智能电磁流量计在制药厂浮选过程参数自动监测中的应用
**设计背景。
浮选系统中药剂用量的准确与否是影响浮选系统产品灰分和回收率的重要因素。当前我国大部分选煤厂的浮选投加仍是依靠人工操作，且岗位人员都是依靠经验。
近几年来，一些选煤厂开始探索浮选过程的自动控制，以达到实时监测工艺参数，自动调节加量的目的。淮矿集团选煤分公司借鉴**经验，研制开发了新庄孜、潘一选煤厂气浮自动加药控制系统，取得了良好的效果。
二是浮选系统存在的问题。
作为重介系统的后续工艺，浮选是煤泥水处理过程中的一个重要环节，在整个生产过程中扮演着重要角色。新庄孜潘一选煤厂浮选生产系统基本一致，进入浮选机的物料由两台给料泵送至浮选机的矿浆准备器，起泡剂和捕收剂经加药管道加入混合漏斗，煤泥水与矿浆准备器中的矿浆充分混合，然后自流进浮选机。
目前已知影响浮选机分选效果的因素主要有两个：一是物料进入浮选机后浓度保持在合理范围；二是药剂用量与进入浮选机的煤泥干度相匹配。通过以上两个装置的系统组成可知，在浮选操作和质量控制方面存在如下问题。
起泡剂、捕收剂由贮料箱自流至管道再由普通球阀加入，调节流量时由人工手动调节开启度。这样加料不能知道具体的加料量，只能靠岗位司机目测来判断；其次调节过程比较麻烦，当生产数据波动较大时，调节频率增加，所以人工加料很难保证产品质量。
手工调节不能准确测量浮选机的进料浓度，不利于生产系统的调节，易造成浮选精煤回收率偏低。入浮量对生产指标有较大的影响，但必须保证在一定范围内保持。该系统对这一重要指标不进行监控，仍采用人工观察判断的方式，准确度较低。
(3)手工调整进入浮选机的干煤泥浆实时量。以前的浮选系统不能监测物料的流动情况，浓度也是由工位驾驶员人工检测，根本不知道煤泥的实时干度。这些都给生产系统的稳定性和产品质量的控制带来了很大困难，而人工添加药剂往往“宁多不少”，容易造成漂浮药剂的浪费。
三是浮选参数自动监测和加药自动控制系统设计。
3.1设计原则
经现场试验检测，计算入浮浓度及入浮流量，统计相应人工添加的起泡剂和捕收剂总量，找到基本的对应数据。建立了工艺流程监测系统，其主要监测指标为浆筒液位、入浮量、入浮量、稀释水流量等。实时监测浮选进浮干煤泥量，按给定关系式计算出药剂用量，由精密药剂泵加药。
3.2监测重要生产数据。
从公式G(干煤泥质量)=L(煤泥水流量)×N(煤泥水浓度)可知，若要获得浮选管道中煤泥水流量和浓度，必须先测定管道中煤泥水流量和浓度。
每一台浮选机的进料管内都安装有电磁流量计，该仪器具有测量精度高，安装方便，能输出4~20毫安的电流信号等优点。第二，在煤泥水井总管段安装放出射线浓度计，实时测量物料浓度；
3.3PLC可编程序控制器选择和算法确定
该系统选用施耐德公司的M340PLC系列。浮选车间现场配置1台PLC控制柜，该控制柜采用触摸式人机界面，可供电气工程师现场调试和驾驶岗位使用，可现场显示生产数据和历史曲线。可编程控制器读取电磁流量计和浓度计的实时电流信号，通过公式Q(起泡剂用量)=K1×G(干煤泥量),B(捕收剂用量)=K2×G(干煤泥量),K(K1,K2取决于工艺要求，在使用过程中可根据偏差进行修正)确定起泡和捕收剂的实时用量。中央处理器执行内部程序，计算出药量，输出到电磁隔膜计量泵执行。
3.4选择执行机构。
通过对以往生产数据的分析，了解到单台浮选机的药剂消耗维持在70L/h以下，从而确定了计量泵的工作流量范围。针对计量泵流量小，要求控制精度高的特点，本文选用电磁隔膜计量泵。该泵具有体积小，安装方便，控制精度高，隔膜损耗低，能接受4~20毫安电流信号调节，减少了控制系统的复杂度。
3.浮选过程参数的自动监控和自动配料系统的配置。
在图1、图2中可以看到新庄孜选煤厂和潘一选煤厂浮选过程参数自控系统的配置。新庄孜选煤厂在煤泥水管路上安装1台浓度计，每台浮选机的进料主管路上各安装1台电磁流量计，每台浮选机安装1台泡沫剂泵、捕收剂泵。安装1个电磁流量计于循环水总管中。四个浮选机是由同一个PLC站控制的。潘一选煤厂共有5台浮选机，除不同的补水方式外，其余配置均与新庄孜选煤厂相同。本装置采用单台分散式补水方式，故在每台浮选机的补水管道上安装一台电磁流量计。
软件设计和人机交互界面。
为了更直观地显示自动监测和自动加药系统的运行情况，实时提供工艺参数，使岗位司机能够方便地进行手动、自动切换控制方式，在PLC站点配置了一个可触摸的操作屏幕，实现人机交互。采用触摸屏技术，可实时显示浮选机的工艺参数，显示计量泵的实时流量；该触摸屏后台程序还可以收集记录生产数量历史曲线，通过点击生产时间框，可以随时查询生产状况和数据，方便生产技术人员进行分析。
