logo
флотация

2.2. Автоматизированные системы отбора, доставки и подготовки проб.

Автоматизированные системы аналитического контроля предназначены для автоматического отбора частных пульповых проб, их накопления, транспортирования к месту анализа и прокачки пробы через анализатор рентгеноспектрального анализа и могут быть использованы в качестве автономных систем опробования или в составе системы аналитического контроля продуктов обогащения.

Система выполняет следующие функции

- отбор частных проб из точек контроля потоков пульпы;

- накопление общих проб;

- транспортирование общей пробы к месту анализа;

- формирование из общей пробы оперативной (экспрессной), двухчасовой, сменной и суточной проб;

- рентгеноспектральный анализ оперативной пробы;

- обработка и выдача результатов анализа технологическому персоналу и АСУТП.

На отечественных обогатительных фабриках получили распространение пневматические системы прободоставки типа «Контур» («Контур-1», «Контур-2-2,5», «Контур-3», «Контур-Курьер»), работающие в комплекте с анализаторами АР-31УМ, Courier-30М и др.

Система «Контур» является программно-управляемой, набирается из унифицированных узлов и характеризуется простотой, высокой экономичностью и надежностью.

Схема системы автоматического пробоотбора и прободоставки «Контур» представлена на рис. 2.2

В состав схемы входит следующее оборудование:

Технические характеристики

Объемная производительность опробуемых потоков, м3/час,

не более 1000

Цикл работы, мин 20

Объем транспортируемой пробы, л 5-6

Максимальное расстояние транспортировки, м 500

Давление, кПа

технической воды 150-300

сжатого воздуха 400-600

Напряжение питания системы, В, трехфазное, кВт,

не более 1 (без анализатора)

Количество точек отбора 14(25)*

* - технические данные «Контур-2-2,5».

Работу системы «Контур» рассмотрим на примере одной отдельно взятой точки опробованы системы «Контур-1».

Полный цикл работы точки составляет 20 мин. Работа системы «Контур-1» синхронизируется с работой анализатора АР-31УМ в начале каждого цикла анализа, что соответствует 1-ой, 21-ой и 41-ой минуте каждого часа. Линии (точки отбора) входят в цикл поочередно с началом пробоотбора каждой линии, при условии, что анализатор работает в циклическом режиме и тумблеры «линия в цикле», расположенные на двери шкафа 2ШУ-1, соответствующие каждой из 14-ти точек, находятся во включенном положении.

Управление работой системы «Контур-1» осуществляется управляющим контроллером через модули ввода-вывода, расположенные в шкафу 2ШУ-2.

Параметры системы регулируются с компьютера АРМ оператора системы «Контур-1». Так же в АРМ оператора осуществляется визуализация работы системы «Контур-1» и регистрация событий.

Связь контроллера с компьютером АРМ оператора организована через сеть Ethernet, а связь с контроллером анализатора АРМ-31УМ осуществляется через модули ввода-вывода. Контроллер анализатора передает сигнал о состоянии таких параметров как:

- признак обрыва пленки по каждой линии;

- режим работы анализатора;

- сигнал синхронизации.

Первой операцией является отбор пробы в точке контроля. Отбор производится при помощи пробоотборника. В данной системе используются пробоотборники трех типов: цепной ПРО-1А, пересечной пневматический ПРО-6М и вакуумный ПРО-7М. сигнал на отбор пробы с управляющего контроллера через выходной ключ и кроссовую панель шкафа 2ШУ-2 поступает в устройство коммутации УКР-17 (для пробоотборников ПРО-1А) или УКР-18 (для ПРО-6М и ПРО-7М). Нож пробоотборника, соединенный шлангом с блоком отправки проб БОП-3. Количество отсечек устанавливается с компьютера АРМа оператора системы «Контур-1».

Объем отбираемой пробы за одну отсечку пробоотборником ПРО-1А регулируется путем изменения величины щели ножа пробоотборника. Для ПРО-6М объем также определяется щелью ножа, плюс существует возможность изменения скорости хода ножа при пересечении им технологического потока с помощью двух дросселей, расположенные на пневмоцилиндре. Для пробоотборника ПРО-7М объем отбираемой пробы определяется длительностью импульса управляющего пробоотбором. Интервалы между отсечками рассчитываются автоматически и зависят от количества отсечек и времени доставки. За одну отсечку принимается ход ножа пробоотборника из одного крайнего положения в другое и обратно, то есть одна отсечка включает в себя два импульса управления пробоотбором.

Перед доставкой пробы в блок отправки и проб БОП-3 при помощи включения электромагнитного клапана Эм4 подается вода для разбавления пробы. Это делается во избежание забивки пульпотрассы.

Затем, одновременно с отключением клапана подачи воды в БОП-3 Эм4, контроллер выдает управляющие сигналы на открытие электромагнитного клапана подачи воздуха а БОП-3 Эи3 («доставка»), включение делителя пробы ГДП-4П Эм5, включение реле управления насосом ГДН-1 К-1, включение электромагнита, управляющего клапаном насоса Эм7. При открытии клапана Эм3 («доставка») сжатый воздух подается в БОП-3 и вытесняет пробу в пульпотрассу, по которой она транспортируется в помещение прободоставки. Здесь пульпотрасса присоединена к блоку приема проб БПП-6. Поступая в БПП-6, проба отделяется от воздуха и проходит через сетку, где задерживаются инородные и крупные фракции, содержащиеся в пульпе. После блока приема проб БПП-6 проба самотеком через делитель проб ГДП-4П поступает в насос ГДН-1. проходя через делитель, часть пробы отсекается и поступает в обезвоживатель ОП-3, где накапливается осушенная сменная проба. Поступившая в насос проба прокачивается по замкнутому контуру через кювету анализатора АР-31УМ. При этом проба сначала усредняется, а затем анализируется.

После отключения клапана Эм3 («доставка») с небольшой задержкой отключается делитель проб ГДП-4П. включается электромагнитный клапан Эм6, подающий сжатый воздух в обезвоживатель ОП-3. Таким образом, часть пробы, попавшая в ОП-3, отделяется от влаги избыточным давлением воздуха. В то же время вновь включается клапан подачи в БОП-3 Эм4 («промывка трассы») и БОП-3 заполняется водой. После отключения электромагнита Эм4 включается клапан подачи воздуха в блок отправки Эм3 («доставка»). Таким образом промывается пульпотрасса. Так как делитель ГДП-4П в это время отключен, вода, промывающая трассу, на попадает в насос, а сливается в дренаж.

После того, как анализатор завершит анализ данной пробы, отключается электромагнит Эм7, управляющий клапаном насоса. Клапан открывается и проба сбрасывается в дренаж. После того как проба сброшена, вновь включается электромагнит Эм7, управляющий клапаном насоса. Клапан открывается и проба сбрасывается в дренаж. После того как проба сброшена, вновь включается вновь включается электромагнит и клапан закрывается. В то же время включается на 10 секунд электромагнит Эм8, через который в насос подается вода. Вода прокачивается по контуру, тем самым промываются шланги контура и кювета анализатора. Затем клапан насоса открывается и промывочная вода сбрасывается в дренаж.

Промывка происходит трижды для более тщательной очистки контура и кюветы анализатора перед следующим анализом. После последней промывки, вместе с электромагнитами Эм7 и Эм8 отключается насос и обезвоживатель проб ОП-3. На этом цикл работы данной линии заканчивается. Однако пробоотбор следующего цикла анализа начинается по окончании промывки трассы, то есть после отключения электромагнита Эм3. Таким образом, следующий цикл начинается до завершения текущего, поэтому линия из цикла не выходит.

Рассмотрим назначение отдельных элементов системы.

Основным управляющим органом системы «Контур-1» является шкаф 2ШУ-2. расположенный в нем контроллер реализует весь алгоритм работы системы. Управляющие сигналы от контроллера поступают на исполнительные механизмы через модули ввода-вывода, установленные на панелях гальванической развязки и через кроссовую панель. Источник питания 24В является единым для всей системы:

- питания катушек клапанов;

- электромагнитов;

- реле.

Связь с компьютером верхнего уровня осуществляется через порты связи, расположенные в 2ШУ-2.

Питание 24В отдельной линии системы осуществляется через соответствующий автомат.

На лицевой двери шкафа 2ШУ-2 расположены кнопки «Промывка контура» и переключатели «Кювета»:

- включения отдельных линий системы для работы в цикле;

- запрета на включение пробоотбора, при отключении которого линия работает в цикле в полном объеме кроме отбора, что позволяет вывести линию в мягком режиме из работы.

Там же расположена мнемосхема системы, позволяющая визуально проследить работу всей системы в целом при работе в автоматическом режиме (цикле).

Пульт управления служит для выбора режима работы следующих узлов:

- клапанов насоса ГДН-1;

- делителей проб ГДП-4П;

- обезвоживателей проб ОП-3;

- клапанов промывки контура.

На лицевой панели расположены четыре ряда переключателей выбора режима работы, соответствующих перечисленным узлам.

При переводе какого-либо переключателя в режим «автоматическое», включение электромагнитного клапана, управляющего соответсвующим узлом, происходит по сигналу с контроллера через модули ввода-вывода. При переключении тумблера в режим «ручное», электрический клапан включается непосредственно с пульта. При положении переключателя «0» электромагнит выключен из работы.

Шкаф управления 2ШУ-1 служит для управления насосами ГДН, включения и отключения каждой линии в цикл и управления промывкой трасс доставки проб.

Питание 2ШУ-1 трехфазное ~380В подается на вводной автомат с ближайшего РП. Постоянное напряжение 24В подается через кроссовую панель с 2ШУ-2 на соответствующие коммутирующие реле каждой линии системы.

Каждый механизм подключается через автомат или предохранитель посредством коммутации соответствующего реле. Режим работы механизма выбирается переключателем, расположенным на лицевой двери 2ШУ-1. каждый переключатель имеет три положения работы:

- «ручной»;

- «0»;

- «автоматический».

В ручном режиме можно включить любой механизм переключением переключателя в положение «ручной». При этом включается реле и напряжение подается на исполнительный механизм. При переключении режима в «автоматический» реле включается по сигналу с контроллера через модули ввода-вывода. При положении «0» механизм отключен полностью.

Шкафы пневмоуправления ШПУ-5, ШПУ-6, ШПУ-10 – включают в себя электропневмораспределители и устройства подготовки воздуха. Подключение к пульту правления осуществляется через разъемы, подключение к исполнительным механизмам – пневмопроводниками.

Устройство коммутирующее УКР-17 служит для подключения пробоотборников, электромагнитов отправки пробы и промывки трассы. УКР-17 используется для точек с пробоотборником ПРО-1А. Внутри УКР-17 расположен вводной автомат, на который подается питающее напряжение, а также три переключателя выбора режима работы для пробоотборника, клапана подачи воды в БОП-3 («промывка») и клапана подачи воздуха в БОП-3 («доставка»). С помощью этих переключателей можно управлять работой соответствующих узлов вручную (режим «ручное»), по сигналу контроллера (режим «автоматическое»), или полностью отключить («0»).

Делитель проб ГДП-4П представляет собой емкость, состоящую их двух раздельных камер и пневмоцилиндра. Выход одной из камер соединен с дренажной трубой, а другой – с насосом, установлен на нож, через который часть пробы отсекается и поступает в обезвоживатель ОП-3 для накопления сменной пробы. Пневмоцилиндр направляет поток из блока приема проб БПП-6 в ту или иную камеру в зависимости от режима работы:

- в насос в режиме деления во время доставки пробы;

- в дренаж в режиме промывки трассы.

Управление работой системы осуществляется управляющим контроллером через модули ввода-вывода, расположенные в шкафу управления.

Параметры системы регулируются с компьютера АРМ оператора системы. Так же в АРм оператора осуществляется визуализация работы системы и регистрация событий.

Связь контроллера с компьютером АРМ оператора организована через сеть Com Port.

Программа контроллера разработана для ROM DOC в среде программирования Borland C++ 3.1.

Аппаратное обеспечение шкафа управления состоит из:

- управляющего контроллера, состоящего из процессорной платы 6020 Octagon Systems серии micro PC, платы ввода-вывода Unio 96/5, которые объединены в едином монтажном каркасе 7106 Octagon Systems, и блока питания 7155;

- 4-х монтажных панелей модулей гальванической развязки МРВ-24 (на 24 модулей Grayhill) и 26-жильных шлейфов к ним;

- преобразователя интерфейсов RS232/RS485, расположены с задней стороны напольного шкафа управления.

Программа “АРМ оператора отбора, доставки и подготовки проб” разработана для ОС Windows 2000, Service Pack 2.

Программное обеспечение состоит из следующих компонентов:

- операционная система Windows 2000 Professional или Server;

- сервер баз данных “Firebird 1.0” или более новая версия;

- программное обеспечение “АРМ оператора отбора, доставки и подготовки проб”, разработанная в среде программирования Borland Delphi 6.

Требования к аппаратному обеспечению:

- IBM PC совместимый ПК с процессором не ниже P III.

- материнская плата должна содержать не менее двух стандартных com-портов.

- объем оперативной памяти не менее 128 Мб.

- объем свободного места на жестком диске не менее 200 Мб.

- наличие дисковода на 1,44 Мб.

- наличие привода CD-ROM.

- манипулятор системы “мышь”.

- SVGA монитор с диагональю не менее 17-ти дюймов.

- стандартная клавиатура.

- звуковая плата и аудио-колонки.