1、選礦廠磨機負荷監測系統設計目的與現狀
在選礦生產中磨機的屯耗約占2/3，目前普遍存在磨礦效率低，其90%的能量為損耗。因此，控制磨機負荷使之在最佳工作狀態下運轉是提高磨機磨礦效率、提高產量降低電耗的重要途徑。在我國大多數選礦廠，磨機的運行監測目前仍處于人為判斷、手工操作的原始狀態，對磨機負荷的監測普遍比較粗糙簡單。在手動操作狀態下，由于人為經驗的限制，磨機往往不能運行在穩定、高效的狀態，出力較低，而且人為調節的不確定性也使得出磨物料的粒度不均勻，影響了選礦廠中礦石的質量。
2、磨機負荷測量原理
磨機在運行時，研磨介質與襯板、研磨介質與研磨介質之問、研磨介質與物料、物料與襯板以及物料與物料之間都會因相互之問的碰撞和研磨面發聲，且止常運轉時這種噪聲可高達120dB。在磨機運行時發出的噪聲中，鋼球之間的相互碰撞，以及鋼球和襯板碰撞產生的噪聲是磨機噪盧主要部分。
磨機長期的運行實踐表明，磨機的負荷與嗓音信號之間存在著一定的對應關系。當磨機負荷較小時，噪音土要來自研磨介質之間以及研磨介質與襯板之間的摩擦和碰撞，噪音較大并且頻率較高；當磨機負會逐漸增大時，隨著磨內空間和研磨介質之問的空隙逐漸被物料所充填，磨機噪音主要來自物料和研磨介質以及物料和襯板之問摩擦和碰撞，磨音較小日，頻率較低。因而通過對磨機噪音的檢測，可以間接確定其負荷。
采用磨音法測監測磨機的負荷，其結構是一個集磨音檢測和處理變送于一體的電耳。將變送器和電耳封裝在一起，既可以減小測量儀的體積，減少一級信號傳輸，也便于在現場進行安裝調試。考慮到生產現場環境惡劣，灰塵較大，磨音傳感器由噪音檢測元件和防塵殼體組成。
電耳可以準確地檢測強度為120分貝以下，頻率范圍為20k～16k的聲音信號。由電耳測得的磨音信號只是粗略地反映了磨機的負荷狀態。要更精確地確定負荷的大小，還需要經過變送器對信號進行放大、帶通濾波、信號處理和噪音特征潛識別，最終在顯示器上顯示出來。
電耳硬件外觀設計如圖1所示。
3、磨機控制系統中的硬件設計
負荷檢測及監測系統由電耳、渦輪流量計、壓力傳感器等組成。在本套系統中由電耳來完成對磨音的檢測，通過渦輪流量計來完成對水流量的監測，通過壓力傳感器來完成對濃度的監測，如圖2所示。
由電耳實時監測磨機的負荷，將聲音信號送入16位單片機MSP，130F149，經過A/D轉換與期望值相比較，通過控制算法(PID)調節后再經過D/A轉換，最后將信號送入變頻器調節給礦皮帶機轉速，實現給礦量的自動控制。給水量的實時監測由渦輪流量計測量，信號也送入l6位單片機MSP430F149，經過A/D轉換與期望值相比較，通過控制算法(PID)調節后冉經過D/A轉換，最后將信號送入變頻器調節電機，實現給水量的自動控制。還必須考慮礦漿的濃度，綜合上面的三個因素，我們才能使磨機出力最大并且功率較小，工作在最佳工作狀態。單片機監測控制系統框圖如圖3所示。
4、磨機控制系統中的軟件構成
軟件的控制策略采用模仿人j二智能控制方案。它依據智能控制的原理，模仿人的思維對磨機實現智能控制。以保證磨機安全、可靠運行，其軟件的構成是由智能邏輯判斷和智能控制算法組成。
智能邏輯判斷的依據就是設計操作人員積累的經驗。根據輸入值與測量值之差和其變化率實現相應的控制策略。其控制原則就是：根據磨機的噪音信號也就是電耳信號和輸入的期望信號，調整給料電機變頻器，使料位達到穩定范圈；但是穩定勻速的給料控制，必須有與之相適應，符合磨機工作要求的水量才能達到比較理想的摔制效果。根據滿輪流量汁的測量值與輸入的期望值，調節給水電機的變頻器，控制阿個回路達到平衡狀態。智能控制算法是依據磨機的耦合情況，將控制器分為兩個控制回路，每個回路采用模糊PID控制，取得了仿人控制的目的。磨機的給料控制不是一個孤立的系統，它要和給水量相對應，組成-個大的控制系統。
TI公司的單片機MSP430用C語言編程，充分利
用c語言編程結構化、程序簡潔和運行速度快的優點。軟件設計采用模塊化設計，人機界面友好。各模塊組成如下圖4所示。
系統主程序主要是完成一些基本的設置工作，對系統進行初始化，如定時器、看門狗、中斷設置。監測和判斷系統運行的情況；上位機控制程序完成人工監測和控制；鍵盤操作程序主要是完成一些參數的設定與修改；系統狀態顯示實時的反應系統的狀態；給水量監控程序完成給水量的監測與控制；給料量監測程序完成給料量的監測與控制；中斷控制處理突發事件和定時器產生的中斷，根據預定的算法進行相應的處理。
5、結語
本嵌入系系統采用新型的低功耗16位單片機MSP430F149作為整個系統的控制器。本芯片外圍模塊豐富，對丁-采集數據、轉換處理、存儲、顯示等操作十分的方使。使得整個系統的硬件電路實現十分容易。本系統已經在唐山選礦廠投入使用，檢測準確，運行可靠，能根據生產的需要自動進行調節。
三門峽富通新能源銷售顆粒機、球磨機、雷蒙磨、木屑顆粒機等機械設備。
