球磨機實現(xiàn)自動控制的研究

球磨機的磨礦作業(yè)是礦石選礦前的一道必要工序，除了少部分單體解離度高的砂礦和高品位富礦之外，其他礦石都要經(jīng)過破碎和磨礦獲得理想的單體解離度后再進行選礦作業(yè)，磨礦作業(yè)常使用的設備是球磨機。

球磨機在礦物加工過程中起到了至關重要的地位，由于球磨機是否正常工作對整個磨礦過程至關重要，長期以來人們一直在致力于改進和完善球磨機的工作性能。球磨機自動控制一直是國內外礦物加工領域研究的難點，這主要是因為一般情況下球磨機都存在著返砂線路，從而導致磨礦回路存在著正反饋特性，所以單一參數(shù)的改變會導致系統(tǒng)失去平衡，保持平衡是球磨機自動控制的主要意義之一。

對其實現(xiàn)自動控制一直是眾多礦山企業(yè)追求的目標，因此各個研究單位都致力于獲得各類參數(shù)以直接或問接地反映磨機的工作情況，磨機桶壁振動法監(jiān)測磨機負荷是諸多測量方法中非常有潛力的一種手段。

從對球磨機自動控制的檢測手段來講，目前我們比較容易獲得的是給礦量、給水量、球磨機工作電流等一些外部變量，這些變量對于球磨機本身工作情況的反映并不充分，由此也引入了球磨機負荷檢測的諸多方法，這主要有接觸式測量與非接觸式測量兩種。

非接觸式測量

非接觸式測量主要以“電耳法”測量為代表，這種方法具有在線性、實時性高，安裝簡便等特點，但由于其非接觸測量，對獲得球磨機內部的信息較少，且其易受其他外部的聲音或振動等因素干擾，只能間接反映球磨機內部球料比的變化，因此應用的不是很廣泛。

接觸式測量

對于接觸式測量，桶壁的振動信號更可以直接反映球磨機內的運行狀態(tài)，準確度和靈敏度都有大幅度提高，但由于其供電、通訊及系統(tǒng)可靠性等方面的諸多限制，多數(shù)的研究還處于實驗室階段，還未見現(xiàn)場實際應用的先例。

在“十一五”期間，球磨機負荷接觸式測量取得了突破性進展，已經(jīng)找到若干種同工況相關的特征參數(shù)提取方法。解決在線性連續(xù)性測量成為這個研究方向的首要任務?；谶@些情況，現(xiàn)場工業(yè)應用主要按照如圖1方式進行設計。

上述方案主要將系統(tǒng)分為兩部分。球磨機振動信號采集部分在旋轉桶壁上進行連續(xù)數(shù)據(jù)采集，通過信號調理部分將振動模擬信號數(shù)字化，并以無線的方式發(fā)送出來。地面的數(shù)據(jù)接收處理部分將獲得的采集信號進行解碼，由信號處理單元對采集到的波形加以分析，后將結果傳遞到控制系統(tǒng)。

本系統(tǒng)采用了無線數(shù)據(jù)傳輸技術，將球磨機桶壁振動信號實時地傳遞到地面接收端，并進行了信號分析，實現(xiàn)負荷監(jiān)測。本設計從系統(tǒng)功耗和采集精度兩方面人手，找到合理的功耗、精度及無線傳輸實時性的平衡點，并對電子系統(tǒng)設計進行可靠性升級，從而使之成為能夠連續(xù)可靠運行的一款工業(yè)級產(chǎn)品。另外一方面，通過本系統(tǒng)設計及研究，找到了一種為大型移動、旋轉設備從電源配送到高精度信號采集、存儲、無線發(fā)送等一系列的在線分析解決方案，使原來對這類設備接觸式測量的一些成果可以盡快市場化，從而有效地為我國此類礦山企業(yè)的相關設備提供服務，提升我國在球磨機負荷在線監(jiān)測領域的儀器水平。

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