢流濃度% 33+1
0.18mm含量% <10
-0.074mm含量% >65
旋流器分級壓力 kg/cm2 0.4～0.6
泵池補加水t/h 550—600
給礦補加水t/h 100—120
臺效t/h 330～360
循環負荷% 300～400
2 、DeltaV控制系統
磨礦浮選控制系統整個系統以DeltaV為中心，各子系統和現場儀表通過不同的方式與其他通訊共同完成磨礦和浮選二大生產工藝流程的過程控制和監測。DeltaV是磨浮控制系統的核心，它由操作站、工程師站、應用站、控制器及I/O模塊和網絡設備組成。操作站通過友好的用戶操作界面、高級圖形、實時和歷史趨勢、過程報警、管理和診斷等功能實現系統的集中操作和監測。工程師站用于過程控制軟件的組態、下裝和程序、數據庫的管理，工程師站可用作操作站。應用站用于支持Delta V系統與其它通訊網絡（如：工廠管理網LAN）之間的連接，運行第三方應用軟件包（如：奧托昆普的ACT軟件）并將數據鏈接到Delta V系統中。
3 、ACT的控制機理
為了發揮8臺球磨機的最大效用，根據磨礦分級工藝特點，按照在確保磨礦細度前提下最大限度提高球磨機臺效的原則，該廠引進了芬蘭奧托昆普公司推出的ACT(Advanced Control Tool)軟件，以擴大整個控制系統的功能及提高可控性等。ACT使用狀態邏輯控制方法，通過OPC (OLE For ProcessControl)技術從DeltaV系統中采集數據經ACT技術修改DeltaV PID控制回路的設定值，從而達到ACT控制目標。
ACT控制有2種主要的實現方法：State LogicControl(狀態邏輯控制)和Fuzzy Logic Control(模糊邏輯控制)，在編輯ACT項目時，這2種實現方法可以和歷史數據、內部變量等組合在一起，如圖1。
在ACT模糊邏輯控制中只有一個或二個輸入（測量值）和一個輸出，輸出是一個控制變量的改變值或一個絕對值（軟傳感器）。
狀態邏輯控制是一種基于規則的控制方法，在一個ACT狀態控制中包含一個或多個狀態，而每一個狀態由條件、延時、優先級、動作組成。見圖2。
模糊邏輯控制也是一種基于規則的控制方法，但它更適合于解決現場有不精確狀態和規則非線性的控制問題。這種問題不可能或非常難用數學分析來設計模型，只有應用模糊邏輯控制才能解決。
在模糊邏輯控制中主要有三種操怍，一是根據成員功能對輸入進行模糊化；二是輸入變量模糊化后形成的語句值，在基礎規則中進行評價，規則是模糊邏輯控制的核心，它定義當輸入發生變化時應該做什么，它由IF - -rHEN語句組成；三是非模糊化既根據基礎規則作推理。非模糊化就是按照成員功能和非模糊化類型、方法選擇輸出變量將語句結果轉化成數據表。
4、大山選礦廠磨礦ACT的設計
大山選礦廠ACT控制系統目前僅使用狀態邏輯控制方法，通過OPC(OLE For Process Control)技術從DeltaV系統中采集數據經ACT技術修改DeltaV PID控制回路的設定值，從而達到ACT控制目標，見圖2。根據磨礦分級工藝特點，按照“在確保磨礦細度的前提下最大限度提高球磨臺效”的原則，設計ACT項目。該項目包含8個狀態控制分別用于8臺磨機，標識號為1～8，每個狀態控制獨立運行互不干擾，其運行的基本條件是：
給礦量（6min平均值）大于給礦的最低限定值；
磨機功率大于3000kW(表明磨機正常運行)；
泵池液位大于20%；
給礦補加水大于90t/h；
泵池補加水大于500t/h；
前給水的測量值和設定值之間的偏差在10以內：
補加水測量值和設定值之間的偏差在20以內；
旋流器溢流濃度在29010和35%之間；
-0.074mm在50qo和80%之間；
0.18mm在2%和7%之間。
溢流濃度、-0.074mm、0.18mm的采集數據有一定的變化幅度（用于判別異常情況）。每個球磨機狀態控制都包含12個狀態，它們分別是：
(1)降低磨機的磨礦濃度。條件：當前給礦濃度比設定值高+2。延遲：60s優先權，0動作，給礦補加水加2t/h；
(2)提高磨機的磨礦濃度。條件：當前給礦濃度比設定值低-2。延遲：60s優先權，0動作，給礦補加水減2 t/h；
(3)降低旋流器溢流濃度。條件：6min內平均溢流濃度高于設定值加上有限的偏差。延遲：60s優先權，O動作，泵池補加水加2 t/h；
(4)提高旋流器溢流濃度。條件：6min內平均溢流濃度低于設定值減去有限的偏差。延遲：60s優先權．0動作，泵池補加水減2 t/h；
(5)濃度調整（修改給礦補加水的設定值）。條件：當前磨礦濃度大于等于設定值減2和當前磨礦濃度小于等于設定值加2。廷遲：20s優先權，0動作，調節修改給礦補加水的設定值；
(6)旋流器壓力低。條件：旋流器壓力低于設定的最小值，和（磨機小時平均功率小于等于磨機最大限定功率或PSI-0.074mm含量大于等于低限值或給礦量小于等于最大值）。延遲：10s優先權，1動作，無；說明：括號內任一條件不滿足，該狀態不滿激活，括號內條件要求降低給礦量。
(7)旋流器壓力高。條件：旋流器壓力高于設定的最大值，和（磨機小時平均功率小于等于磨機最大限定功率或PSI-0.074mm含量大于等于低限值或給礦量小于等于最大值）。延遲：10s優先權，1動作，無；說明：括號內任一條件不滿足，該狀態不滿激活，括號內條件要求降低給礦量。
(8)泵池液位到限定。條件：泵池液位高于等于高限，和（磨機小時平均功率小于等于磨機最大限定功率或i廊數卿74mm含量大于等于低限值或給礦量小于等于最大限定值）。延遲：20s優先權．2動作，無；說明：括號內任一條件不滿足，該狀態不滿激活，括號內條件要求降低給礦量。該狀態有效時，不能增大給礦量。
(9)泵池液位最高。條件：泵池液位高于最高限制，和（磨機小時平均功率小于等于磨機最大限定功率或PSI-0.074mm合量大干等于低限值或給礦量小于等于最大值或給礦設定值減步長大于等于最低限定值）。延遲：lOs優先權，2動作，給礦量減小一步長；說明：括號內任一條件不滿足，該狀態不激活，括號內條件要求降低給礦量。泵池液位有嚴重性問題，如問題不在短期內解決，ACT狀態控制空間，放棄控制直到基本條件滿足。
(10)降低磨機給礦量。條件：PSI-0.074mm含量小于低限值或泵池液位高于最高限制或磨機小時平均功率大于磨機最大限定功率或給礦量減步長大于等于最低限定值）。延遲：600s優先權，3動作，給礦量減小一個步長；
(11)提高磨機給礦量。條件：旋流器溢流細于等于高限值和泵池液位低于等于最高限制和磨機小時平均功率小于磨機高限定功率和給礦量加步長小于最高限定值）。延遲：1200s優先權，3動作，給礦量增大一個步長；
(12)磨機給礦在正常限定。當其他條件不滿足．此條件總是有效。延遲：10s優先權，4動作，無
從ACT軟件設計的程序來看，ACT控制會首先調整磨機的磨礦濃度，調整旋流器溢流濃度、壓力等，條件滿足時調整磨機給礦。在泵池液位太高時．ACT控制有動作，但是根本措施由操作員采取，如問題久未解決，ACT放棄控制，直剄基本條件滿足。
在Delta V DCS控制下，調節磨機的磨礦濃度，調節旋流器溢流濃度，調節磨機給礦，濃度調整等所有動作由操作員自己操縱執行。
因此，ACT軟件控制與Delta V DCS控制相比，磨機的各項工藝參數在不停調節，無須由操作員來發出命令。ACT是屬于應用層的一種應用軟件，其控制依據來源于DCS系統。因此，ACT軟件控制離不開Delta V DCS控制的支持。沒有現場儀表及Delta V DCS控制的支持，ACT軟件猶如無本之木，根本無法運用。此外，當基本條件滿足不了時，ACT放棄控制，此時必須在Delta V DCS的控制下，磨機方可正常工作。
5 、ACT使用效果
2001年11月完成磨礦ACT控制軟件組態后，首先選擇8#球磨機投入ACT控制，調整一些控制參數，并與Delta V DCS控制的釅球磨機進行比較，經過20d的連續運行，在相同的供礦條件下，#8球處理礦石15 0041.5t．伊球磨機處理礦石147696.7t，8#球磨機比6#球磨機提高臺時效率5t/h，同時8#球磨機的濃細度要比釅球磨機好，隨后對其他各球都進行了ACT控制試驗，從試驗結果來看，當粒度儀及其他儀表正常運行、磨機供礦平穩、礦石性質變化不大的情況下，都能提高一定的球磨機處理臺時效率，與設計要求基本吻合。在大山選礦廠，每臺磨機提高臺時效率5t/h相當于每年多處理30萬t礦石，有利于降低成本。
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