Разработка автомат. системы учета количества произведенного концентрата в жидкой фазе (АСУЖФК) по обогатительной фабрике

1.

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА
КОЛИЧЕСТВА ПРОИЗВЕДЕННОГО КОНЦЕНТРАТА В ЖИДКОЙ ФАЗЕ (АСУЖФК)
ПО ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКЕ АО "ЛЕБЕДИНСКИЙ ГОК"
Цель работы:
Разработка автоматизированной системы учета количества произведенного
концентрата по обогатительной фабрике ЛГОКа, для ведения автоматизированного учета,
оптимального управления технологическими секциями обогатительной фабрики и минимизации
затрат электроэнергии.

2.

Технологическая схема участка обогащения 1 (УО-1) ОФ ЛГОКа
2

3.

Технологическая схема участка обогащения 2 (УО-2) ОФ ЛГОКа
3

4.

Технологическая схема участка обогащения 3 (УО-3) ОФ ЛГОКа
4

5.

Экран информационной системы учета паллетной производительности питателей по входной руде
5

6.

Структурная схема АСУТП АСУЖФК для одного концентратного зумпфа (2 узла учета)
6

7.

Расчет концентрата по участку обогащения №1 (УО-1)
Количество концентрата, произведенного УО-1:
QУО-1=Q1-Q2 ,
где: QУО-1 – масса (сухой вес) концентрата (суммарный по УО-1), (тонн).
Концентратный зумпф
1, 2, 3 т.с.
1) Расчет количества концентрата, прошедшего через концентратные зумпфы (Q1):
Q1 =QУО-1_1+QУО-1_2+QУО-1_3+QУО-1_4+QУО-1_5+QУО-1_6+QУО-1_7+QУО-1_8 .
2-93
2-94
1
2
Концентратный зумпф
4, 5 т.с.
2-95а
5-93
3
4
5-94
Концентратный зумпф
6, 7, 8 т.с.
7-91
7-92
7-93
6
7
8
5
2) Расчет дополнительного количества концентрата, пришедшего из УО-2, УО-4 в УО-1 (Q2):
Q2 = (QУО-1_9+QУО-1_10+QУО-1_11+QУО-1_12+QУО-1_13+QУО-1_14+QУО-1_15) - (QУО-1_16+QУО-1_17+QУО-1_18+QУО-1_19) – (QС-1+QС-2+QС-3+QС-4) ,
где:
- Сырье для в/ф УО-1 (дообогащенный концентрат)
Дообогащенный концентрат с УО-4:
15М
16М
19М
20М
21М
22М
9
10
11
12
13
14
13М
Рядовой концентрат с УО-2:
15
Центральный п/д под ГБЖ на 4 секции
17М
- Переливы в/ф УО-1 (с дообогащенного концентрата):
Переливы в/ф 1, 2, 3 т.с.
Переливы в/ф 4, 5 т.с.
2-91
2-92
5-91
5-92
16
17
18
19
- Отфильтрованный дообогащенный концентрат УО-1 (конвейерные весы):
Итого для УО-1 19 локальных узлов учета массового расхода концентрата.
7

8.

Расчет концентрата по участку обогащения №2 (УО-2)
Расчет концентрата по участку обогащения №2 УО-2:
QУО-2=QУО-2_1+QУО-2_2+QУО-2_3+QУО-2_4+QУО-2_5+QУО-2_6+QУО-2_7+QУО-2_8 -QУО-2_9-QУО-2_10 ,
где: QУО-2 – масса (сухой вес) концентрата (суммарный по УО-2), (тонн).
Концентратный зумпф
9, 10, 11 т.с.
Концентратный зумпф
12, 13 т.с.
Концентратный зумпф
14, 15 т.с.
Концентратный зумпф
16, 17 т.с.
10-55
10-56
13-55
13-56
14-55
14-56
16-55
16-56
1
2
3
4
5
6
7
8
Фильтрат и переливы в/ф
рядового концентрата ЦО-2
781М
782М
9
10
П/д уплотняющей сепарации
Сепараторы 12-11М-:-12-14М
Итого по УО-2 10 локальных узлов учета массового расхода концентрата
8

9.

Расчет концентрата по участку обогащения №3 (УО-3)
Расчет концентрата по участку обогащения №3 (УО-3):
QУО-3=QУО-3_1+QУО-3_2+QУО-3_3+QУО-3_4+QУО-3_5+QУО-3_6+QУО-3_7+QУО-3_8+QУО-3_9 +Q УО-3_10 ,
где: QУО-3 – масса (сухой вес) концентрата (суммарный по УО-3), (тонн).
Концентратный зумпф
18 т.с.
Концентратный зумпф
19 т.с.
Концентратный зумпф
20 т.с.
Концентратный зумпф
21-1, 2 т.с.
Концентратный зумпф
21-3, 4 т.с.
18-63
18-64
19-63
19-64
20-63
20-64
21-1-63
21-1-64
21-3-63
21-3-64
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Итого по УО-3 10 локальных узлов учета массового расхода концентрата
9

10.

Алгоритм расчета массового расхода пульпы по жидкой фазе для узла учета АСУЖФК ОФ ЛГОКа
Начало
Опрос датчика расхода пульпы
F(t), м3/час
Опрос датчика плотности пульпы
D(t), г/л
Ввод расчетного коэффициента
К
Расчет массового расхода пульпы по жидкой фазе:
W(t)=F(t)*D(t)*K, т/час
Вывод массового расхода пульпы по
жидкой фазе W(t) на АРМ оператора
Вывод массового расхода пульпы по
жидкой фазе W(t) в сеть комбината
Начало
10

11.

Схема комплекса технических средств АСУЖФК УО-1 ОФ
Станция оператора УО-1
Операторский уровень
Ethernet
Industrial Ethernet
Контроллер Simatic S7-315-2DP
Блок
питания
PS 307
Центр.
процессор
CPU 3152DP
Коммуника
ционный
модуль
CP 343-1
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
SM-331
SM-331
SM-331
SM-331
Уровень автоматизации
PROFIBUS
Расход 2-93, м3/час
Расход 5-94, м3/час
Расход 2-91, м3/час
Произв. Конвейера С-1, т/час
Плотность 2-93, г/л
Плотность 5-94, г/л
Плотность 2-91, г/л
Произв. Конвейера С-2, т/час
Расход 2-94, м3/час
Расход 7-91, м3/час
Расход 2-92, м3/час
Произв. Конвейера С-3, т/час
Плотность 2-94, г/л
Плотность 7-91, г/л
Плотность 2-92, г/л
Произв. Конвейера С-4, т/час
Расход 2-95а, м3/час
Расход 7-92, м3/час
Расход5-91, м3/час
Произв. Конвейера ПУ-7, т/час
Плотность 2-95а, г/л
Плотность 7-92, г/л
Плотность 5-91, г/л
Расход 5-93, м3/час
Расход 7-93, м3/час
Расход 5-92, м3/час
Плотность 5-93, г/л
Плотность 7-93, г/л
Плотность 5-92, г/л
11
Полевой уровень

12.

Схема комплекса технических средств АСУЖФК УО-2 ОФ
Станция оператора УО-2
Операторский уровень
Ethernet
Industrial Ethernet
Контроллер Simatic S7-315-2DP
Блок
питания
PS 307
Центр.
процессор
CPU 3152DP
Коммуника
ционный
модуль
CP 343-1
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
SM-331
SM-331
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
SM-331
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
SM-331
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
SM-331
Уровень автоматизации
PROFIBUS
Расход 10-55, м3/час
Расход 14-55, м3/час
Расход 781М, м3/час
Расход 19М, м3/час
Расход 13М 17М, м3/час
Плотность 10-55, г/л
Плотность 14-55, г/л
Плотность 781М, г/л
Плотность 19М, г/л
Плотность 13М 17М, г/л
Расход 10-56, м3/час
Расход 14-56, м3/час
Расход 782М, м3/час
Расход 20М, м3/час
Плотность 10-56, г/л
Плотность 14-56, г/л
Плотность 782М, г/л
Плотность 20М, г/л
Расход 13-55, м3/час
Расход 16-55, м3/час
Расход 15М, м3/час
Расход 21М, м3/час
Плотность 13-55, г/л
Плотность 16-55, г/л
Плотность 15М, г/л
Плотность 21М, г/л
Расход 13-56, м3/час
Расход 16-56, м3/час
Расход 16М, м3/час
Расход 22М, м3/час
Плотность 13-56, г/л
Плотность 16-56, г/л
Плотность 16М, г/л
Плотность 22М, г/л
12
Полевой уровень

13.

Схема комплекса технических средств АСУЖФК УО-3 ОФ
Станция оператора УО-3
Операторский уровень
Ethernet
Industrial Ethernet
Контроллер Simatic S7-315-2DP
Блок
питания
PS 307
Центр.
процессор
CPU 3152DP
Коммуника
ционный
модуль
CP 343-1
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
Модуль
ввода
аналоговых
сигналов
SM-331
SM-331
SM-331
Уровень автоматизации
PROFIBUS
Расход 18-63, м3/час
Расход 20-63, м3/час
Расход 21-3-63, м3/час
Плотность 18-63, г/л
Плотность 20-63, г/л
Плотность 21-3-63, г/л
Расход 18-64, м3/час
Расход 20-64, м3/час
Расход 21-3-64, м3/час
Плотность 18-64, г/л
Плотность 20-64, г/л
Плотность 21-3-64, г/л
Расход 19-63, м3/час
Расход 21-1-63, м3/час
Плотность 19-63, г/л
Плотность 21-1-63, г/л
Расход 19-64, м3/час
Расход 21-1-64, м3/час
Плотность 19-64, г/л
Плотность 21-1-64, г/л
Полевой уровень
13

14.

2
3
4
5
6
7
8
Расход 2-95а, м3/час
Плотность 2-95а, г/л
Расход 5-93, м3/час
Плотность 5-93, г/л
Местный
пульт
AI
AO
DI
DO
Ethernet
DP
Ethernet
14
21 22
Произв. Конвейера ПУ-7, т/час
Произв. Конвейера С-4, т/час
Произв. Конвейера С-3, т/час
Переливы в/ф 1, 2, 3 т.с.
Произв. Конвейера С-2, т/час
19 20
Произв. Конвейера С-1, т/час
17 18
Расход 5-92, м3/час
15 16
Плотность 5-92, г/л
13 14
Расход5-91, м3/час
11 12
Плотность 5-91, г/л
9 10
Расход 2-92, м3/час
7 8
Плотность 2-92, г/л
DE
Расход 2-91, м3/час
DE
Концентратный зумпф
6, 7, 8 т.с.
Плотность 2-91, г/л
FE
Расход 7-93, м3/час
FE
Плотность 7-93, г/л
DE
Расход 7-92, м3/час
DE
Плотность 7-92, г/л
FE
Расход 7-91, м3/час
FE
7-91
7-92
7-93
2-91
2-92
5-91
5-92
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
C-3
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
C-4
5-94
Плотность 7-91, г/л
Концентратный зумпф
4, 5 т.с.
Плотность 5-94, г/л
5-93
Расход 5-94, м3/час
1
Расход 2-94, м3/час
56
Плотность 2-94, г/л
1 2 3 4
Расход 2-93, м3/час
Концентратный зумпф
1, 2, 3 т.с.
Плотность 2-93, г/л
2-95а
2-94
Контроллер SIM ATIC S7-315 2DP
2-93
АРМ
Функциональная схема АСУТП АСУЖФК УО-1 ОФ
Участок обогащения-1
Переливы в/ф 4, 5 т.с.
23 24
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
C-1
C-2
ПУ-7
25 26 27 28 29

15.

2
3
4
5
6
7
8
Расход 13-55, м3/час
Плотность 13-55, г/л
Расход 13-56, м3/час
Плотность 13-56, г/л
Расход 16-55, м3/час
Расход 16-56, м3/час
Местный
пульт
AI
AO
DI
DO
DP
Ethernet
Ethernet
15
Расход 782М, м3/час
Расход 20М, м3/час
Расход 22М, м3/час
Расход 13М 17М, м3/час
16 м
Плотность 13М 17М, г/л
23 24
Плотность 22М, г/л
21 22
Расход 21М, м3/час
15 м
Плотность 21М, г/л
Фильтрат и переливы в/ф
рядового концентрата ЦО-2
Плотность 20М, г/л
19 20
Плотность 19М, г/л
Расход 19М, м3/час
Плотность 16М, г/л
Расход 16М, м3/час
Плотность 15М, г/л
17 18
Расход 15М, м3/час
Плотность 782М, г/л
15 16
Плотность 781М, г/л
Концентратный зумпф
16, 17 т.с.
Расход 781М, м3/час
Плотность 16-56, г/л
13 14
Плотность 16-55, г/л
11 12
Расход 14-56, м3/час
9 10
Плотность 14-56, г/л
Концентратный зумпф
14, 15 т.с.
Плотность 14-55, г/л
Концентратный зумпф
12, 13 т.с.
Расход 14-55, м3/час
1
Расход 10-56, м3/час
7 8
Плотность 10-56, г/л
5 6
Расход 10-55, м3/час
3 4
Плотность 10-55, г/л
1 2
Контроллер SIM ATIC S7-315 2DP
Концентратный зумпф
9, 10, 11 т.с.
АРМ
Функциональная схема АСУТП АСУЖФК УО-2 ОФ
Участок обогащения-2
19 м
20 м
25 26
27 28
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
21 м
29 30
22 м
31 32
13 м
П/д уплотняющей сепарации
Сепараторы 12-11М-:-12-14М
33 34
17 м
10-55
10-56
13-55
13-56
14-55
14-56
16-55
16-56
781М
782М
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE

16.

2
3
4
6
7
8
Расход 20-64, м3/час
Местный
пульт
AI
AO
DI
DO
DP
Ethernet
Ethernet
16
Расход 21-1-63, м3/час
Расход 21-3-63, м3/час
Расход 21-3-64, м3/час
13 14
Плотность 21-3-64, г/л
11 12
Плотность 21-3-63, г/л
20-64
Расход 21-1-64, м3/час
Концентратный зумпф
20 т.с.
Плотность 21-1-64, г/л
20-63
Плотность 21-1-63, г/л
9 10
Плотность 20-64, г/л
7 8
Плотность 20-63, г/л
Концентратный зумпф
19 т.с.
Расход 20-63, м3/час
5
Расход 19-64, м3/час
5 6
Плотность 19-64, г/л
19-64
Расход 19-63, м3/час
19-63
Плотность 19-63, г/л
1
Расход 18-64, м3/час
3 4
Плотность 18-64, г/л
18-64
Расход 18-63, м3/час
Концентратный зумпф
18 т.с.
Плотность 18-63, г/л
1 2
Контроллер SIM ATIC S7-315 2DP
18-63
АРМ
Функциональная схема АСУТП АСУЖФК УО-3 ОФ
Участок обогащения-3
Концентратный зумпф
21-1, 2 т.с.
Концентратный зумпф
21-3, 4 т.с.
21-1-63
21-1-64
21-3-63
15 16
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
17 18
21-3-64
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
FE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
19 20

17.

Экранная форма визуализации АСУЖФК ОФ
СИСТЕМА УЧЕТА РЯДОВОГО КОНЦЕНТРАТА ПО ЖИДКОЙ ФАЗЕ ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ
Участок обогащения-1
Производительность
конвейеров
Концентратный зумпф
1, 2, 3 т.с.
2-93
2-94
Концентратный зумпф
4, 5 т.с.
2-95а
5-93
Расход
Расход
5-94
Расход
Концентратный зумпф
6, 7, 8 т.с.
7-91
Расход
7-92
Переливы в/ф 1, 2, 3 т.с.
7-93
Расход
Расход
2-91
2-92
5-91
Расход
Расход
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
Массовый расход
Массовый расход
,г/л
Массовый расход
,т/ч
,т/ч
Расход
,м3/ч
,т/ч
,т/ч
,т/ч
5-92
Расход
,м3/ч
,м3/ч
Плотность
Плотность
Плотность
,г/л
,г/л
,г/л
,м3/ч
Массовый расход Массовый расход Массовый расход Массовый расход
,т/ч
Переливы в/ф 4, 5 т.с.
Расход
,м3/ч
Плотность
,м3/ч
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход
,т/ч
,т/ч
C-1
Массовый расход
C-2
,т/ч
C-3
,т/ч
C-4
,т/ч
ПУ-7
,т/ч
,т/ч
,т/ч
Расход
,м3/ч
,м3/ч
Плотность
Плотность
,г/л
,г/л
Массовый расход
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход по УО-1
,т/ч
,т/ч
Участок обогащения-2
Концентратный зумпф
9, 10, 11 т.с.
10-55
Расход
10-56
Расход
Концентратный зумпф
12, 13 т.с.
13-55
13-56
Расход
Расход
Концентратный зумпф
14, 15 т.с.
14-55
Расход
14-56
Расход
Концентратный зумпф
16, 17 т.с.
16-55
16-56
Фильтрат и переливы в/ф
рядового концентрата ЦО-2
781М
Расход
Расход
Расход
782М
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,т/ч
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход
Массовый расход
Массовый расход
,т/ч
,т/ч
,т/ч
Массовый расход
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход
Массовый расход
,т/ч
,т/ч
,т/ч
16 м
19 м
20 м
21 м
22 м
Расход
Расход
Расход
Расход
Расход
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
Расход
,м3/ч
Плотность
Массовый расход
15 м
Расход
Массовый расход Массовый расход Массовый расход Массовый расход Массовый расход Массовый расход
,т/ч
,т/ч
,т/ч
,т/ч
,т/ч
17 м
13 м
Расход
,м3/ч
Плотность
,г/л
Массовый расход
,т/ч
,т/ч
Массовый расход
,т/ч
П/д уплотняющей сепарации
Сепараторы 12-11М-:-12-14М
Массовый расход по УО-2
,т/ч
Участок обогащения-3
Концентратный зумпф
18 т.с.
18-63
Расход
18-64
Расход
Концентратный зумпф
19 т.с.
19-63
Расход
Концентратный зумпф
20 т.с.
19-64
20-63
Расход
Расход
20-64
Расход
Концентратный зумпф
21-1, 2 т.с.
21-1-63
Расход
21-1-64
Расход
Концентратный зумпф
21-3, 4 т.с.
21-3-63
Расход
21-3-64
Расход
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
,м3/ч
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
Плотность
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
,г/л
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход
,т/ч
,т/ч
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход
,т/ч
,г/л
Массовый расход
,т/ч
Массовый расход по УО-3
,т/ч
Общий массовый расход концентрата по ОФ
,т/ч
МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ГРАФИКИ
АРХИВНЫЕ ДАННЫЕ
17
ВЫХОД

18.

Показатели эффективности внедрения АСУЖФК ОФ
Срок окупаемости: 1 год и 5 месяцев
18