DOC《矿浆电解的自动控制》

2)通过与泵、阀门的配合实现物料输送和循环的自动运行;

3)过程实时监控,防止冒槽、浆叶露出等状况发生;

4)维持高位补液槽液位的稳定,可减少因压力变化导致的补液流量波动问题;

5)估算系统中溶液总量的变化,对水膨胀、蒸发损失等作出迅速响应. 合适的反应条件是确保矿浆电解稳定运行的前提,除对配液和取样分析环节严格把控外,还需对槽电压、电解槽温度、矿浆氧化还原电位等过程参数进行实时检测.槽压能反映出极板与导电铜排的接触情况;

槽内温度过低或波动太大,都将影响浸出率和系统的稳定;

矿浆的氧化还原电位能在一定程度上反映电化学反应状况,也需要定时检测. 2.3 逻辑控制 逻辑控制是自动化的重要内容,包括顺序控制和联锁控制等,直接关系自动化程度的高低和生产安全.在矿浆电解工业试验中,曾因操作失误发生多次冒槽事故.如果在物料输送和循环中应用自动控制技术,不但可以节省人力,降低劳动强度,还能大大减少生产中的人为错误,提高生产效率.

3 控制方法 3.1 顺序控制 系统中矿浆过滤设备选用的都是XMYZ/1000-UK型板状压滤机,其洗涤、吹扫时需反复调整两侧数十个排液龙头的开闭状态,另外压滤机虽有自动拉板功能,但卸板、压板时还需随时暂停,人工清理粘在滤布上的物料或整理滤布,暂不具备自动化作业的条件.这样一来,生产过程就被割裂开来,难以实现全流程的自动控制. 设计中,可将物料输送和循环细分为预浸、压滤、浆化、进浆、补液、排浆、压滤等部分,虽然两个液固分离工段难以实现自动化操作,但在其他环节分段自动控制并进行合理衔接,仍可有效降低劳动强度,并且与全局自动控制相比,具有配置灵活、检修方便的优势.各工段自动控制流程如图2~4所示. 图2 预浸自动控制流程 Fig.2 Automatic control flow of pre-leaching 图3 浆化进浆自动控制流程 Fig.3 Automatic control flow of slurrying and transport 图4 排浆自动控制流程 Fig.4 Automatic control flow of slurry discharging

3 2 联锁控制 矿浆电解中需要进行联动控制的有:泵与阀的联动;

液位与泵阀的联动;

反应时间与生产操作的联动;

紧急停车联动. 安全联锁能在动作执行顺序和优先级层面避免事故发生,并且一旦有异常情况,可按预定条件将生产过程带入安全状态.安全联锁在矿浆电解中可应用在状态监控(运行状态、工艺参数)、报警(槽压突变、液位超限等)、设备保护(泵启动按钮强制失效、压缩空气自动泄压等)三个方面. 3.3 回路控制 锑金矿矿浆电解工艺中有必要进行闭环精确控制的有3个回路:进浆流量、阴极补液流量、补液高位槽温度.其中阴极补液采用的是高位槽自流的方式,通过底阀和18路管道输送到各隔膜袋中,若采用电/气动调节阀+流量计反馈的形式,用总阀控制无法解决单路通断对其他管路影响问题,而分路控制成本将大大增加.实践发现,当高位槽液位稳定时,各分路在手阀不动情况下流量基本保持不变,故可通过控制高位槽液位来间接控制流量. 闭环回路控制由被控对象、执行器、反馈3部分组成,流量、液位、温度控制的执行机构均为变频泵,反馈分别来自流量计、液位计和热电阻,通常采用的控制算法为PID控制,其中位置式PID的一般形式为: (1) 式中:U(k)为第k次采样时控制器的输出,KP、Ki、Kd分别为比例、积分、微分的系数,Σe(j)为采样开始到第k次采样时刻之间偏差的累积. 可以看出,PID控制器工作原理就是依据设置的KP、Ki、Kd值,对采样偏差进行比例、积分、微分运算,输出控制值,系统的稳定与否在很大程度上取决于系数KP、Ki、Kd这3个参数.矿浆电解中,进浆流量的控制可采用常规PID控制,液位、温度控制受迟滞、非线性、时变等因素影响(比如温度变化的热水源),采用定参数的PID控制易产生超调和大波动.为此,可采用模糊―PID方式进行控制[1],通过人工PID整定的专家经验,对KP、Ki、Kd值进行即时在线修改,兼具了模糊控制的快速性和PID控制的精确性.下面以高位槽液位控制为例对模糊―PID的具体控制方法和效果进行介绍. 如图5所示,模糊PID系统的输入是误差E和误差变化率Ec,模糊推理输出是PID参数的增量ΔKp、ΔKi、ΔKd最终经PID控制器输........