基于振动信号分析的球磨机工况检测技术的研究与应用.pdf

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1、第22卷第3期矿冶Vo1．22，No．32013年9月MINING＆METALLURGYSeptember2013文章编号：1005—7854(2013)03—0099-06基于振动信号分析的球磨机工况检测技术的研究与应用杨佳伟陆博周俊武(北京矿冶研究总院矿冶过程自动控制技术北京市重点实验室，北京100160)摘要：实时有效的检测球磨机的工作状态，使其稳定的运行在最佳工作点附近对于整个选矿流程的稳定和高效具有极其重要的意义。从系统组成、信号分析和实际应用三个方面，对基于振动信号分析的球磨机工况检测技术的研究

2、与应用进行综合介绍。关键词：球磨机；工况检测；振动信号；特征提取中图分类号：TD928．9文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-7854．2013．03．024RESEARCHANDAPPLICATION0FBALLMILLLOADM0NIT0RINGSYSTEMBASEDONVIBRATIONSIGNALSANALYSISYANGJia．weiLUBoZH0UJun．WU(BeijingKeyLaboratoryofMiningandMetallurgyProcessAutomat

3、ion，BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy，Beng100160，China)ABSTRACT：Monitoringtheworkingconditionofaballmillinreal—time，andkeepingitworknearthebestoper—atingpointareofgreatsignificanceforthebeneficiationprocess．Inthispaper，researchandapplica

4、tionofballmillloadmonitoringsystembasedonvibrationsignalsanalysisispresentedbytheperspectiveofsystemcomposition，signalprocessandpracticalapplication．KEYWORDS：ballmill；workingconditionmonitoring；vibrationsignals；featureextraction采矿、选矿和冶炼是开发利用绝大部分矿产资重要的影响。因此

5、，实时有效的监测球磨机的工作源所必需的三个环节，其中选矿过程是重要的中间状态，使其稳定的运行在最佳工作点附近对于整个环节，选矿效率的高低，直接决定了矿产资源利用率选矿流程的稳定和高效具有极其重要的意义¨。。的高低。同时，磨矿又是选矿生产过程的关键节点，但是，由于球磨机特殊的工作状态和工作环境，磨矿的质量关系到选矿生产的处理能力和处理水很多与球磨机工作状态相关的关键参数(如球磨机平，甚至在一定程度上决定了整个选厂的经济技术的工作负荷、充填率、磨矿浓度等)都无法实时准确指标。所以，球磨机作为磨矿过程中最重要的核

6、心的测量，所以目前大多数球磨机的操作和控制策略生产设备，其工作状态一方面决定了后续生产过程都只能基于球磨机功率、声响等可以直接测量得到中原材料的数量和质量，另一方面，球磨机自身工作的参数，甚至有很多球磨机工作在开环模式下，仅仅所需要的巨大能耗也会对生产过程的节能降耗产生依靠现场操作工人的观察和经验进行调节，导致球磨机的控制效果低下。为了解决这一问题，多年来收稿日期：2013-04-18人们尝试采用了各种方法和先进技术，如噪音法、功基金项目：国家863计划重点项目(2011AA060201)率法、软测量法、轴

7、振动信号分析法等，但是由于环作者简介：杨佳伟，硕士研究生，主要研究方向为磨矿过程智能监控。境因素和技术手段的限制，这些方法的测量结果都矿冶不够理想，无法判断出球磨机的工作状态¨。信号测量单元包括安装于球磨机筒壁上的振动近年来，由澳大利亚联邦科学和工业研究组织传感器等测量设备及其配套部件，其主要的作用是(CSIRO)最早提出并进行研究的基于球磨机筒壁振在保证频率特性的前提下实时的将球磨机筒壁的振动信号分析的检测方法逐渐成为研究的热点。与之动信号转化为可供分析和处理的电信号。前的其他方法相比，这种方法的测量方式

8、更加直接，信号采集单元的主要作用是在保证尽可能不丢所以在灵敏度、抗干扰度和实时性上都有一定程度失信息的前提下将经过调理的加速度传感器信号按的提高。基于这一方法，我们自主开发了完整的球磨机旋转周期采集为数字信号，并将其通过无线球磨机_丁况检测软硬件系统，并将其应用到山东黄通信单元发送到接收端，同时完成可变放大倍数和金集团焦家金矿和三山岛金矿的磨矿生产过程中。设备电压检测等功能。本文将从系统组成、信号分析和实际应用三