一种基于泡沫图像分析仪的浮选机产率控制装置

摘要

本发明公开了一种基于泡沫图像分析仪的浮选机产率控制装置，包括人机界面、检测装置、智能控制器和执行机构，人机界面用于输入关于浮选机产率的设定参数；检测装置用于检测浮选机运行状态的实际参数；智能控制器用于根据所述人机界面设定的参数对所述检测装置检测的实际参数进行对比分析，自动处理冒槽的异常情况，以确保浮选机表面泡沫移动速度符合设定，且使浮选机泡沫厚度保持在上下限范围之内；执行机构用于根据所述智能控制器的分析结果执行所述智能控制器下达的结果动作，实现相应的调节控制。该装置能够直接设定浮选机表面泡沫移动速度，与浮选机产率线性度更好，反应速度更快，极大降低了浮选工操作频率。

说明书

技术领域

本发明涉及应用工业自动控制技术领域，尤其涉及一种基于泡沫图像分析仪的浮选机产率控制装置。

背景技术

浮选流程是选矿生产的重要环节之一，浮选流程的稳定性直接影响了浮选生产指标和整个选矿厂的经济指标，因此实现浮选流程的稳定化控制是异常重要而有意义的工作，而浮选流程的稳定化控制是浮选生产中的一个难题。现有技术中浮选机控制常用的方式是通过两个单回路，第一个回路先稳定浮选机充气量，然后再通过第二个回路调整浮选机泡沫实际厚度，在控制程序上两个回路是完全分开不直接产生影响，但是实际生产中，两个回路的动作结果会相互影响，而这部分工作是由浮选工来进行权衡和调整。上述浮选机控制方式存在如下问题：

虽然浮选机泡沫实际厚度与浮选机产率具有一定的相关性，但与浮选机产率线性度不够理想，随着矿石性质的变化要保持浮选机溢流稳定，需要不断调整浮选机泡沫厚度的设定，经过观察和数据比对发现，这样的变化可能在几分钟之内多次出现；在反映浮选机状态变化的灵敏度及精度方面，浮球测量浮选机泡沫实际厚度明显不如泡沫图像分析仪测量浮选机表面泡沫移动速度；经过数据分析以及与浮选工的反复沟通，发现现有方法的组织模式与人的思维方式有差别，浮选工能够直接观察到的只有浮选机表面泡沫流出情况，这也是浮选工调节浮选机泡沫厚度设定与浮选机充气量设定的主要依据，但这个过程需要浮选工根据经验把看到的现象转换为相应的泡沫厚度设定及浮选机充气量设定的，因此在浮球异常或故障时，浮选工仍然可以进行类似的转换，即将观察到的现象转换为调整浮选机锥阀开度，以及浮选机充气量设定值。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于泡沫图像分析仪的浮选机产率控制装置，该装置能够直接设定浮选机表面泡沫移动速度，与浮选机产率线性度更好，反应速度更快，极大降低了浮选工操作频率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于泡沫图像分析仪的浮选机产率控制装置，所述装置包括人机界面、检测装置、智能控制器和执行机构，其中：

所述人机界面用于输入关于浮选机产率的设定参数；该设定参数具体包括：浮选机给风量设定值、浮选机给风量设定优化上限、浮选机给风量设定优化下限、浮选机表面泡沫移动速度设定区间、浮选机锥阀连锁上限、浮选机锥阀连锁下限、浮选机泡沫厚度上限设定、浮选机泡沫厚度下限设定、浮选机泡沫厚度下下限设定、浮选机泡沫厚度下下限保护设定；

所述检测装置用于检测浮选机运行状态的实际参数；该实际参数具体包括：浮选机实际给风量、浮选机表面泡沫实际移动速度、浮选机泡沫实际厚度；

所述智能控制器用于根据所述人机界面设定的参数对所述检测装置检测的实际参数进行对比分析，自动处理冒槽的异常情况，以确保浮选机表面泡沫移动速度符合设定，且使浮选机泡沫厚度保持在上下限范围之内；

其中，所述智能控制器包括四个异常处理逻辑，分别为：泡沫厚度异常处理逻辑、锥阀上下限连锁异常处理逻辑、图像异常处理逻辑、浮球液位计异常处理逻辑；以及两个主控制逻辑，分别为：泡沫速度—锥阀单闭环主逻辑、泡沫厚度—充气量—充气阀门双闭环主逻辑；

所述执行机构具体包括浮选机锥阀和充气量调节阀门，用于根据所述智能控制器的分析结果执行所述智能控制器下达的结果动作，实现相应的调节控制。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述装置能够直接设定浮选机表面泡沫移动速度，与浮选机产率线性度更好，反应速度更快，从而解决了因矿石性质变化等因素引起的产率变化需要手动修改设定的问题，极大降低了浮选工操作频率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的基于泡沫图像分析仪的浮选机产率控制装置结构示意图；

图2为使用本发明实施例所述装置前后的浮选机表面泡沫移动速度4小时变化曲线示意图；

图3为本发明实施例所举实例的装置布局示意图；

图4为本发明实施例所举实例的另一装置布局示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的基于泡沫图像分析仪的浮选机产率控制装置结构示意图，所述装置主要包括人机界面、检测装置、智能控制器和执行机构，其中：

所述人机界面用于输入关于浮选机产率的设定参数；该设定参数具体包括：浮选机给风量设定值、浮选机给风量设定优化上限、浮选机给风量设定优化下限、浮选机表面泡沫移动速度设定区间、浮选机锥阀连锁上限、浮选机锥阀连锁下限、浮选机泡沫厚度上限设定、浮选机泡沫厚度下限设定、浮选机泡沫厚度下下限设定、浮选机泡沫厚度下下限保护设定；

所述检测装置用于检测浮选机运行状态的实际参数；该实际参数具体包括：浮选机实际给风量、浮选机表面泡沫实际移动速度、浮选机泡沫实际厚度；且所述实际参数最小更新周期均小于1秒，以满足实时控制的需求；

所述智能控制器用于根据所述人机界面设定的参数对所述检测装置检测的实际参数进行对比分析，自动处理冒槽的异常情况，以确保浮选机表面泡沫移动速度符合设定，且使浮选机泡沫厚度保持在上下限范围之内；

所述执行机构具体包括浮选机锥阀和充气量调节阀门，用于根据所述智能控制器的分析结果执行所述智能控制器下达的结果动作，实现相应的调节控制。

具体实现中，上述智能控制器可以包括四个异常处理逻辑，分别为：泡沫厚度异常处理逻辑、锥阀上下限连锁异常处理逻辑、图像异常处理逻辑、浮球液位计异常处理逻辑；

以及两个主控制逻辑，分别为：泡沫速度—锥阀单闭环主逻辑、泡沫厚度—充气量—充气阀门双闭环主逻辑。

进一步的，所述泡沫速度—锥阀单闭环主逻辑的过程具体为：

当所述智能控制器判断浮选机表面泡沫实际移动速度与浮选机表面泡沫移动速度设定区间之间存在偏差时，所述智能控制器控制所述执行机构的浮选机锥阀进行操作，通过开阀或关阀，以减少或增加浮选机泡沫溢流量，从而减小或增加浮选机表面泡沫实际移动速度；

所述泡沫厚度—充气量—充气阀门双闭环主逻辑进一步包括泡沫厚度—充气量外闭环回路和充气量—充气阀门内闭环回路，其中：

所述泡沫厚度—充气量外闭环回路的处理过程为：

当所述智能控制器判断浮选机泡沫实际厚度大于等于浮选机泡沫厚度上限设定时，所述智能控制器根据浮选机泡沫实际厚度与浮选机泡沫厚度上限设定的相对关系，在浮选机给风量设定优化下限范围内减小浮选机给风量设定值，以实现降低浮选机泡沫实际厚度的效果；

当所述智能控制器判断浮选机泡沫实际厚度小于等于浮选机泡沫厚度下限设定时，所述智能控制器根据浮选机泡沫实际厚度与浮选机泡沫厚度下限设定的相对关系，在浮选机给风量设定优化上限范围内增加浮选机给风量设定值，以实现增加浮选机泡沫实际厚度的效果；

当所述智能控制器判断浮选机泡沫实际厚度大于浮选机泡沫厚度下限设定，且小于浮选机泡沫厚度上限设定时，所述智能控制器保持浮选机给风量设定值不变；

所述充气量—充气阀门内闭环回路的处理过程为：

所述智能控制器根据浮选机给风量设定值自动调节所述执行机构中的充气量调节阀门，使浮选机实际给风量达到浮选机给风量设定值，保持浮选机泡沫实际厚度在浮选机泡沫厚度下限设定至浮选机泡沫厚度上限设定之间。

另外，所述泡沫厚度异常处理逻辑的处理过程为：

当所述智能控制器判断浮选机泡沫实际厚度小于等于浮选机泡沫厚度下下限设定时，所述智能控制器按照浮选机泡沫厚度下下限保护设定对所述执行机构中的浮选机锥阀进行调节，暂时减少溢流，以避免浮选机冒槽；当浮选机泡沫厚度稳定且达到设定区间后，重新使浮选机溢流恢复到设定值；如果恢复时再次出现浮选机泡沫实际厚度小于浮选机泡沫厚度下下限设定的情况，则重复以上过程，达到既要浮选机泡沫溢流，又要避免冒槽矿浆流出的目标。

所述锥阀上下限连锁异常处理逻辑具体包括浮选机表面泡沫实际移动速度、浮选机给风量设定值及充气阀门三者构成的双闭环回路，具体处理过程为：

当所述智能控制器判断浮选机锥阀开度超过浮选机锥阀连锁上限时，所述智能控制器根据浮选机表面泡沫实际移动速度与浮选机表面泡沫移动速度设定区间的相对关系优化浮选机给风量设定；其中，如果浮选机表面泡沫实际移动速度小于浮选机表面泡沫移动速度设定区间，则所述智能控制器在浮选机给风量设定优化上限范围内增加浮选机给风量设定值；如果浮选机表面泡沫实际移动速度大于浮选机表面泡沫移动速度设定区间，则所述智能控制器在浮选机给风量设定优化下限范围内减小浮选机给风量设定值；以弥补浮选机锥阀控制能力不足的现象，辅助稳定浮选机表面泡沫实际移动速度：

当所述智能控制器判断浮选机锥阀开度超过浮选机锥阀连锁下限时，所述智能控制器根据浮选机表面泡沫实际移动速度与浮选机表面泡沫移动速度设定区间相对关系自动的优化浮选机给风量设定；其中，如果浮选机表面泡沫实际移动速度小于浮选机表面泡沫移动速度设定区间，则所述智能控制器在浮选机给风量设定优化上限范围内增加浮选机给风量设定值；如果浮选机表面泡沫实际移动速度大于浮选机表面泡沫移动速度设定区间，则所述智能控制器在浮选机给风量设定优化下限范围内减小浮选机给风量设定值；从而在浮选机锥阀调节能力不足时，辅助调节，以稳定浮选机表面泡沫实际移动速度；

具体实现中，所述智能控制器根据浮选机给风量设定值自动调节所述执行机构中的充气量调节阀门，使浮选机实际给风量达到浮选机给风量设定值，从而在浮选机锥阀调节能力不足时，辅助调节，以稳定浮选机表面泡沫实际移动速度。

所述图像异常处理逻辑的处理过程为：

当所述智能控制器检测到泡沫图像分析仪检测出现异常时，自动切换为传统的浮选机泡沫厚度加充气的控制方式，其中：

所述智能控制器根据浮选机给风量设定值自动调节所述执行机构中的充气量调节阀门，使浮选机实际给风量达到浮选机给风量设定值；所述智能控制器自动调节所述执行机构中的浮选机锥阀，使浮选机泡沫实际厚度保持在泡沫图像分析仪故障时的状态；

这里，图像异常处理逻辑目的是保持泡沫图像分析仪故障时的状态不变，并报警提示，以实现平稳过度，待修复后，所述智能控制器按照正常逻辑运行。

所述浮球液位计异常处理逻辑的处理过程为：

当所述智能控制器检测到浮球液位计异常时，所述智能控制器执行所述泡沫速度—锥阀单闭环主逻辑，以及泡沫厚度—充气量—充气阀门双闭环主逻辑；

待修复后，所述智能控制器按照正常逻辑运行。

具体实现中，需在浮选机每个槽体设置充气管道，并在充气管道上安装流量计和风量控制阀门，并在浮选机上安装泡沫图像分析仪，以及在浮选机上安装浮球液位计测量浮选机泡沫实际厚度。

具体实现中，上述装置的处理流程具体为：

首先在人机界面中设置参数及采集数据，在其中输入关于浮选机产率的设定参数，所述设定包括：浮选机给风量设定值、浮选机给风量设定优化上限、浮选机给风量设定优化下限、浮选机表面泡沫移动速度设定区间、浮选机锥阀连锁上限、浮选机锥阀连锁下限、浮选机泡沫厚度上限设定、浮选机泡沫厚度下限设定、浮选机泡沫厚度下下限设定、浮选机泡沫厚度下下限保护设定；

然后利用检测装置采集浮选机运行状态的实际参数，所述实际参数包括：浮选机实际给风量、浮选机表面泡沫实际移动速度、浮选机泡沫实际厚度；

再由智能控制器优先判断设备状态是否正常，其次判断系统状态，并根据判断结果执行以下操作：

当泡沫图像分析仪正常，且浮选机泡沫实际厚度大于浮选机泡沫厚度下下限设定时，选择运行泡沫速度——锥阀单闭环主逻辑；

当浮选机锥阀开度未触发连锁时，选择运行泡沫厚度——充气量——充气阀门双闭环主逻辑；

当浮选机泡沫实际厚度小于等于浮选机泡沫厚度下下限设定时，选择运行泡沫厚度异常处理逻辑；

当浮选机锥阀开度触发连锁时，选择运行锥阀上下限连锁异常处理逻辑；

当泡沫图像分析仪异常时，选择运行图像异常处理逻辑；

当浮球液位计异常时，选择运行浮球液位计异常处理逻辑。

如图2所示为使用本发明实施例所述装置前后的浮选机表面泡沫移动速度4小时变化曲线示意图，可以看出：在使用本发明装置前的2小时，浮选机表面泡沫移动速度起伏较大，产率很不稳定；使用本发明装置后的2小时，浮选机表面泡沫移动速度被控制在一个较小的区域范围内，从而使浮选机产率稳定可控，其中浮选机表面泡沫移动速度单位为mm/s。

下面以具体实例对上述装置的实现过程进行详细描述：

实例1、如图3所示为本发明实施例所举实例的装置布局示意图，所述人机界面与所述智能控制器集成在一台计算机上；所述智能控制器通过Modbus TCP与所述检测装置中的泡沫图像分析仪相连，采集泡沫图像分析仪分析结果。所述智能控制器通过OPC与DCS系统相连，DCS系统通过Profibus DP与就地操作箱相连，就地操作箱通过电缆与所述检测装置中的检测浮选机实际给风量的流量计，以及检测浮选机泡沫实际厚度的浮球液位计相连，同时就地操作箱通过电缆与所述执行机构相连。

以上所述DCS系统及所述就地操作箱均为所述智能控制器与所述检测装置及所述执行机构相连的中间媒介。

实例2、如图4所示为本发明实施例所举实例的另一装置布局示意图，所述人机界面与所述智能控制器集成在一台计算机上；所述智能控制器通过Modbus TCP与所述检测装置中的泡沫图像分析仪相连，采集泡沫图像分析仪分析结果。所述智能控制器通过OPC与DCS系统相连，DCS系统通过Profibus DP与就地操作箱相连，就地操作箱通过电缆与所述检测装置中的检测浮选机实际给风量的流量计，以及检测浮选机泡沫实际厚度的浮球液位计相连，同时就地操作箱通过电缆与所述执行机构相连。以上所述DCS系统及所述就地操作箱均为所述智能控制器与所述检测装置及所述执行机构相连的中间媒介。

该实例2与实例1的区别在于：

1.所述实施例2为双槽浮选机，所述实施例1为单槽浮选机；

2.所述实施例2中泡沫图像分析仪应安装在溢流量最大的槽体上；

3.所述实施例2中有两个所述充气量——充气阀门内闭环回路，具体应根据两个槽体溢流情况判断，安装泡沫图像分析仪的槽体的所述充气量——充气阀门内闭环回路按照所述实施例1的方式运行，未安装泡沫图像分析仪的体的所述充气量——充气阀门内闭环回路或相同的方式运行，此情况即为所述实施例1；或单独运行不做调节，此情况即为实施例1加充气量——充气阀门单闭环回路，均为本发明可轻易想到的变化或替换。

值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。