0前言
江西铜业集团公司德兴铜矿大山选矿厂设计能力为日处理矿石6.0万t，其中磨矿有8台p5.5 x8.5m溢流型球磨机，整个磨矿浮选系统应用先进的从美国艾默生过程控制公司引进的DeltaV DCS控制系统控制。球磨机、砂泵、分级旋流器等磨矿回路的计算机集散控制系统，包括定值给矿、比例给水、磨矿浓度定值调节、泵池液位、砂泵转速自动调节等。
1、磨矿浮选控制系统检测仪表及工艺参数
为了对球磨机各工艺参数进行有效监控，每台球磨机安装的主要仪表有：
测量溢流流量浓度细度的芬兰奥托昆普产MPS200型在线粒度分析仪；测量给矿量的三原电子皮带秤；测量旋流器给矿浓度流量，N系列1射线浓度计；测量给矿补加水的科隆电磁流量计；测量泵池补加水的电磁流量计；1151LLT压力变送器；测量泵池液位的VEGA泵池液位计；电机及球磨机温度检测仪表；测量砂泵转速的测速仪；不同型号的气动执行器（调节阀）等。
通过这些仪表的检测数据就可以计算出球磨机的相关参数。球磨机工艺参数范围如下所示：
磨矿浓度% 70—75
旋流器溢流浓度% 33+1
0.18mm含量% <10
-0.074mm含量% >65
旋流器分级压力 kg/cm2 0.4～0.6
泵池补加水t/h 550—600
给矿补加水t/h 100—120
台效t/h 330～360
循环负荷% 300～400
2 、DeltaV控制系统
磨矿浮选控制系统整个系统以DeltaV为中心，各子系统和现场仪表通过不同的方式与其他通讯共同完成磨矿和浮选二大生产工艺流程的过程控制和监测。DeltaV是磨浮控制系统的核心，它由操作站、工程师站、应用站、控制器及I/O模块和网络设备组成。操作站通过友好的用户操作界面、高级图形、实时和历史趋势、过程报警、管理和诊断等功能实现系统的集中操作和监测。工程师站用于过程控制软件的组态、下装和程序、数据库的管理，工程师站可用作操作站。应用站用于支持Delta V系统与其它通讯网络（如：工厂管理网LAN）之间的连接，运行第三方应用软件包（如：奥托昆普的ACT软件）并将数据链接到Delta V系统中。
3 、ACT的控制机理
为了发挥8台球磨机的最大效用，根据磨矿分级工艺特点，按照在确保磨矿细度前提下最大限度提高球磨机台效的原则，该厂引进了芬兰奥托昆普公司推出的ACT(Advanced Control Tool)软件，以扩大整个控制系统的功能及提高可控性等。ACT使用状态逻辑控制方法，通过OPC (OLE For ProcessControl)技术从DeltaV系统中采集数据经ACT技术修改DeltaV PID控制回路的设定值，从而达到ACT控制目标。
ACT控制有2种主要的实现方法：State LogicControl(状态逻辑控制)和Fuzzy Logic Control(模糊逻辑控制)，在编辑ACT项目时，这2种实现方法可以和历史数据、内部变量等组合在一起，如图1。
在ACT模糊逻辑控制中只有一个或二个输入（测量值）和一个输出，输出是一个控制变量的改变值或一个绝对值（软传感器）。
状态逻辑控制是一种基于规则的控制方法，在一个ACT状态控制中包含一个或多个状态，而每一个状态由条件、延时、优先级、动作组成。见图2。
模糊逻辑控制也是一种基于规则的控制方法，但它更适合于解决现场有不精确状态和规则非线性的控制问题。这种问题不可能或非常难用数学分析来设计模型，只有应用模糊逻辑控制才能解决。
在模糊逻辑控制中主要有三种操怍，一是根据成员功能对输入进行模糊化；二是输入变量模糊化后形成的语句值，在基础规则中进行评价，规则是模糊逻辑控制的核心，它定义当输入发生变化时应该做什么，它由IF - -rHEN语句组成；三是非模糊化既根据基础规则作推理。非模糊化就是按照成员功能和非模糊化类型、方法选择输出变量将语句结果转化成数据表。
4、大山选矿厂磨矿ACT的设计
大山选矿厂ACT控制系统目前仅使用状态逻辑控制方法，通过OPC(OLE For Process Control)技术从DeltaV系统中采集数据经ACT技术修改DeltaV PID控制回路的设定值，从而达到ACT控制目标，见图2。根据磨矿分级工艺特点，按照“在确保磨矿细度的前提下最大限度提高球磨台效”的原则，设计ACT项目。该项目包含8个状态控制分别用于8台磨机，标识号为1～8，每个状态控制独立运行互不干扰，其运行的基本条件是：
给矿量（6min平均值）大于给矿的最低限定值；
磨机功率大于3000kW(表明磨机正常运行)；
泵池液位大于20%；
给矿补加水大于90t/h；
泵池补加水大于500t/h；
前给水的测量值和设定值之间的偏差在10以内：
补加水测量值和设定值之间的偏差在20以内；
旋流器溢流浓度在29010和35%之间；
-0.074mm在50qo和80%之间；
0.18mm在2%和7%之间。
溢流浓度、-0.074mm、0.18mm的采集数据有一定的变化幅度（用于判别异常情况）。每个球磨机状态控制都包含12个状态，它们分别是：
(1)降低磨机的磨矿浓度。条件：当前给矿浓度比设定值高+2。延迟：60s优先权，0动作，给矿补加水加2t/h；
(2)提高磨机的磨矿浓度。条件：当前给矿浓度比设定值低-2。延迟：60s优先权，0动作，给矿补加水减2 t/h；
(3)降低旋流器溢流浓度。条件：6min内平均溢流浓度高于设定值加上有限的偏差。延迟：60s优先权，O动作，泵池补加水加2 t/h；
(4)提高旋流器溢流浓度。条件：6min内平均溢流浓度低于设定值减去有限的偏差。延迟：60s优先权．0动作，泵池补加水减2 t/h；
(5)浓度调整（修改给矿补加水的设定值）。条件：当前磨矿浓度大于等于设定值减2和当前磨矿浓度小于等于设定值加2。廷迟：20s优先权，0动作，调节修改给矿补加水的设定值；
(6)旋流器压力低。条件：旋流器压力低于设定的最小值，和（磨机小时平均功率小于等于磨机最大限定功率或PSI-0.074mm含量大于等于低限值或给矿量小于等于最大值）。延迟：10s优先权，1动作，无；说明：括号内任一条件不满足，该状态不满激活，括号内条件要求降低给矿量。
(7)旋流器压力高。条件：旋流器压力高于设定的最大值，和（磨机小时平均功率小于等于磨机最大限定功率或PSI-0.074mm含量大于等于低限值或给矿量小于等于最大值）。延迟：10s优先权，1动作，无；说明：括号内任一条件不满足，该状态不满激活，括号内条件要求降低给矿量。
(8)泵池液位到限定。条件：泵池液位高于等于高限，和（磨机小时平均功率小于等于磨机最大限定功率或i廊数卿74mm含量大于等于低限值或给矿量小于等于最大限定值）。延迟：20s优先权．2动作，无；说明：括号内任一条件不满足，该状态不满激活，括号内条件要求降低给矿量。该状态有效时，不能增大给矿量。
(9)泵池液位最高。条件：泵池液位高于最高限制，和（磨机小时平均功率小于等于磨机最大限定功率或PSI-0.074mm合量大干等于低限值或给矿量小于等于最大值或给矿设定值减步长大于等于最低限定值）。延迟：lOs优先权，2动作，给矿量减小一步长；说明：括号内任一条件不满足，该状态不激活，括号内条件要求降低给矿量。泵池液位有严重性问题，如问题不在短期内解决，ACT状态控制空间，放弃控制直到基本条件满足。
(10)降低磨机给矿量。条件：PSI-0.074mm含量小于低限值或泵池液位高于最高限制或磨机小时平均功率大于磨机最大限定功率或给矿量减步长大于等于最低限定值）。延迟：600s优先权，3动作，给矿量减小一个步长；
(11)提高磨机给矿量。条件：旋流器溢流细于等于高限值和泵池液位低于等于最高限制和磨机小时平均功率小于磨机高限定功率和给矿量加步长小于最高限定值）。延迟：1200s优先权，3动作，给矿量增大一个步长；
(12)磨机给矿在正常限定。当其他条件不满足．此条件总是有效。延迟：10s优先权，4动作，无
从ACT软件设计的程序来看，ACT控制会首先调整磨机的磨矿浓度，调整旋流器溢流浓度、压力等，条件满足时调整磨机给矿。在泵池液位太高时．ACT控制有动作，但是根本措施由操作员采取，如问题久未解决，ACT放弃控制，直刭基本条件满足。
在Delta V DCS控制下，调节磨机的磨矿浓度，调节旋流器溢流浓度，调节磨机给矿，浓度调整等所有动作由操作员自己操纵执行。
因此，ACT软件控制与Delta V DCS控制相比，磨机的各项工艺参数在不停调节，无须由操作员来发出命令。ACT是属于应用层的一种应用软件，其控制依据来源于DCS系统。因此，ACT软件控制离不开Delta V DCS控制的支持。没有现场仪表及Delta V DCS控制的支持，ACT软件犹如无本之木，根本无法运用。此外，当基本条件满足不了时，ACT放弃控制，此时必须在Delta V DCS的控制下，磨机方可正常工作。
5 、ACT使用效果
2001年11月完成磨矿ACT控制软件组态后，首先选择8#球磨机投入ACT控制，调整一些控制参数，并与Delta V DCS控制的酽球磨机进行比较，经过20d的连续运行，在相同的供矿条件下，#8球处理矿石15 0041.5t．伊球磨机处理矿石147696.7t，8#球磨机比6#球磨机提高台时效率5t/h，同时8#球磨机的浓细度要比酽球磨机好，随后对其他各球都进行了ACT控制试验，从试验结果来看，当粒度仪及其他仪表正常运行、磨机供矿平稳、矿石性质变化不大的情况下，都能提高一定的球磨机处理台时效率，与设计要求基本吻合。在大山选矿厂，每台磨机提高台时效率5t/h相当于每年多处理30万t矿石，有利于降低成本。
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