1 引言
中国铝业广西分公司矿山二期项目是该公司二期40万吨氧化铝项目配套工程，设计年产量为110万吨标准铝土矿。工程采用先进的控制设备和功能强大的上位机监控软件构成监控中心，实现对整个矿山生产工艺的全方位监控管理，从采矿、洗矿、破碎筛分至皮带称计量、配矿、堆场和污泥沉降及排送处理等全部工艺流程集中控制，完成铝土矿生产工艺全程自动化。
2 设计依据
铝土矿生产是露天采矿，采出的矿石直接投入到铝土矿生产流程中，经过清洗、粗碎、中间堆场、细碎、筛分至产成品铝土矿，还包含辅助流程:污泥沉降及其排放，其中污泥沉降流程包含沉降溢水及其回收利用，沉降絮凝剂搅拌及其添加等。整个系统生产区域分布广、设备分散、环境恶劣。特别是设备在生产流程中连锁运行，若控制不当，任何设备问题都可能引起控制流程改变，如果控制系统不能够对这些改变做出正确的判断，则容易引发更为严重的安全事故。因此整个系统需要有一个高稳定性的控制器和高可靠性的通讯控制系统。其应具备可靠性、准确性、开放性、安全性和易维护性等特点。
2.1 可靠性
对铝土矿生产系统在恶劣条件下无故障工作能力有着较高的要求。这就要求我们要把系统的安全、可靠运行作为设计的首要原则。根据铝土矿生产工艺流程，系统分为主站和从站两部分，主站负责主要流程:洗矿与筛分;从站负责辅助流程:污泥沉降及排放。两者互不干扰，通过冗余通讯网络相连。主站与从站均采用了双机热备控制系统，包括电源冗余、CPU冗余、通讯冗余，机架冗余。控制器与上位机通讯网络采用100M工业以太环网，构成冗余通讯，以太网连接设备出现问题不会影响其他设备通讯。整个控制系统网络具有无以伦比的可靠性。
2.2 准确性
在铝土矿生产系统中，各监测点数据的实时、准确的采集，并且可以准确地控制设备无疑是系统的核心，这就要求系统硬件要具有高可靠性的数据采集、控制能力并有可靠的通讯方式，系统软件必须可以及时准确的对数据进行分析处理。系统采用业内公认标准通讯协议Modbus，并且物理信道采用TCP/IP，Modbus完善、简洁的通讯指令集，TCP/IP传输的方便、快捷，这些都为系统数据的实时传输和控制提供了更高的可靠性。
2.3 开放性
要组成一个最优的自动化系统。除了选用高品质、高性能的自动化产品，还需是具有标准通讯协议的产品。配置的系统控制器提供了串行的MODBUS通讯接口和上位机以太网接口，具有标准接口的设备如软启动器、重型板式给矿机均接入MODBUS通讯网络，也提供MB+网络实现与变频器的通讯连接。而对于其他没有标准通讯协议的设备如电机智能保护器、水位控制仪等特配置MB+通讯网桥，利用其提供的通道方便接入到控制系统。并且上位机通讯为以太网络, 以太网络的便捷提供了更加丰富监控管理功能。
2.4 安全性
通信安全性与系统控制安全性。硬件配备有不间断电源UPS，PLC采用双机热备，上位机互相备用。可以保证系统任何一个单一元件出现问题均不会影响矿山的安全生产。系统控制操作的安全性是对控制软件设置加密手段。
2.5 维护性
编程与监控软件易学易用;重要设备的电机电流、电压、故障等参数在上位可以检测到;故障声光报警，可以通知维护人员;操作有历史纪录。
2.6 系统防雷
矿山所处地理环境特殊，属于雷电多发地带。为保证系统可靠运行，避免从天馈线、电源线、遥测设备与传感器间的信号线引入雷电损坏设备，采用下列避雷措施:
●安装避雷针，避雷针的接地电阻应小于4Ω。天线系统安装天馈避雷器;
●通讯网络采用数据信号专用避雷器;
●室外传输电缆加装继电器保护。
3 系统工艺流程
整个矿山工艺流程共分为四大部分:洗矿、筛分、污泥沉降、污泥排放，洗矿和筛分为主要流程，污泥沉降和排放为辅助流程。
由采矿车运来的原始铝土矿含泥量多，其由选矿机送入重型板式给矿机，然后进入圆筒筛洗机进行第一遍洗泥，大块的较易清洗的矿石由皮带运行至破碎机进行破碎,小块的不太干净的由槽式洗矿机进行第二次清洗后直接送入中间堆场。对于3、4年矿含泥量高则需要进入难洗流程然后再送入中间堆场。中间堆场的半成品在颗粒大小上还不符合铝土矿的要求，需再进行第二次破碎即细碎，为保证生产出完全合格的铝土矿，在细碎后铝土矿会通过一个振动筛对细碎后的矿石进行筛选，合格的铝土矿直接送入成品仓库，不合格的继续破碎直到符合要求。为了环境保护,洗矿流程中产生的废水泥浆要进行处理，通过专用管道洗矿流程产生的泥浆直接排放到浓密池中进行沉降，沉降过程中需要根据矿浆的浓度调节絮凝剂的用量，使用量不够则沉降泥浆浓度低浪费能源，使用量过多则沉降泥浆浓度大，不易排出。浓度合适泥浆最后由排泥加压泵打至排泥库，返还给大地。
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