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(shè)備是球磨機。
球磨機在礦物加工過程中起到了關(guān)重要的地位,由于球磨機是否正常工作對整個磨礦過程關(guān)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(nèi)外礦物加工領(lǐng)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(dǎo)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(dǎo)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(nèi)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(nèi)部球料比的變化,因此應(yīng)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(nèi)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(yīng)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(guān)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(wù)。基于這些情況,現(xiàn)場工業(yè)應(yīng)用主要按照如圖1方式進行設(shè)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(zhuǎn)桶壁上進行連續(xù)數(shù)據(jù)采集,通過信號調(diào)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,終將結(jié)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(shù),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(shè)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(shè)計進行可靠性升級,從而使之成為能夠連續(xù)可靠運行的工業(yè)級產(chǎn)品。另外一方面,通過本系統(tǒng)設(shè)計及研究,找到了一種為大型移動、旋轉(zhuǎn)設(shè)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(shè)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(guān)設(shè)備提供服務(wù),提升我國在球磨機負荷在線監(jiān)測領(lǐng)域的儀器水平。
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