浮选实践和理论研究均已表明,调节矿浆的pH值对浮选工艺至关重要。对于特定的矿石及其相应的浮选工艺,只有在适宜的矿浆pH值条件下,才有可能获得较为满意的浮选效果。石灰是浮选作业中常用的pH值调整剂和铜、硫分离的重要抑制剂。在某些选矿过程中,石灰添加量的多少对浮选指标有重要的影响,石灰供给的均衡与稳定直接影响到精矿品位和回收率。某选矿厂选用石灰作为pH调整剂,通过石灰添加机将干石灰给入球磨机,从而调整矿浆pH值。现场工人用pH试纸,测粗选矿浆的pn值,再调节石灰添加量。现场要求十分钟测量一次,并相应的调整石灰添加量。测量及调整非常繁琐,而且由于人工调节受条件、责任心、劳动强度等外界条件影响,使pH值在一个比较大的范围内波动,控制精度远远不能满足浮选工艺要求。因此研究一套石灰添加自动控制系统具有很重要的意义。针对系统的要求和特点,研究了Smith预估控制算法、模糊控制算法和采样PI控制算法。通过比较研究,Smith预估控制算法不能用于数学模型不确定的过程。而模糊控制虽然不需要建立数学模型,但由于模糊控制器的规则和参数无法实时修改,控制效果并不理想。所以最终确定采用采样PI控制算法,该算法不需要建立精确的数学模型,编程实现容易,控制效果较好。利用Protel 99 SE电路设计软件,对下位机控制器的信号调理板、人机交互电路(按键面板、显示面板)以及控制器主板进行了设计。选用AT89S51单片机作为下位机控制器的核心器件;选用BPHM-I矿浆专用pH传感器检测矿浆的pH值;A/D转换选用ADC0809芯片;D/A转换选用DAC0832芯片。在上述硬件电路及控制算法的基础上,利用C语言,开发了pH控制器的控制软件。系统在软件上采用模块化的程序结构,包括算法控制程序、显示程序、参数设置程序及一些辅助的子程序等,并从硬件和软件两方面对系统的抗干扰性能进行了设计。为了便于整个选厂自动化的实现,利用pH控制器的串口实现与上位机的实时通讯。上位机实时监控pH值的变化,并进行报表打印、实时和趋势曲线以及报警窗口显示等。