Панель управління секції збагачення рудозбагачувальної фабрики

Реферат: Винахід належить до гірничої промисловості. Панель управління складається із шаф, на лицьовій стороні яких розташовані пристрої індикації та управління технологічними процесами. Панель має пристрій світлозвукової сигнальної апаратури. Панель управління виконана у вигляді трьох взаємозалежних шаф: операторської шафи людино-машинного інтерфейсу, шафи управління здрібненням та шафи управління збагаченням. В операторській шафі людино-машинного інтерфейсу, у верхній її частині, розташовано пристрій візуалізації даних і завдань. Під пристроєм візуалізації розміщена полиця для пристрою введення-виведення інформації та керуючих команд. У верхній частині операторської шафи людино-машинного інтерфейсу розташований пристрій світлозвукової сигнальної апаратури для оповіщення оператора про хід технологічного процесу. На верхній частині лицьової сторони шафи управління здрібненням розміщені засоби індикації про наявність живлення. Під засобами індикації розташований технологічний індикатор маси руди, яка надходить на завантаження млинів, що здійснюють здрібнення. Під технологічним індикатором симетрично рядами розташовані електронні блоки управління. На верхній лицьовій частині шафи управління збагаченням встановлені засоби індикації про наявність живлення. Під засобами індикації UA 110297 C2 (12) UA 110297 C2 розташований електронний реєстратор запису та відображення числових значень технологічних параметрів. Під електронним реєстратором симетрично рядами розташовані електронні блоки управління. Технічний результат від використання винаходу полягає в тому, що забезпечується повний контроль і управління технологічним процесом збагачення залізної руди. UA 110297 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої промисловості та може бути використаний у структурних підрозділах збагачувальних фабрик гірничозбагачувальних комбінатів, що здійснюють переробку залізної руди з метою одержання залізорудного концентрату для металургійної промисловості. Пристрій може бути виготовлено підприємствами електротехнічної промисловості, що мають необхідне устаткування та матеріали. Винахід використовується для розміщення необхідного обладнання, що забезпечує візуалізацію параметрів технологічного процесу збагачення залізорудної сировини, а також необхідних засобів автоматизації управління технологічних процесів й оптимізації їх залежно від фізико-механічних властивостей збагачуваної сировини. Винахід призначений для одержання об'єктивної інформації про поетапне проведення процесу збагачення сировини з урахуванням етапу переробки цієї сировини та параметрів технологічних процесів. Панель управління дозволяє забезпечити постійний зв'язок між основними вузлами та механізмами, від функціонування яких залежить протікання процесу переробки залізорудної сировини. Винахід призначений для виготовлення панелей управління, розміщення яких може бути здійснене в будь-якому виробничому приміщенні без особливих вимог до безпечного ведення робіт. Пристрій не вимагає спеціального додаткового устаткування для розміщення необхідних приладів. При виготовленні пристрою повинен бути передбачений необхідний захист електричних кіл у приміщеннях збагачувальних фабрик, атмосфера яких характеризується значним вмістом вологи й абразивних струмопровідних феромагнітних часток, знаходження яких може привести до виходу з ладу електроустаткування за рахунок замикання струмопровідних елементів. Відома конструкція панелі управління. Панель містить клавіатуру, що складається із двох груп клавіш. Ці клавіші розташовані на панелі спільно у загальному прорізі, і на них зображені частини поділеного загального символу. Клавіші встановлені з можливістю їхнього повороту в обидві сторони навколо вертикальної осі. Перед частинами символу на клавішах розташовані умовні інформаційні знаки у вигляді стрілок. За символом на цих клавішах розташовані інформаційні знаки включення та відключення установки. Біля обох кінців клавіш є індикатори. Недоліком відомої конструкції панелі є обмеженість її застосування, тому що вона може використовуватися тільки як частина системи автоматичного управління кліматом, оснащеної мікрокомп'ютером. Її мікропроцесор за допомогою температурних датчиків, датчика рівня сонячної радіації, при натисканні на клавішу, автоматично вибирає й установлює потрібні режими роботи кліматичної установки та підтримує їх незалежно від зовнішньої температури й погодних умов. Пристрій не може бути застосований для системи управління технологічними процесами, особливо у гірничодобувній галузі, де потрібен багатоканальний контроль процесів, що протікають, і управління ними з урахуванням багатофакторного впливу на полікомпонентну залізорудну сировину. Пристрій може працювати тільки з обмеженою кількістю інформаційних каналів, що недостатньо для одержання високоякісного товарного продукту, особливо при коливанні його фізико-механічних властивостей і якісних показників. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип, є панель управління (патент WO2013025117A1 за заявкою PCT/RU2011/000613). Панель управління належить до систем автоматичного управління технологічним устаткуванням в енергетиці, на транспорті, у різних областях промисловості й може застосовуватися для управління роботою технологічного встаткування як у ручному, так й автоматичному режимах. Панель управління являє собою сталеву шафу, що включає в собі мікропроцесор, джерело живлення, пристрій індикації, який складається зі світлосигнальних арматур, панелі управління, яка містить керуючі кнопки і тумблери, а також блок напруги з виконавчими пристроями й датчиками. За допомогою панелі управління й підключених до неї датчиків контролюються всі параметри технологічного устаткування. За допомогою панелі управління виконуються наступні функції: відображається світлова сигналізація положення виконавчих механізмів технологічного устаткування; візуалізуються діагностичні параметри працюючого устаткування, пов'язаного із системою управління; подаються світлові й звукові сигнали, які можуть реєструватися як безпосередньо на робочому місці оператора, так і дистанційно на задану відстань. Недоліком відомого пристрою є те, що його контрольні прилади й кнопки системи управління забезпечують спеціальний технологічний процес. Використання відомої конструкції 1 UA 110297 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 панелі системи управління неможливо для реалізації технологічного процесу збагачення залізорудної сировини. Використані у відомому рішенні контрольні прилади і засоби візуалізації не дозволяють забезпечити ефективний контроль та управління для поетапного перетворення сировини з одержанням необхідного товарного продукту. Відомий пристрій не може бути реалізований в умовах гірничозбагачувальних комбінатів для одержання необхідного залізорудного концентрату. Як і в аналогічному пристрої, у прототипі обмежений обсяг інформаційних і управляючих каналів, що не дозволяє його використовувати в технологічних процесах переробки залізорудної сировини, особливо в технологічно відповідальних процесах здрібнювання руди та її магнітної сепарації. Задачею винаходу є удосконалення конструкції панелі управління секції збагачення рудозбагачувальної фабрики, за рахунок утворення комплексного взаємозв'язку операторської шафи людино-машинного інтерфейсу, шафи управління здрібненням та шафи управління збагаченням. Ці шафи оснащені засобами візуалізації, контролю й управління протіканням технологічного процесу в автоматичному і ручному режимі з можливістю оперативної зміни параметрів технологічного процесу, залежно від фізико-механічних властивостей збагачуваній руди. Технічний результат від використання винаходу полягає у тому, що забезпечується повний, всебічний та об'єктивний контроль протікання технологічного процесу збагачення залізної руди, що включає всі стадії здрібнювання та наступної за ними стадії магнітної сепарації, при якій одержують товарний продукт у вигляді залізорудного концентрату і хвости збагачення, які складують у хвостосховищах для наступної утилізації. Пристрій дозволяє забезпечити оперативну ручну зміну технологічного процесу з урахуванням типу устаткування при здрібнюванні руди першої, другої й третьої стадій, а також першої, другої й третьої стадій її магнітної сепарації. Панель управління дозволяє забезпечити ефективність автоматичного протікання багатостадійних процесів здрібнювання залізорудної маси і магнітної сепарації з коригуванням в обмеженому діапазоні. Крім того, панель забезпечує можливість ручного управління здрібнюванням і збагаченням в тому випадку, коли змінюються фізико-механічні властивості рудної маси, або необхідно оперативно оптимізувати ці технологічні процеси. Компонування елементів панелі управління в комплекті трьох її шаф дозволяє розміщувати комплект в будь-якому пристосованому приміщенні та забезпечує високий рівень інформативності всіх її елементів, а також можливість одночасного управління процесом здрібнювання і збагачення рудної маси. Панель управління може бути реалізована на будь-якому гірничозбагачувальному комбінаті, що здійснює переробку магнітосприйнятливої сировини в технології збагачення, яка передбачає багатостадійні процеси здрібнювання і наступного збагачення. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що панель управління автоматизованої системи управління технологічним процесом секції збагачення гірничозбагачувальної фабрики складається із шаф, на лицьовій стороні яких розташовані пристрої індикації та управління технологічними процесами. Панель має пристрій світлозвукової сигнальної апаратури. Згідно з винаходом, панель управління виконана у вигляді трьох взаємозалежних шаф: операторської шафи людино-машинного інтерфейсу, шафи управління здрібненням та шафи управління збагаченням. В операторській шафі людино-машинного інтерфейсу, у верхній її частині, розташовано пристрій візуалізації даних і завдань. Під пристроєм візуалізації розміщена полиця для пристрою введення-виведення інформації та керуючих команд. У верхній частині операторської шафи людино-машинного інтерфейсу розташований пристрій світлозвукової сигнальної апаратури для оповіщення оператора про хід технологічного процесу. На верхній частині лицьової сторони шафи управління здрібненням розміщені засоби індикації про наявність гарантованого (безперебійного) живлення та індикації наявності живлення шафи управління здрібненням. Під засобами індикації розташований технологічний індикатор маси руди, яка надходить на завантаження млинів, що здійснюють здрібнення. Під технологічним індикатором симетрично рядами розташовані електронні блоки управління основними контурами регулювання технологічним процесом здрібнювання рудної маси в ручному та автоматичному режимах. На верхній лицьовій частині шафи управління збагаченням встановлені засоби індикації про наявність гарантованого (безперебійного) живлення та індикації наявності живлення шафи управління збагаченням. Під засобами індикації розташований електронний реєстратор запису 2 UA 110297 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 та відображення числових значень технологічних параметрів. Під електронним реєстратором симетрично рядами розташовані електронні блоки управління основними контурами регулювання технологічним процесом збагачення рудної маси в ручному та автоматичному режимах. Для зменшення габаритних розмірів панелі та підвищення її експлуатаційних якостей полицю для пристрою введення-виведення інформації та керуючих команд виконана висувною. Для забезпечення інформативності сигналів про стан протікання технологічного процесу пристрій світлозвукової сигнальної апаратури розташований на телескопічній стійці, яка виконана з можливістю зміни висоти. Заявлений винахід ілюструється схемами, де на фіг. 1 показана вертикальна проекція панелі управління секцією збагачення гірничозбагачувальної фабрики; на фіг. 2 - операторська шафа людино-машинного інтерфейсу; на фіг. 3 - шафа управління здрібнюванням; на фіг. 4 - шафа управління збагаченням; на фіг. 5 - основні співвідношення розмірів шафи управління здрібнюванням; на фіг. 6 - основні співвідношення розмірів шафи управління збагаченням. Панель управління секцією збагачення гірничозбагачувальної фабрики включає операторську шафу людино-машинного інтерфейсу 1, шафу управління здрібнюванням 2, а також шафу управління збагаченням 3. Операторська шафа людино-машинного інтерфейсу включає основні елементи контролю технологічним процесом: 4 - пристрій візуалізації (наприклад, кольоровий монітор) для відображення протікання технологічного процесу; 5 - полиця для розміщення пристрою введення-виведення інформації та керуючих команд (наприклад, клавіатури й маніпулятора типу "миша"); 6 - пристрій світлозвукової сигнальної апаратури. Шафа управління здрібнюванням включає основні елементи управління технологічним процесом: 7 - лампа індикаторна для індикації наявності гарантованого (безперебійного) живлення; 8 - лампа індикаторна для індикації наявності живлення; 9 - індикатор технологічний багатоканальний для індикації маси руди на завантаження головних млинів; 10 - блок управління конвеєром-живильником № 1 контуру подачі руди в млин № 1 першої стадії; 11 - блок управління конвеєром-живильником № 2 контуру подачі руди в млин № 1 першої стадії; 12 - блок управління конвеєром-живильником № 3 контуру подачі руди в млин № 2 першої стадії; 13 - блок управління конвеєром-живильником № 4 контуру подачі руди в млин № 2 першої стадії; 14 - блок управління контуром подачі води в млин № 1 першої стадії; 15 - блок управління контуром подачі води у ванну класифікатора млина № 1 першої стадії; 16 - блок управління контуром подачі води в млин № 2 першої стадії; 17 - блок управління контуром подачі води у ванну класифікатора млина № 2 першої стадії; 18 - блок управління контуром подачі води в млин другої стадії здрібнювання; 19 - блок управління контуром подачі води в злив класифікатора млина № 1 першої стадії; 20 - блок управління контуром подачі води в млин третьої стадії здрібнювання; 21 - блок управління контуром подачі води в злив класифікатора млина № 2 першої стадії. Шафа управління збагаченням включає основні елементи управління технологічним процесом: 22 - лампа індикаторна наявності гарантованого (безперебійного) живлення; 23 - лампа індикаторна наявності живлення; 24 - електронний реєстратор для запису й відображення, у вигляді графіків і числових значень, найбільш важливих технологічних параметрів і процесів; 25 - блок управління контуром подачі води на сепаратори І стадії; 26 - блок управління контуром подачі води на сепаратори II стадії; 27 - блок управління контуром подачі води на сепаратори III стадії; 28 - блок управління контуром подачі води в зумпф № 1; 29 - блок управління контуром подачі води в зумпф № 2; 3 UA 110297 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 30 - блок управління контуром подачі води в зумпф № 3; 31 - блок управління контуром подачі води в зумпф № 4. 32 - блок управління завданням рівня пульпи в зумпфі № 1; 33 - блок управління завданням рівня пульпи в зумпфі № 2; 34 - блок управління завданням рівня пульпи в зумпфі № 3; 35 - блок управління завданням рівня пульпи в зумпфі № 4; 36 - блок управління клапаном на трубопроводі зворотної води в зумпф № 2; 37 - блок управління клапаном на трубопроводі зворотної води у хвости. Пристрій реалізується в такий спосіб. Панель управління секції збагачення рудозбагачувальної фабрики складається із трьох основних шаф: операторська шафа людино-машинного інтерфейсу 1 є основною у панелі управління, що використовується при роботі збагачувального обладнання в автоматичному режимі й режимі стабілізації; шафа управління здрібнюванням 2 призначена для управління технологічним процесом здрібнювання першої, другої й третьої стадій здрібнювання, використовується при роботі комплексу в режимі автоматичного та ручного управління; шафа управління збагаченням 3 призначена для управління технологічним процесом збагачення - сепарації рудної маси першої, другої й третьої стадій і використовується при роботі комплексу в автоматичному та ручному режимах управління. Операторська шафа людино-машинного інтерфейсу 1 забезпечує реалізацію людиномашинного інтерфейсу між оператором та автоматичною системою управління виробничим процесом. Відображення інформації про технологічний процес збагачення здійснюється на промисловий монітор 4 або інший засіб візуалізації. Введення даних оператор ділянки виконує за допомогою пристрою введення-виведення інформації та керуючих команд, наприклад, це може бути клавіатура з маніпулятором типу "миша" або інший засіб. Пристрій введеннявиведення інформації та керуючих команд установлюють на полиці 5, яка може бути виконана як стаціонарною так і висувною. Для загальної індикації стану технологічного процесу, а також оповіщення оператора про неприпустимі відхилення технологічних параметрів використовують пристрій світлозвукової сигнальної апаратури 6. Залежно від геометричних розмірів приміщення та для збільшення оглядності про хід протікання технологічного процесу. Пристрій світлозвукової сигнальної апаратури 6 може бути встановлений на телескопічній стійці, що виконана з можливістю зміни висоти. Це дозволяє забезпечити додаткову оглядність протікання технологічного процесу на більших відстані і кутах огляду відносно панелі управління і сприяє можливості оператору своєчасно втрутитись у роботу обладнання при виникненні нештатної ситуації. Роботу шафи автоматичного управління 1 забезпечує клієнтська промислова безвентиляторна робоча станція. Шафа управління здрібнюванням 2 призначена для управління технологічним процесом здрібнювання першої, другої й третьої стадій здрібнювання. Шафа 2 містить основні органи відображення поточних параметрів технологічного процесу й засоби управління. Шафа управління здрібнюванням 2 умовно розділена на дві частини. У верхній частині розташовані засоби індикації - лампочки індикації напруг живлення шафи 7, 8 й технологічний індикатор витрати руди 9 на секцію. У нижній частині перебувають блоки управління 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 основними контурами регулювання технологічного процесу. У якості блоків управління використовуються електронні блоки, наприклад, типу БРУ-10. Вибір режиму робіт автоматичний/ручний здійснюється за допомогою відповідної кнопки, розташованої на панелі управління, наприклад, БРУ-10. Усього шафа має три ряди блоків управління: блок управління конвеєром-живильником № 1 контуру подачі руди в млин № 1 першої стадії - 10; блок управління конвеєром-живильником № 2 контуру подачі руди в млин № 1 першої стадії - 11; блок управління конвеєром-живильником № 3 контуру подачі руди в млин № 2 першої стадії - 12; блок управління конвеєром-живильником № 4 контуру подачі руди в млин № 2 першої стадії - 13; блок управління контуром подачі води в млин № 1 першої стадії - 14; 4 UA 110297 C2 5 блок управління контуром подачі води у ванну класифікатора млина № 1 першої стадії - 15; блок управління контуром подачі води в млин № 2 першої стадії - 16; блок управління контуром подачі води у ванну класифікатора млина № 2 першої стадії - 17; блок управління контуром подачі води в млин другої стадії здрібнювання - 18; блок управління контуром подачі води в злив класифікатора млина № 1 першої стадії - 19; блок управління контуром подачі води в млин третьої стадії здрібнювання - 20; блок управління контуром подачі води в злив класифікатора млина № 2 перші стадії - 21. У таблиці 1 наведені основні співвідношення розмірів шафи управління здрібнюванням 2. Таблиця 1 Найменування Співвідношення розмірів шафи Відстань між рядами стосовно висоти шафи Відстань між приладами стосовно довжини шафи Відстань між приладами стосовно довжини ряду Співвідношення В/А С/А dl/B dl/D Значення 0,25-0,55 0,05-0,20 0,10-0,30 0,25-0,40 10 15 20 25 30 35 Шафа управління збагаченням 3 призначена для управління технологічним процесом першої, другої й третьої стадій магнітної сепарації. Шафа управління 2 містить основні органи відображення поточних параметрів технологічного процесу, засоби реєстрації технологічних параметрів і засоби управління. Шафа управління збагаченням умовно розділена на дві частини. У верхній частині розташовані засоби індикації: лампочки індикації напруг живлення шафи 22, 23 та електронний реєстратор технологічних параметрів 24. Як реєстратор 24 може використовуватися, наприклад, 48-канальний реєстратор типу "Honeywell Multitrend SX". Велика кількість каналів цього приладу дозволяє реєструвати параметри всієї секції. У нижній частині шафи 3 перебувають блоки управління 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 основними контурами регулювання технологічного процесу. У якості блоків управління можуть використовуються електронні блоки, наприклад, типу БРУ-10. Вибір режиму робіт автоматичний/ручний здійснюється за допомогою відповідної кнопки, розташованої на панелі управління, наприклад, БРУ-10. Усього шафа має чотири ряди блоків управління: блок управління контуром подачі води на сепаратори І стадії - 25; блок управління контуром подачі води на сепаратори II стадії - 26; блок управління контуром подачі води на сепаратори III стадії - 27; блок управління контуром подачі води в зумпф № 1-28; блок управління контуром подачі води в зумпф № 2-29; блок управління контуром подачі води в зумпф № 3-30; блок управління контуром подачі води в зумпф № 4-3 1. блок управління завданням рівня пульпи в зумпфі № 1-32; блок управління завданням рівня пульпи в зумпфі № 2-33; блок управління завданням рівня пульпи в зумпфі № 3-34; блок управління завданням рівня пульпи в зумпфі № 4-35; блок управління клапаном на трубопроводі зворотної води в зумпф № 2-36; блок управління клапаном на трубопроводі зворотної води у хвости - 37. У таблиці 2 наведені основні співвідношення розмірів шафи управління збагаченням. 40 Таблиця 2 Найменування Співвідношення розмірів шафи Відстань між рядами стосовно висоти шафи Відстань між приладами стосовно довжини шафи Відстань між приладами стосовно довжини шафи 45 Співвідношення В/А С/А dl/B dl/D Значення 0,25-0,55 0,05-0,20 0,10-0,30 0,25-0,40 Панель управління забезпечує ефективне управління технологічним процесом здрібнювання і збагаченням секції рудозбагачувальної фабрики. Панель управління дозволяє контролювати і управляти технологічним процесом в автоматичному режимі (основний режим роботи), режимі стабілізації окремих технологічних параметрів і ручному режимі. 5 UA 110297 C2 5 10 Три шафи панелі управління являють собою модульний комплекс у якому за допомогою операторської шафи людино-машинного інтерфейсу забезпечується повний контроль і управління всім технологічним процесом збагачення залізорудної сировини, за допомогою шафи управління здрібнюванням повністю управляють процесом І, II і III стадії здрібнювання, а за допомогою шафи керування збагаченням управляють процесом І, II і III стадії магнітної сепарації, як в автоматичному, так і в ручному режимах. Завдяки модульній архітектурі, успішно вирішується завдання швидкої адаптації під різні технологічні схеми з мінімальними доробками. Органи управління й засоби візуалізації панелі управління дозволяють операторові легко орієнтуватися в масивах надаваної інформації й, при необхідності, оперативно вносити коригування в технологічний процес. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 1. Панель управління автоматизованої системи управління технологічним процесом секції збагачення гірничозбагачувальної фабрики, що містить шафи, на лицьовій стороні яких розташовані пристрої індикації та управління технологічними процесами, а також містить пристрій світлозвукової сигнальної апаратури, яка відрізняється тим, що панель управління виконана у вигляді трьох взаємозв'язаних шаф: операторської шафи людино-машинного інтерфейсу, шафи управління здрібненням та шафи управління збагаченням, при цьому в операторській шафі людино-машинного інтерфейсу, у верхній її частині, розташовано пристрій візуалізації даних і завдань, під яким розміщена полиця для пристрою введення-виведення інформації та керуючих команд, при цьому у верхній частині операторської шафи людиномашинного інтерфейсу розташований пристрій світлозвукової сигнальної апаратури для оповіщення оператора про хід технологічного процесу, а на верхній частині лицьової сторони шафи управління здрібненням розміщені засоби індикації про наявність гарантованого (безперебійного) живлення та індикації наявності живлення шафи управління здрібненням, під якими розташований технологічний індикатор маси руди, яка надходить на завантаження млинів, що здійснюють здрібнення, а під вказаним технологічним індикатором симетрично рядами розташовані електронні блоки управління основними контурами регулювання технологічним процесом здрібнювання рудної маси в ручному та автоматичному режимах, при цьому на верхній частині лицьової сторони шафи управління збагаченням встановлені засоби індикації про наявність гарантованого (безперебійного) живлення та індикації наявності живлення шафи управління збагаченням, під якими розташований електронний реєстратор запису та відображення числових значень технологічних параметрів, а під вказаним електронним реєстратором симетрично рядами розташовані електронні блоки управління основними контурами регулювання технологічним процесом збагачення рудної маси в ручному та автоматичному режимах. 2. Панель управління за п. 1, яка відрізняється тим, що полиця для пристрою введеннявиведення інформації та керуючих команд виконана висувною. 3. Панель управління за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій світлозвукової сигнальної апаратури розташований на телескопічній стійці, яка виконана з можливістю зміни висоти. 6 UA 110297 C2 7 UA 110297 C2 8 UA 110297 C2 9 UA 110297 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10