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中試程控加藥機
發布時間：2018-02-06
工作原理
浮選程控加藥機利用加藥電磁閥開口的大小及加藥的間隔時間來控制加藥閥的流量，在一定的周期時間內將藥劑間斷加入到緩沖導流槽內，然后通過管道連續地流入加藥點。用液位浮球閥控制恒壓箱的液位，使其保持恒定，藥劑通過恒壓箱下部的電磁閥添加，因為恒壓箱的液位恒定，同一種電磁閥在相同的時間內打開添加的藥劑是相同的，這樣利用PLC控制電磁閥在各加藥周期內保持相同的給藥時間而改變間斷時間就可以調節電磁閥的加藥量的大小。即對同一加藥閥，一次加藥時間和一次流量恒定，而每分鐘流量和周期可調。
加藥量與加藥周期
對某一加藥閥來說，選擇適量的給藥時間，測出在該時間內的給藥量q（ml）,當需要流量控制在Q(ml/min)時，則加藥周期T（精確到0.01s）為：
T＝60×q/Q
用PLC內部的計數器累計閥門的打開次數, 乘以閥門打開一次給出的液體藥劑量, 即是藥耗的累計數。
一次加藥量。在恒壓箱液面相對穩定時，用量杯連續3～5次測出加藥閥的加藥量，然后求出其平均值（精確到0.1ml）每分鐘添加量。初次投入運行時選擇工藝參數值輸入,在執行修正其他參數時此數值可不輸入,由程序自動取原值。每分鐘最小添加量由工藝員給定, 但各藥點最小添加量應大于一次加藥量的2/ 3。每分鐘最大添加值由工藝員給定,但(4000 ×每一次加入量/ 最大添加量) > 給藥時間。
加藥量標定
標定的意義在于一個標準加藥周期內(可調節) 設定一個合理的標定值,從而合理配置一個加藥周期內的加藥量,加藥時間。
加藥閥的加藥精度控制
在恒壓箱液位相對穩定時，根據測試電磁閥的流量調節范圍，選用適量的量杯連續三次準確接取電磁閥的加藥量，取平均值（精確到ml）得到該點一個周期內的平均加藥量（即每一次的加藥量q）,用秒表準確測出電磁閥連續執行三個周期的總時間 ，取平均值（精確到0.1s）得到加藥周期T。
給定的加藥量
當控制精度超過±2％時，則超差需要修正，修正的方法是將測出的每一次加藥量數用“給藥給定參數的修正”模塊替換原每一次加藥量數。
技術特點
根據設計和生產運行情況，利用PLC中的高速定時器和比較判斷接點,通過簡單的編程實現電磁閥通、斷電控制, 以此為核心編制出PLC 程序(見圖2) 。設計系統主要實現以下功能：
每點流量數控制：當流量為零時即停藥，在限定的范圍內可連續調整各加藥點的加藥量，數據輸入后，開機或停電數據不會消失，開車時，只要合上開關即可。
工藝指令限量：當輸入值超出值超出限量給藥量值時，數據顯示無效，提示仍按原設定值工作。
單點藥劑用量累計：按選礦工藝分類計算藥劑用量，交班時自動計算系統各班用藥量，并打印報表，數據可存備盤備查。
與上位機通訊：可接收磨浮自控系統藥劑自動調節信號，自動調節與手動調節之間可靈活自動轉換。
設備配置
恒壓箱配置：根據設計及現場生產工藝情況，我們選用了聚乙烯（HDPE）板做為恒壓箱的材料，聚乙烯板（HDPE板）熔點約為130℃，相對密度為0.941~0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好。介電性能，耐環境應力開裂性亦較好。聚乙烯板無臭，無毒，手感似蠟，具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70～-100℃)，化學穩定性好，能耐大多數酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性能優良；密度低；韌性好（同樣適用于低溫條件）；拉伸性好；電氣和介電絕緣性好；吸水率低；水汽滲透率低；化學穩定性好；抗張性；無毒無害。
電磁閥配置：根據生產工藝情況，我們自行設計了特自電磁閥，采用聚乙烯材料加工制作閥體及閥芯。這種材料化學穩定性好，能耐大多數酸堿藥劑。
浮球閥配置：球采用SUS304不銹鋼材料，閥采用聚乙烯材料，抗腐蝕，耐酸堿。
應用效果
浮選程控加藥機自2013年12月投入試運行以來，實現了3個系列，6種藥劑的自動添加。該系統投入使用以來，極大地提高了生產過程中加藥的精準性和速度，對提高選礦的經濟技術指標起到了很大的作用。同時，PLC可靠性程度高，解決了以往加藥的漏藥、缺藥現象。PLC自動控制加藥系統結構簡單，自動化程度高，便于頻繁起動，減輕了工人的勞動強度，使其脫離了惡劣的工作環境，經濟效益顯著，根據2014年初步統計，僅選礦藥劑損耗節約120多萬元。
結論
浮選程控加藥機自投產至今已運行一年時間，實踐證明，該系統具有以下優點。
1、加藥機控制主機采用西門子S7-200PLC控制器與西門子觸摸屏TP170A組成小型自動解決方案。利用可編程序控制器的專用算法動態控制浮選藥劑的添加量。顯示器與控制室同步顯示，驅動回路采用無觸點開關——固態繼電器（SSR），整機做成模塊式結構，使整個加藥系統配置靈活，結構合理，介面良好，功能強，易擴展，可靠性高，操作簡便，維修方便等優點。
2、實用性廣、控制精度高。 石灰乳、水玻璃等各種酸堿藥劑都能添加，各種藥劑的添加量均能滿足工藝的要求。PLC自動加藥機數控值與實測值的平均相對誤差基本控制在±4.0 %以內,遠遠超過人工控制精度。
3、操作界面漢化，結果表格化。加藥機系統通過本身配置的通訊模塊，與計算機相連，可在計算機上設置所有操作(加藥閥的每分鐘添加量，系統開停機，單點停藥，初始參數修正等）。各系統加藥量、本班藥劑消耗等信息可打印成表格，操作維護方便。
4、控制智能化。各加藥點流量設定最大、最小工藝限定值，系統加藥點流量值每隔20s顯示一次，實際加藥量與控制偏差，計算操作口令設置等功能，從而消除藥劑跑、冒、滴漏等浪費現象及防止改動和違反藥劑工藝條件現象。
5、PLC系統設置的多項功能，對加強選礦工藝流程的管理，規范操作，提高選礦指標，降低藥劑消耗，減輕工人勞動強度，改善生產環境，有明顯的經濟效益和社會效益。
