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摘要 ：选矿装备的智能化能够及时分析流程数据并进行调 整控制，提升选矿系统金属回收率，选矿企业应不断提升选矿 装备的智能化、数字化和自动化水平。针对当前选矿装备存在 的诸多问题，如难以管理和自动化水平低等，需要采用物联网 技术进行优化改造。这样可以使选矿装备具备重要功能，如远 程操作、无线监控和故障诊断， 实现选矿装备的可视化、远程化 和系统化管理，从而提升选矿装备的运行效率和可靠性，并进 而提高选矿企业的经济效益。本文首先介绍了选矿生产流程和 主要的选矿装备，然后从基于物联网技术的选矿装备的整体构 架和应用优势两个方面，对物联网技术在选矿装备中的具体应用进行了分析。
现阶段，我国社会经济正处于高质量发展阶段，导致我国社 会对矿山资源需求量较大。因此， 矿山资源开发过程中需要提升 生产效率和质量。在矿山选矿工作中，使用多种选矿装备，例如 破碎设备、磨矿分级设备、浮选设备、浓缩脱水设备等。在生产 应用过程中，这些设备的参数必须达到相应要求。随着大数据、 云计算、5G 通讯和物联网等新兴技术的出现和发展，选矿设备 的优化发展具备了技术条件， 选矿企业应顺应时代发展， 重视选 矿装备的升级改造，使选矿装备在使用过程中能够实现智能化 和自动化。因此，选矿企业应结合选矿设备的特点，将物联网技 术应用于选矿设备中， 提高选矿企业的生产效率和产品质量， 使 选矿企业的智能化和自动化水平全面提升，促进选矿企业实现 数字化建设。
1 选矿生产的流程及主要的选矿装备
1.1 选矿生产的流程
选矿生产的流程非常复杂，具有流程长、工序多、设备多、 连续性等特点，一般包含原矿破碎、筛分、磨矿、分级、浮选及 浓缩过滤六个流程，选矿生产工艺流程为 ：原矿→破碎→筛分 →磨矿→分级→浮选→浓缩过滤→精矿 / 尾矿。
选矿系统获取原矿之后，需要对获取的矿石进行破碎处理， 经颚式破碎机粗碎处理后，通过圆振筛进行筛分后会得到筛下 小颗粒矿石和筛上大颗粒矿石，大颗粒矿石输送到圆锥破碎机 进行细碎， 细碎后的矿石与颚式破碎机排矿合并， 再次输送到圆 振筛，组成“两段一闭路”破碎流程 ;筛下矿石输送至粉矿仓，之后进入磨矿流程， 经球磨机与分级机组成闭路磨矿， 合格产品 进入浮选作业 ;浮选作业分别经过铅硫混合浮选作业、锌尾分 离作业及铅硫分离作业， 得到满足经济技术指标的锌精矿、铅精 矿、硫精矿及尾矿，经过周边传动式浓密机，将浓密机里悬浮于 矿浆中的固体颗粒在重力作用下沉降，沉积于浓密机底部的矿 泥到池底中心排矿口排出至陶瓷过滤机 ;过滤机陶瓷板运转一 周分为吸浆区、干燥区、卸料区、清洗区，在负压状态下微孔陶 瓷板通水不透气的特性实现产品脱水， 最终形成精矿和尾矿。
1.2 主要选矿装备
选矿所用的装备种类比较多，常见的选矿装备主要包括破 碎机、圆振筛、球磨机、分级机、浮选机、浓密机、陶瓷过滤机等。 选矿装备的主要参数和工艺参数如下。
(1) 颚式破碎机 ：该选矿装备的主要参数包括电机电流、温 度和功率因数 ;工艺参数为最大进料粒度、进料口尺寸、排矿口 调整范围。
(2) 圆锥破碎机 ：该选矿装备的主要参数包括电机电流、温 度、功率因数， 稀油站油压、油温 ;工艺参数包括最大进料粒度、 进料口尺寸、排矿口调整范围。
(3) 圆振筛 ：该选矿装备的主要参数包括电机电流、温度、 振动频率， 工艺参数包括给料粒度、筛网孔径。
(4) 球磨机 ：主要参数包括定子温度、励磁电压 / 电流、功 率因数，出入口轴瓦温度，稀油站油压、温度 ;工艺参数包括皮 带给矿量、磨矿给水量、排水给水量， 旋流器压力、流量。
(5) 分级机 ：主要参数包括电机电流、功率因数，工艺参数 包括溢流浓度、细度。
(6) 浮选机 ：主要参数包括电机电流、功率因数，工艺参数 包括浮选液位、浮选药剂给药量。
(7) 浓密机 ：主要参数包括电机电流、耙子负荷压力，工艺 参数包括底流浓度、负荷压力。
(8) 陶瓷过滤机 ：主要参数包括电机电流、给矿渣浆泵频率， 工艺参数包括给矿流量。
上述所有选矿设备在使用过程中必须要注意其主要参数以 及工艺参数， 并且还要参照具体的参数范围进行使用， 在使用过 程中， 若各项参数超出规定的范围标准， 必须停止对设备进行使 用，并对参数出现异常的选矿设备进行检查， 分析参数异常的原 因，针对参数异常原因开展选矿设备的维修维护、保养工作，从而保证各类选矿设备能够正常运行， 有效保障选矿生产。
2 基于物联网技术的选矿装备整体构架
2.1 基于物联网技术的选矿装备系统架构
基于物联网技术的选矿装备系统架构是由五个部分构成， 这五个部分分别为选矿装备层、物联网技术感知层、数据传输 层、云平台层以及应用服务层。
(1) 选矿装备层 ：该层属于系统架构的最基层，在选矿过程 中使用的所有装备均纳入到选矿装备层，选矿装备上一般安装 两种设备，分别为传感器和摄像头，其中，传感器主要采集选矿 装备的主要参数和生产参数，并形成选矿装备的相关参数数据， 摄像头主要负责视频图像信息的采集，通过视频图像了解选矿 装备的运行状态， 通过对选矿装备进行实时监控， 从而获取选矿 装备制造生产过程中的多元化数据信息。
(2) 物联网技术感知层 ：感知层将选矿设备的各项参数进 行采集， 并将数据采集所使用的传感器和摄像头进行部署， 从而 构建有线联合无线的数据采集系统平台， 与此同时， 将摄像头收 集的选矿装备视频图像以及传感器采集的数据信息纳入到数据 采集系统平台之中，实现设备管理与数据信息和视频监控之间 相互结合， 从而与设备管理系统形成一个闭环形式的物联网。
(3) 数据传输层 ：通过构建可靠性强、高效的数据传输平台 系统，能够将传感器采集的选矿装备参数数据信息实时的传输 至云平台层中的数据收集集群之中， 存储于预算数据库之中， 同 时，还要在现场工作站之中将数据信息进行处理， 将处理后的数 据信息存储于现场数据库之中， 当网络中断发生后， 本地数据库 会产生一些缓存数据， 这些缓存数据属于历史数据， 可以向云平 台中的缓存数据收集集群之中传输，从而使网络中断造成的数 据丢失问题得以有效避免。
(4) 云平台层 ：该层通常是利用云服务器设施构建数据收 集、处理等整套集群， 通过对实时数据和缓存数据进行分析和处 理之后， 向微服务架构对应的应用服务方向发布。
(5) 应用服务层 ：该层主要是对设备管理平台系统进行部 署，一般部署于云平台上， 使选矿装备的实时状态能够通过监控 系统来进行服务， 从而满足制造生产企业各类用户的实际需求 ; 通过实时化服务， 能够有效实现选矿装备的实时化检测， 同时还 提供了故障报警服务、统计分析服务、实时监控服务、故障诊断 服务、运行参数与视频图像融合的智能监控服务等， 通过这些服 务能够使选矿生产效率、安全性提升， 并且还降低了选矿企业的 生产成本。
2.2 基于物联网的选矿设备软件架构
为了使应用服务能够在各工厂内使用以及满足各类用户的 需求，基于物联网技术的选矿装备系统在设计过程中还需要有 软件予以支持， 因此， 该系统设计通过微服务软件实现了上述需求，并形成了基于物联网选矿设备软件架构。该设备软件架构中 包含各类服务， 将各种数据资源对外公开， 以独立形式存在的微 服务均为小型应用， 并且各类服务能够满足用户的需求。
2.3 基于物联网的选矿装备系统的功能分析
将物联网技术以及云服务器应用于选矿装备中，能够实现 选矿装备运行的智能化、自动化， 并且提供了选矿装备的智能监 控，具体来讲， 基于物联网的选矿装备系统实现了如下功能。
(1) 装备数据信息管理 ：该单元能够实现选矿装备的数据 信息管理，能够有效查看装备的生产日期、厂商、价格、维护费 用及次数、维护时间、装备类型以及装备使用的状态等信息。
(2) 装备运行数据监控 ：该单元能够对选矿装备的运行状 态、运行参数进行实时监测， 当设备出现故障或者是工况出现异 常的情况下， 该系统会发出警报。为了能够将选矿装备的生产运 行状况进行全面掌握和及时了解，选矿企业需对选矿装备展开 实时监控。如果选矿装备的运转出现异常情况， 则该系统将会发 出警报， 并将警报信息向操作人员推送， 使操作人员能够对警报 信息对应的选矿装备进行及时处理， 避免导致选矿事故发生， 此 外，选矿装备用户还能够对选矿装备的报警信息进行订阅， 当出 现异常情况时， 能够在第一时间进行信息定点推送。为了能够将 各级领导以及调度人员对选矿装备的运行情况进行及时掌握， 应该对选矿装备的主要参数、运行状态、参数趋势等多项信息实 现可视化监测。
(3) 装备的运行与维护 ：该单元主要对选矿装备的维修情 况进行记录， 并构建装备维修专项知识库， 从而使选矿装备出现 故障的时间得以减少。因选矿行业的装备管理系统并未积累维 修经验， 大多数情况下， 选矿装备的维修主要是通过个人经验和 技能来进行维修的，这种维修方式的专业化以及标准化水平比 较低，并且维修效率也比较低。为了使选矿装备的故障时间减 少，并使装备的运行效率得到提升， 在选矿装备监控平台之中对 装备的维修情况进行记录，将装备的停歇时间以及故障类型做 出标记， 使选矿装备的维修经验库得以有效构建， 从而为选矿企 业开展装备维修提供经验支持。
(4) 装备的运行统计 ：该单元可对选矿装备的运行情况进 行统计， 并自动生成图像报表。为了使选矿装备运行情况得到真 实体现， 需要选矿企业对装备运行情况进行实时记录， 然后以现 场实际需求为依据，对单个装备以及相同类型的装备实施停歇 时统计、运行时统计以及停歇时月统计， 从而使选矿企业的实际 需求得到满足。
(5) 装备的运行分析 ：通过分布式系统对选矿装备运行数 据以及停歇数据进行的记录，并结合装备的综合效率以及故障 率情况，可以对选矿装备的整体运行情况进行分析。与此同时， 还能够对装备长期变化的趋势进行提供，对装备性能方面出现 的变化进行体现，从而使装备操作人员和管理人员能够及时了解装备运行情况和变化情况。
(6) 装备实时监控 ：该单元主要是通过摄像头对选矿装备 的运行情况进行拍摄录制， 形成实时监控图像信息， 从而使工作 人员可对现场运行的选矿装备实际工况进行及时了解。还可以 与选矿装备的运行参数相结合，对监控图像信息之中有价值的 视频信息进行提取， 并对这些信息进行综合分析， 从而对选矿装 备运行异常情况进行自动判断，进而通过监控图像信息以及传 感器采集的参数数据对选矿装备实时智能化诊断和监控。
(7) 装备故障诊断 ：经长时间对选矿装备的具体运行情况 实时记录， 并对获取的数据信息实时统计和分析， 从而能够构建 相关模型， 对选矿装备出现的故障进行在线诊断。
3 基于物联网技术的选矿装备的应用优势
将物联网技术应用于选矿设备之后，能够利用云服务器使 装备之间、人与装备之间实现相互连通， 并使选矿装备能够实现 动态化监控、实时感知以及信息数据服务等多种智能化、自动化 功能。云服务器具备比较强大的存储和计算功能， 能够对选矿装 备全生命周期的数据以及维护维修信息进行存储，从而实现智 能化、实时化监控。总体来讲将物联网技术应用于选矿装备中的 优势体现以下几个方面。
3.1 可实现无线远程传输
当前，很多选矿企业的上位机、集控室以及现场控制器之间 开展数据信息传输和交换采用的方式为有线传输，这种传输方 式非常容易受距离和空间的限制，并且一旦出现信号干扰或者 是衰减等情况，将会影响数据信息传输和交换，因此，集控室需 要建于选矿现场附近。由于选矿现场的环境比较差， 所以对选矿 装备需要做好防护工作，并且选矿现场产生的粉尘和噪声污染 对作业人员的健康也会造成一定的威胁。将物联网技术应用于 选矿装备，则能够通过物联网技术传输指令以及采集的数据信 息，利用无线网络向云端发送， 集控室借助互联网对云端收到的 传送指令和装备数据接收并读取，从而避免受距离和空间的限 制，并且采用物联网技术也能够节约通讯和信号光缆。
3.2 阅览信息更为方便
物联网技术应用后，可以对用户进行授权，从而登录云平台 对装备信息进行读取，选矿装备数据在云服务器中存储，用户 能够追溯产品的质量 ;对装备的运行时间进行自动记录，当选 矿装备需要保养或者是有疲劳件需要更换的情况下，系统会将 保养信息以及更换信息以微信或是短信息的方式向相关人员推 送，用户则可对疲劳件进行预先检查或者是预先安排修理。当装 备报警或者是出现故障的情况下， 故障位置、原因以及装备编号 会通过微信或者是短信的方式发送至相关人员的终端设备上， 从而使检修和停机时间得以缩短。
3.3 通过数据比对实现故障预判
物联网技术应用后，可通过选矿装备的运行数据进行对比 分析，从而对装备出现的故障进行有效的预判，并对用户做出 提醒，使之预先进行维护，以免装备出现故障。例如，球磨机在 运行中容易出现温升的情况，这与励磁电流以及冷却系统之间 存在密切的关联，同时受球磨机给矿量变化的影响，因此，采用 人工的方式难以利用温升指标来对冷却系统问题进行判断，只 有温度超出规定的极限值的情况下， 选矿装备才会发出警报， 这 时才会被发现。而利用物联网技术后， 可以通过传感器对电机温 度、电流等装备数据进行采集，并且对采集的信息数据进行存 储，利用云服务器对励磁线圈温升与电流值之间的关系加以分 析，通过计算便可得出励磁电流在各种状态下线圈温升值。若在 某一电流值情况下励磁线圈存在温升过快的情况，则可以判断 励磁线圈存在冷却系统问题，这种情况下会通过终端设备报警 的方式对用户进行提示， 从而能够及时处理。
3.4 实现远程运维
利用云平台可以采用远程终端设备对装备层控制器软件进 行程序调试， 从而使调试时间以及费用时间得到节约。当设备出 现故障， 或者是需要调节参数的情况下， 可以利用物联网技术提 供的选矿装备运行参数数据以及现场视频，对现场出现的问题 进行协调解决。
3.5 构建选矿装备专有档案
每台选矿装备从生产到选矿使用，最终到使用报废，即选矿 装备的整个生命周期均会构建相应的专有档案，档案的内容主 要包括技术参数、材料明细、实验数据、检验记录、设计图纸、 发货时间、维修记录、售后调试记录等等，选矿装备的专有档案 会形成数据信息， 并全部存储于云服务器之中， 通过构建选矿装 备的专有档案， 能够实现对选矿装备全生命周期的有效管理。此 外，选矿装备的专有档案还可以为装备品质升级和改造提供有 力依据，通过分析装备档案，可以明确装备存在的缺陷，不仅能 够及时对装备进行改进，而且还能够及时了解装备易损件的使 用寿命， 从而为用户对装备进行保养提供依据。
4 结语
综上所述，物联网技术可以广泛应用于选矿装备之中，能够 实现选矿智能化、自动化、数字化建设，使选矿企业实现技术创 新。而将物联网技术应用于选矿装备后， 不仅有利于提升选矿装 备的运行效率， 而且更加利于选矿装备的运维管理， 从而通过提 升选矿装备的信息化水平，使选矿企业对选矿装备的维修维护 保养成本降低， 进而提升选矿企业的社会经济效益。
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