[發(fā)明專利]一種浮選槽液位自動控制裝置及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610149673.2
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105589478A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳蘭芳;王義順;柴山;孔彥虎
• 申請（專利權(quán)）人: 甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G05D9/12
• 分類號: G05D9/12
• 代理公司: 甘肅省知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 張景玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液位自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種浮選槽液位自動控制裝置及 方法。

背景技術(shù)

通常浮選液位控制系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的PID控制，傳統(tǒng)的PID控制本質(zhì)上屬于線性控 制，因此對于一些非線性很強的對象來說，控制效果具有先天的不足。浮選液位控制系統(tǒng)具 有多變量、純滯后、時變不確定的特點，液位影響因素多（給礦量、充氣量和加藥量等），采用 常規(guī)的PID控制，其效果不理想，系統(tǒng)響應(yīng)的調(diào)節(jié)時間較長，造成液位波動大，液位調(diào)節(jié)不穩(wěn) 定，氣動調(diào)節(jié)閥調(diào)整范圍大，在0—100%之間變化，容易造成氣動調(diào)節(jié)閥嚴重損壞，使得設(shè)備 成本費用高，影響礦漿和藥劑反應(yīng)時間，對提高金屬回收率和浮選精礦品位影響很大。

目前國內(nèi)浮選過程控制得到了較快的發(fā)展，但還存在一些問題：

1）自動化相關(guān)儀表還沒有突破性的進展，一些與礦漿相關(guān)的檢測儀表仍然存在可靠性 能差、測量精度不高、使用壽命短等問題，這些都是影響浮選過程控制應(yīng)用水平的重要因 素。

2）在浮選過程控制算法中，現(xiàn)在用的最多還是簡單的PID控制。雖然現(xiàn)在浮選控制 領(lǐng)域結(jié)合了很多優(yōu)化算法，例如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法以及專家系統(tǒng)等，但是這些 技術(shù)大都處于理論研究探討階段，實際應(yīng)用在浮選過程控制中高性能控制算法還不多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中浮選采用單一控制造成效果不理想、系統(tǒng)響 應(yīng)的調(diào)節(jié)時間較長、液位波動大、液位調(diào)節(jié)不穩(wěn)定、氣動調(diào)節(jié)閥調(diào)整范圍大、容易造成氣動 調(diào)節(jié)閥嚴重損壞以及影響礦漿和藥劑反應(yīng)時間等的技術(shù)問題，提供一種浮選槽液位自動控 制裝置。

本發(fā)明的另一個目的是為了提供一種浮選槽液位自動控制方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種浮選槽液位自動控制裝置，包 括液位控制裝置以及設(shè)置在浮選槽上的礦漿液位測量裝置和氣動調(diào)節(jié)閥，所述液位控制裝 置包括操作觸摸屏以及與操作觸摸屏相連的PLC模塊，所述PLC模塊包括集成處理器、電源 模塊和I/O模塊，所述集成處理器內(nèi)設(shè)有Fuzzy-PID復(fù)合控制器，所述I/O模塊分別與礦漿液 位測量裝置和氣動調(diào)節(jié)閥相連。

進一步地，所述礦漿液位測量裝置包括固定在浮選槽上的支架以及固定在支架上 的隔離筒，所述隔離筒的上方設(shè)有超聲波液位計，所述隔離筒內(nèi)設(shè)有浮球和反射盤，所述浮 球通過浮球連桿與反射盤相連，所述隔離筒頂部還設(shè)有沖洗水管。

進一步地，所述操作觸摸屏為威倫人機EB8000LED操作觸摸屏，所述操作觸摸屏 上設(shè)有液位調(diào)節(jié)手、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、氣動調(diào)節(jié)閥反饋柱狀圖CV、PID參數(shù)、液位設(shè)定值SP、液 位反饋值PV、氣動調(diào)節(jié)閥輸出OUT、液位設(shè)定柱狀圖和液位反饋柱狀圖，所述操作觸摸屏上 由液位調(diào)節(jié)手、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇手動、自動模式，手動模式下由氣動調(diào)節(jié)閥輸出OUT進行 氣動調(diào)節(jié)閥開度設(shè)置，自動模式下設(shè)置液位設(shè)定值SP、PID參數(shù)實現(xiàn)液位自動調(diào)節(jié)，并顯示 液位設(shè)定柱狀圖、液位反饋值PV、液位反饋柱狀圖和氣動調(diào)節(jié)閥反饋柱狀圖CV。

進一步地，所述集成處理器為西門子6ES7314-6CG03-0AB0集成處理器。

進一步地，所述PLC模塊位于液位控制儀表箱內(nèi)，所述液位控制儀表箱內(nèi)還設(shè)有DC 24V電源、端子排和供電空氣開關(guān)。

進一步地，所述氣動調(diào)節(jié)閥包括氣動執(zhí)行機構(gòu)、連桿和錐閥。

進一步地，所述氣動調(diào)節(jié)閥通過法蘭和螺栓安裝在鋼板上，所述鋼板固定在浮選 槽上。

一種浮選槽液位自動控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、在操作觸摸屏上由液位調(diào)節(jié)手、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇自動模式，對液位設(shè)定值 SP、PID參數(shù)進行設(shè)置；

步驟二、隔離筒內(nèi)的浮球隨著礦漿液面的上下波動上下動作并帶動反射盤上下運動， 超聲波液位計間接檢測到礦漿液位高度變化并將礦漿液面高度通過I/O模塊反饋到PLC模 塊中；

步驟三、PLC模塊計算液位反饋值PV與液位設(shè)定值SP之間的差Φ，即Φ=PV-SP；

步驟四、PLC模塊中的Fuzzy-PID復(fù)合控制器依據(jù)Φ值大小選擇液位控制方式：

∣Φ∣≤10mm，即液位反饋值PV與液位設(shè)定值SP相差小于10mm，液位波動相對較小，采用 PID控制調(diào)節(jié)；

∣Φ∣>10mm，即液位反饋值PV與液位設(shè)定值SP相差大于10mm，液位波動相對較大，采用 Fuzzy控制調(diào)節(jié)；