Automation of Ball Mills Using in Mine Concentration Plants and Efficiency Analysis

Abstract

Maden işleme tesisleri, ticari değer taşıyan cevherleri kaynağından alarak hammadde olarak kullanılabilir hale getiren endüstriyel tesislerdir. Cevher işlemenin önemli aşamalarından biri de öğütmedir. Öğütme, kısaca boyut küçültme olarak tanımlanabilir ve değirmenler vasıtasıyla gerçekleştirilir. Bu çalışmada örnek bir Bakır Konsantrasyon Tesisi Öğütme Ünitesinde kullanılan bir bilyalı değirmenin Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC ) ve Uzaktan Kontrol ve Gözleme Sistemi ( SCADA) ile otomasyon tasarımı gerçekleştirilmiştir. Otomasyonlu çalışma ile otomasyonsuz çalışma arasında karşılaştırmalar yapılarak verimlilik analizleri yapılmıştır. Bilyalı değirmenin verimli çalışması, fabrikanın maliyetleri açısından kritiktir. Bilyalı değirmenin uygun değerlerde en verimli şekilde çalınmasının sağlanması ve tüketilen elektrik enerjisinden mümkün olduğunca tasarruf edilmesi, değirmenin kontrollü çalışmasına fazlasıyla bağlıdır. Bu da ancak oldukça iyi tasarlanmış ve programlanmış PLC ve SCADA sisteminin kullanılması ile mümkün olabilmektedir. PLC olarak SIEMENS S7 300 serisi ve Operatör panel (HMI) olarak SIEMENS MP 277 tipi panel kullanılmıştır. Gerçekleştirilen verimlilik analizleri sonucu, bilyalı değirmen için iyi tasarlanmış bir otomasyon sistemi ile verimlerin yükseldiği ve birim maliyetlerin düştüğü görülmüştür. Tasarlanan otomasyon sistemi geliştirilmeye ve bazı yeniliklerle benzer tesislerde de kullanıma uygundur.

Mineral processing plants separate commercially valuable minerals from their ores. One of the mineral processing step is grinding. Grinding simply defined as size reduction and it is accomplished by mills. In this thesis, automation design of a ball mill which is used in a grinding unit of a sample copper plant has been accomplished with Programmable Logic Controller (PLC) and Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA). Efficiency analysis is also carried out by comparison between the automated and non-automated systems. The efficiency of the ball mill is critical for the overall cost of the plant. Efficient operation of mill within the proper range and saving energy highly depends on the controlling and effective operation of the ball mill. Such an operation can only be achieved by using a well-designed and a well-programmed PLC and SCADA system. SIEMENS S7 300 series PLC products and SIEMENS MP277 type HMI panel were used. As a result of performed efficiency analysis, a well-designed automation system for a ball mill has increased efficiency and reduced unit costs. The designed automation system is able to various modifications, developments and it is suitable for use in similar factories with some revisions.