0前言
    江西銅業(yè)集團公司德興銅礦大山選礦廠設(shè)計能力為日處理礦石6.0萬t，其中磨礦有8臺p5.5 x8.5m溢流型球磨機，整個磨礦浮選系統(tǒng)應(yīng)用先進(jìn)的從美國艾默生過程控制公司引進(jìn)的DeltaV DCS控制系統(tǒng)控制。球磨機、砂泵、分級旋流器等磨礦回路的計算機集散控制系統(tǒng)，包括定值給礦、比例給水、磨礦濃度定值調(diào)節(jié)、泵池液位、砂泵轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)等。
1、磨礦浮選控制系統(tǒng)檢測儀表及工藝參數(shù)
   為了對球磨機各工藝參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)控，每臺球磨機安裝的主要儀表有：
   測量溢流流量濃度細(xì)度的芬蘭奧托昆普產(chǎn)MPS200型在線粒度分析儀；測量給礦量的三原電子皮帶秤；測量旋流器給礦濃度流量，N系列1射線濃度計；測量給礦補加水的科隆電磁流量計；測量泵池補加水的電磁流量計；1151LLT壓力變送器；測量泵池液位的VEGA泵池液位計；電機及球磨機溫度檢測儀表；測量砂泵轉(zhuǎn)速的測速儀；不同型號的氣動執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）等。
    通過這些儀表的檢測數(shù)據(jù)就可以計算出球磨機的相關(guān)參數(shù)。球磨機工藝參數(shù)范圍如下所示：
    磨礦濃度%        70—75
    旋流器溢流濃度%  33+1
    0.18mm含量%     <10
    -0.074mm含量%    >65
    旋流器分級壓力    kg/cm2  0.4～0.6
    泵池補加水t/h     550—600
    給礦補加水t/h     100—120
    臺效t/h    　　　　330～360
    循環(huán)負(fù)荷%　　　　300～400
2 、DeltaV控制系統(tǒng)
    磨礦浮選控制系統(tǒng)整個系統(tǒng)以DeltaV為中心，各子系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表通過不同的方式與其他通訊共同完成磨礦和浮選二大生產(chǎn)工藝流程的過程控制和監(jiān)測。DeltaV是磨浮控制系統(tǒng)的核心，它由操作站、工程師站、應(yīng)用站、控制器及I/O模塊和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。操作站通過友好的用戶操作界面、高級圖形、實時和歷史趨勢、過程報警、管理和診斷等功能實現(xiàn)系統(tǒng)的集中操作和監(jiān)測。工程師站用于過程控制軟件的組態(tài)、下裝和程序、數(shù)據(jù)庫的管理，工程師站可用作操作站。應(yīng)用站用于支持Delta V系統(tǒng)與其它通訊網(wǎng)絡(luò)（如：工廠管理網(wǎng)LAN）之間的連接，運行第三方應(yīng)用軟件包（如：奧托昆普的ACT軟件）并將數(shù)據(jù)鏈接到Delta V系統(tǒng)中。
3 、ACT的控制機理
    為了發(fā)揮8臺球磨機的最大效用，根據(jù)磨礦分級工藝特點，按照在確保磨礦細(xì)度前提下最大限度提高球磨機臺效的原則，該廠引進(jìn)了芬蘭奧托昆普公司推出的ACT(Advanced Control Tool)軟件，以擴大整個控制系統(tǒng)的功能及提高可控性等。ACT使用狀態(tài)邏輯控制方法，通過OPC (OLE For ProcessControl)技術(shù)從DeltaV系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)經(jīng)ACT技術(shù)修改DeltaV PID控制回路的設(shè)定值，從而達(dá)到ACT控制目標(biāo)。
    ACT控制有2種主要的實現(xiàn)方法：State LogicControl(狀態(tài)邏輯控制)和Fuzzy Logic Control(模糊邏輯控制)，在編輯ACT項目時，這2種實現(xiàn)方法可以和歷史數(shù)據(jù)、內(nèi)部變量等組合在一起，如圖1。

    在ACT模糊邏輯控制中只有一個或二個輸入（測量值）和一個輸出，輸出是一個控制變量的改變值或一個絕對值（軟傳感器）。
  　狀態(tài)邏輯控制是一種基于規(guī)則的控制方法，在一個ACT狀態(tài)控制中包含一個或多個狀態(tài)，而每一個狀態(tài)由條件、延時、優(yōu)先級、動作組成。見圖2。

 　 模糊邏輯控制也是一種基于規(guī)則的控制方法，但它更適合于解決現(xiàn)場有不精確狀態(tài)和規(guī)則非線性的控制問題。這種問題不可能或非常難用數(shù)學(xué)分析來設(shè)計模型，只有應(yīng)用模糊邏輯控制才能解決。
    在模糊邏輯控制中主要有三種操怍，一是根據(jù)成員功能對輸入進(jìn)行模糊化；二是輸入變量模糊化后形成的語句值，在基礎(chǔ)規(guī)則中進(jìn)行評價，規(guī)則是模糊邏輯控制的核心，它定義當(dāng)輸入發(fā)生變化時應(yīng)該做什么，它由IF - -rHEN語句組成；三是非模糊化既根據(jù)基礎(chǔ)規(guī)則作推理。非模糊化就是按照成員功能和非模糊化類型、方法選擇輸出變量將語句結(jié)果轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)表。
4、大山選礦廠磨礦ACT的設(shè)計
    大山選礦廠ACT控制系統(tǒng)目前僅使用狀態(tài)邏輯控制方法，通過OPC(OLE For Process Control)技術(shù)從DeltaV系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)經(jīng)ACT技術(shù)修改DeltaV PID控制回路的設(shè)定值，從而達(dá)到ACT控制目標(biāo)，見圖2。根據(jù)磨礦分級工藝特點，按照“在確保磨礦細(xì)度的前提下最大限度提高球磨臺效”的原則，設(shè)計ACT項目。該項目包含8個狀態(tài)控制分別用于8臺磨機，標(biāo)識號為1～8，每個狀態(tài)控制獨立運行互不干擾，其運行的基本條件是：
    給礦量（6min平均值）大于給礦的最低限定值；
磨機功率大于3000kW(表明磨機正常運行)；
    泵池液位大于20%；
    給礦補加水大于90t/h；
    泵池補加水大于500t/h；
    前給水的測量值和設(shè)定值之間的偏差在10以內(nèi)：
    補加水測量值和設(shè)定值之間的偏差在20以內(nèi)；
    旋流器溢流濃度在29010和35%之間；
    -0.074mm在50qo和80%之間；
    0.18mm在2%和7%之間。
    溢流濃度、-0.074mm、0.18mm的采集數(shù)據(jù)有一定的變化幅度（用于判別異常情況）。每個球磨機狀態(tài)控制都包含12個狀態(tài)，它們分別是：
    (1)降低磨機的磨礦濃度。條件：當(dāng)前給礦濃度比設(shè)定值高+2。延遲：60s優(yōu)先權(quán)，0動作，給礦補加水加2t/h；
    (2)提高磨機的磨礦濃度。條件：當(dāng)前給礦濃度比設(shè)定值低-2。延遲：60s優(yōu)先權(quán)，0動作，給礦補加水減2 t/h；
    (3)降低旋流器溢流濃度。條件：6min內(nèi)平均溢流濃度高于設(shè)定值加上有限的偏差。延遲：60s優(yōu)先權(quán)，O動作，泵池補加水加2 t/h；
    (4)提高旋流器溢流濃度。條件：6min內(nèi)平均溢流濃度低于設(shè)定值減去有限的偏差。延遲：60s優(yōu)先權(quán)．0動作，泵池補加水減2 t/h；
  (5)濃度調(diào)整（修改給礦補加水的設(shè)定值）。條件：當(dāng)前磨礦濃度大于等于設(shè)定值減2和當(dāng)前磨礦濃度小于等于設(shè)定值加2。廷遲：20s優(yōu)先權(quán)，0動作，調(diào)節(jié)修改給礦補加水的設(shè)定值；
    (6)旋流器壓力低。條件：旋流器壓力低于設(shè)定的最小值，和（磨機小時平均功率小于等于磨機最大限定功率或PSI-0.074mm含量大于等于低限值或給礦量小于等于最大值）。延遲：10s優(yōu)先權(quán)，1動作，無；說明：括號內(nèi)任一條件不滿足，該狀態(tài)不滿激活，括號內(nèi)條件要求降低給礦量。
    (7)旋流器壓力高。條件：旋流器壓力高于設(shè)定的最大值，和（磨機小時平均功率小于等于磨機最大限定功率或PSI-0.074mm含量大于等于低限值或給礦量小于等于最大值）。延遲：10s優(yōu)先權(quán)，1動作，無；說明：括號內(nèi)任一條件不滿足，該狀態(tài)不滿激活，括號內(nèi)條件要求降低給礦量。
    (8)泵池液位到限定。條件：泵池液位高于等于高限，和（磨機小時平均功率小于等于磨機最大限定功率或i廊數(shù)卿74mm含量大于等于低限值或給礦量小于等于最大限定值）。延遲：20s優(yōu)先權(quán)．2動作，無；說明：括號內(nèi)任一條件不滿足，該狀態(tài)不滿激活，括號內(nèi)條件要求降低給礦量。該狀態(tài)有效時，不能增大給礦量。
    (9)泵池液位最高。條件：泵池液位高于最高限制，和（磨機小時平均功率小于等于磨機最大限定功率或PSI-0.074mm合量大干等于低限值或給礦量小于等于最大值或給礦設(shè)定值減步長大于等于最低限定值）。延遲：lOs優(yōu)先權(quán)，2動作，給礦量減小一步長；說明：括號內(nèi)任一條件不滿足，該狀態(tài)不激活，括號內(nèi)條件要求降低給礦量。泵池液位有嚴(yán)重性問題，如問題不在短期內(nèi)解決，ACT狀態(tài)控制空間，放棄控制直到基本條件滿足。
    (10)降低磨機給礦量。條件：PSI-0.074mm含量小于低限值或泵池液位高于最高限制或磨機小時平均功率大于磨機最大限定功率或給礦量減步長大于等于最低限定值）。延遲：600s優(yōu)先權(quán)，3動作，給礦量減小一個步長；
    (11)提高磨機給礦量。條件：旋流器溢流細(xì)于等于高限值和泵池液位低于等于最高限制和磨機小時平均功率小于磨機高限定功率和給礦量加步長小于最高限定值）。延遲：1200s優(yōu)先權(quán)，3動作，給礦量增大一個步長；
    (12)磨機給礦在正常限定。當(dāng)其他條件不滿足．此條件總是有效。延遲：10s優(yōu)先權(quán)，4動作，無
    從ACT軟件設(shè)計的程序來看，ACT控制會首先調(diào)整磨機的磨礦濃度，調(diào)整旋流器溢流濃度、壓力等，條件滿足時調(diào)整磨機給礦。在泵池液位太高時．ACT控制有動作，但是根本措施由操作員采取，如問題久未解決，ACT放棄控制，直剄基本條件滿足。
    在Delta V DCS控制下，調(diào)節(jié)磨機的磨礦濃度，調(diào)節(jié)旋流器溢流濃度，調(diào)節(jié)磨機給礦，濃度調(diào)整等所有動作由操作員自己操縱執(zhí)行。
    因此，ACT軟件控制與Delta V DCS控制相比，磨機的各項工藝參數(shù)在不停調(diào)節(jié)，無須由操作員來發(fā)出命令。ACT是屬于應(yīng)用層的一種應(yīng)用軟件，其控制依據(jù)來源于DCS系統(tǒng)。因此，ACT軟件控制離不開Delta V DCS控制的支持。沒有現(xiàn)場儀表及Delta V DCS控制的支持，ACT軟件猶如無本之木，根本無法運用。此外，當(dāng)基本條件滿足不了時，ACT放棄控制，此時必須在Delta V DCS的控制下，磨機方可正常工作。

5 、ACT使用效果
    2001年11月完成磨礦ACT控制軟件組態(tài)后，首先選擇8#球磨機投入ACT控制，調(diào)整一些控制參數(shù)，并與Delta V DCS控制的釅球磨機進(jìn)行比較，經(jīng)過20d的連續(xù)運行，在相同的供礦條件下，#8球處理礦石15 0041.5t．伊球磨機處理礦石147696.7t，8#球磨機比6#球磨機提高臺時效率5t/h，同時8#球磨機的濃細(xì)度要比釅球磨機好，隨后對其他各球都進(jìn)行了ACT控制試驗，從試驗結(jié)果來看，當(dāng)粒度儀及其他儀表正常運行、磨機供礦平穩(wěn)、礦石性質(zhì)變化不大的情況下，都能提高一定的球磨機處理臺時效率，與設(shè)計要求基本吻合。在大山選礦廠，每臺磨機提高臺時效率5t/h相當(dāng)于每年多處理30萬t礦石，有利于降低成本。
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