Способ автоматического управления работой измельчительного агрегата замкнутого цикла и система для его осуществления

Способ автоматического управления работой измельчительного агрегата замкнутого цикла и система для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к управлению работой измельчительного агрегата замкнутого цикла на обогатительных фабриках, может быть использовано в цветной, черной металлургии, промьшшенности строительных материалов , химической промьшшенности,по производству минеральных удобрений и позволяет повысить качество управления . Для достижения этой цели измеряют расход руды в мельницу, воды в классифицирукядий аппарат, запас материала, плотность готового продукта , стабилизируют расход руды в мельА с ю с/; с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (59 4 В 02 С 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4149997/31-33 (22) 08.10.86 (46) 23.07.88. Бюл. Р 27 (71) Ленинградский горный институт им. С.М.Плеханова (72) E F,.Андреев, Э.В.Анчевский, А.Ю.Бойко, Б ° М.Борисов, В.Г.Ефимов, Г.Е,Златорунская, В.А.Кашин, П,В.Кузнецов, А.M.Ìàêàðîâ, A.Ä,Ìàñëoí, Г.В.Миллер, А.П.Пахомчик, О.Н.Тихонов и F..Ñ.Øåêëåèí (53) 62 1.926 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1147432, кл. В 02 С 25/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N - 1036375, кл. В 02 С 25/00, 1983, (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА И СИСТЕМА ДЛЯ

ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к управлению работой измельчительного агрегата замкнутого цикла на обогатительных фабриках, может быть использовано в цветной, черной металлургии, промьппленности строительных материалов, химической промьппленности,по производству минеральных удобрений и позволяет повысить качество управления. Для достижения этой цели измеряют расход руды в мельницу, воды в классифицирующий аппарат, запас материала, плотность готового продукта, стабилизируют расход руды в мель141 ницу, воды в классифицирующий яппя= рат и запас материала. Поиск и поддержание оптимальных уставок для контуров управления запасом материала и плотностью готового продукта осуществляют в зависимости от измельчяемости и крупности руды, поступающей в бункера, и от крупности готового продукта. Момент начала поиска оптимальных уставок определяют в за: висимости от расходов руды в мельнице и в бункера и уровня руды в бункерах, а распределение дробленой руды по отсекам осуществляют в зависимости от измельчаемости и крупности ру, ды, поступающей в бункера. Система содержит конвейер — распределитель

1 руды, бункер 2 дробленой руды, конвейер — питатель 3, конвейер — весоизмеритель 4, гидроциклон 5, мельницу 6 шаровую, центробежный насос 7 песковой, датчик 8 расхода руды в мельницу, датчик 9 запаса материала в измельчительном агрегате, датчик

10 расхода воды в классифицирующий аппарат, датчик 11 плотности готового продукта, датчик 12 крупности готового продукта, датчик 13 крупности дробленой руды, датчик 14 измельчаемости дробленой руды, датчик 15 расхода руды в бункер, датчик 16 уровня в бункере дробленой руды, регулятор 17 расхода руды в мельницу, регулятор 18 запаса материала в измельчительном агрегате, регулятор 19 расхода воды в классифицирующий аппарат, исполнительный орган 20 регулированчя расхода руды в мельницу, исполнительный орган 21 регулирования расхода воды в классифицирующий аппарат, исполнительный орган 22 перемещениятележки конвейера — распределителя руды по отсекам бункера, оптимизатор

23„ блок 24 контроля качества дробленой руды и готового продукта, вычислительный блок 25.2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к управлению работой иэмельчительного агрегата замкнутого цикла ня обогатительных фабриках и может быть использовано

1 в цветной, черной металлургии, промы1 шленности строительных материалов,,химической промыпшенности по производству минеральных удобрений и других отраслях, где применяются барабанные 10 мельницы для измельчения сырья.

Цель изобретения — повышение каче ства управления. а

На чертеже пока-ана система управления, реализующая способ автомати- 15 ческого управления.

Система содержит технологическое оборудование; конвейер-распределитель 1 руды rro бункерам, бункер 2 дробленой руды, конвейер — питатель

3, конвейер — весоиэмеритель 4, гид роциклон 5, мельница 6 шаровая, центробежный насос 7 лесковой, а также технические средства автоматизации: датчик 8 расхода руды в мельницу, 25 датчик 9 запаса материала в измельчительном агрегате„датчик 10 расхода воды в классифищ рующий аппарат, датчик 11 плотности готового продукта, датчик 12 крупности готового продукта, датчик 13 крупности дробленой руды, датчик 14 измельчаемости дробленой руды, датчик 15 расхода руды в бункер, датчик 16 уровня в бункере дробленой руды, регулятор 17 расхода руды в мельницу, регулятор 18 запаса материала в измельчительном агрегате, регулятор 19 расхода воды в классифицирующий аппарат,, исполнительный орган 20 регулирования расхода руды в мельницу, испблнительный орган 2 1 регулирования расхода воды в классифицирующий аппарат, исполнительный орган 22 перемещения тележки конвейера — распределителя руды по отсекам бункера, оптимизатор 23, блок 24 контроля качества дробленой руды и готового продукта и вычислительный блок 25.

Система автоматического регулирования реализуется на стандартных серийно выпускаемых приборах. з 1411

В качестве датчиков расхода дробленой руды могут быть использованы конвейерные весы с встроенным механоэлектрическим преобразователем дат5 чика запаса материала в измельчитель-ном агрегате — электродинамический преобразователь шума мельницы, датчика расхода воды в классифицирующий аппарат — индукционный расходомер, датчика плотности готового продуктарадиоизотопный плотномер, датчик крупности готового продукта — гранулометр, датчика крупности дробленой руды — ситовой гранулометр, датчика измельчаемости — рентгеноспектральный анализатор вещественного состава руд, датчика уровня в бункере дробленой руды — ультразвуковой уровнемер, оптимизатора — микроЭВМ, блока контроля качества дробленой руды и готового продукта — ЭВМ рентгеноспектрального анализатора.

Сущность способа управления заключается в следующем. 25

Выделяются пять режимов работы системы: I-режим идентификации руды, поступающей в бункера дробленой руды, по физико — механическим свойствам ! (измельчаемости, крупности) и распре- З0 деления по отсекам бункера в,соответствии с установленными показателями измельчаемости и кр .пности; II-режим идентификации состояния иэмельчительного агрегата по величине текущего значения крупности готового продукта;

III-режим анализа конкретных ситуаций и определения момента включения поисковой части системы и направления движения к экстремуму ТУ-режим поисв 40 ка оптимальных уставок системам стабилизации запаса материала в измельчительном агрегате и плотности готового продукта; У-функционирование в режиме стабилизации на найден45 ных оптимальных уставках до Момента начала нового режима поиска.

Режимы I-III функционирования ! сосуществуют постоянно и независимо.

1 один от другого, режима IV u V передаются между собой.

Режим V характеризуется работой контуров стабилизации расхода руды, подаваемой в мельницу, стабилизации .расхода воды, подаваемой в классифицирующий аппарат, стабилизации sanaca материала в измельчительном агрегате, стабилизации плотности готового продукта, ОЗО 4

Контур стабилизации расхода руды учитывает изменения текучести руды, поступающей из бункера контур стабилизации запаса материала — учитывает колебания прочностных характеристик< руды в пределах данного сорта по измельчаемости и крупности, контур стабилизации расхода воды учитывает колебания давления воды в магистрали, контур стабилизации плотности стабилизирует крупность граничного зерна в классифицирующем аппарате.

При работе системы эпизодически возникает необходимость поиска новых оптимальных уставок ведущим контуром стабилизации. Эта необходимость возникает всякий раз, когда либо изменяют качественные показатели исходного питания мельницы (крупность, измельчаемость руды, поступающей в бункеры), либо эксплуатационные характеристики иэмельчительного агрегата (внутренний объем мельницы, шаровая нагрузка, насадки гидроциклона, работа насоса и т.д.).

В режиме IV найденные оптимизатором 23 оптимальные уставки выдаются как задания в контура стабилизации запаса и плотности. Выходной координатой системы экстремального уп-, равления является информация датчика

8 расхода руды.

Выделение Т вЂ” го, II — ro и Ш -ro режимов в системе управления позволяет упорядочить поиск, привязав его начало к конкретным производственным ситуациям, снизить потери на поиск и уменьшить колебания выходных количественных и качественных показателей.

В резюме Т система анализирует текущие измельчаемость и крупность дробленой руды и в соответствии с этими показателями и текущей загрузкой бункера распределяет руду по отсекам.

Идеальным считается такое распределение руды по отсекам, при котором каждая секция (блок секций) измельчения работает постоянно на "своей" руде. При этом гарантируется стабильная работа секций измельчения при максимальных качественно — количественных показателях на протяжении достаточно длительного времени, При загрузке соответствующей секции бункера соблюдается следующее правило подачи в, нее руды (в порядке убывания приоритетов): руда данной из143)030 6 мельчаемости и данной крупности; руда данной измельчаемости,, но другой (близкой) крупности; руда близкой измельчаемости и данной крупности, руда близкой измельчаемости и другой (близкой) крупности и т.д.

Идентификация руды по сортам осуществляется блоком 17 контроля качества, дробленой руды и готового продукта

: с использованием информации датчиков крупности 6 и измельчаемости 7 ( дробленой руды, в качестве показате ля измельчаемости используется отношение содержания минерала наиболее ,упорного к .измельчению, содержание которого в руде определяет ее прочностные характеристики, к сумме содержаний всех основных рудообразующих минералов. Для апатито — нефели.Мовой руды, например, такими минсрала-.. ми являются нефелин и сумма нефелина, апатита и эгирина. Информация о результатах идентификации из блока

24 поступает в блок 25.

После идентификации руды осуществляется ее распределение по командам вьг числительного блока 25, поступающим на исполнительный орган 22 перемеще«ния тележки конвейера — распредели1еля. При этом распределение руды производится по вышеизложенному правилу приоритетов и с учетом нрофилорамлы заполнения бункера (информая датчика 16 уровня руды в бункере) атчик 16 должен бьггь установлен и еремещаться вместе,с тележкой конейера — распределителя.

При всякой смене сорта руды по

1 змельчаемости и крупности в отсеках данного измельчительного агрегата

Следует осуществлять поиск новых

Оптимальных уставок для систем стабилизации. Правила перехода в режим поиска в э гом случае регламентируютея режимом Ш анализа конкретных ситуаций.

Режим Ш осуществляется по команде вьгчислительного блока 25 с учетом информации о факте смены сорта руды (блок 24) и расчетного момента поступления новой руды в данный измельЧительный агрегат. Момент перехода измельчительного агрегата на переработку новой руды может быть вычислен с использованием информации о текущем заполнении отсека бункера (датчик 16), расходов руды,„ поступаю.шей в отсек бункера. (датчик 17) и поступающей в мельницу (датчик 9) с учетом транспортного и емкостного запаздываний в объекте.

Направление поиска определяется по правилу: при переходе с трудноизмельчаемой и/или крупной руды на легчеизмельчаемую и/или мелкую руду оптимизатор делает поисковые шаги в направлении увеличения запаса и умень- шекия плотности и наоборот.

В компромиссных случаях, например при поступлении легчеизмельчаемой, но более крупной руды и др., оптимизатор всегда начинает поиск с пробного шага в направлении увеличения запаса.

Необходимость поиска новых оптимальных уставок может выявиться также в результате эксплуатационных изменений в агрегате. Например, в результате износа футеровки внутренний объем мельницы возрастает, производительность агрегата может бьггь увеличина, для чего задание .контуру стабилизации запаса материала в агрегате следует откорректировать в сторону увеличения. Аналогично следует поступать после очередной подгрузки шаров в мельницу.

Комплексным параметром, который учитывает любые изменения технологического и эксплуатационного характера в измельчительном агрегате, является крупность готового продукта. В рассмотренном примере с увеличением объема барабана и объема шаровой нагрузки крупность готового продукта увеличивается.

Режим II осуществляется в том случае, если. при работе в условиях поступления руды заданного качества и при заданной плотности готового продукта происходит изменение крупности, что является следствием одного из изменений эксплуатационного характера в агрегате (изменение внутреннего объема мельницы, шаровой нагрузки, режима классификации и т.д.). В этом случае соответствующая информация с датчика 12 крупности готового продукта поступает в блок 24 контроля качества дробленой руды и готового продукта, который через вычислительный блок 25 воздействует на оптимизатор

23. При этом система начинает поиск новых оптимальных уставок контурам по следуницему правилу: при уменьшепии крупности готового продукта уве1411030

8. личивают запас материала в агрегате и уменьшают плотность готового продукта и наоборот.

Пример 1. Необходимо отыска5 ние новых оптимальных уставок контурам стабилизации по поводу изменения физико-механических свойств исходного питания мельниц, о чем поступил своевременный сигнал с блока 24 кон- 10 троля качества дробленой руды и готового продукта. Требуется определить момент включения поисковой части системы управления.

Исходные данные для расчета: ем- 15 кость секции бункера на один измельчительный агрегат U „ = .800 т/ч; средняя скорость подачи руды в бункер

„р = 1000 т/ч; средняя скорость разгрузки руды из бункера Qра,гс = 20

= 200 т/ч; запас руды в бункере к моменту начала подачи в нее руды

V3aÄ = 1200 т (25% объема бункера) .

U заносится заранее в вычислииск тельный блок 25, а информация о >6

Q3arp в ранг H 3ап ОтбИРаЕтСЯ бЛОКОМ

25 соответственно с датчиков 15, 8 и 16.

Время, через которое новая руда

Мачинает поступать в измельчительный аг-30 регат, определяется по формуле за аЗг (1)

Q ра гр

Uuer ъо ь где

0 pa>rp — время t необ У ходимое для догрузки бункера до верху, (),03, кОличество ру азгг ды, которое загружено за вре" мя t в бункер.

Поскольку в числителе имеют фактический остаток "старой" руды в бункере по истечении времени t, то разделив его на скорость разгрузки (зна- 50 менатель), получают искомый результат.

Для нашего примера он равен t = 1,5 ч.

Следовательно, через 1,5 ч в агрегат начинает поступать "новая" руда.

Через 1,5 ч после смены сорта руды следует включить оптимизатор и осуществить поиск новых оптимальных уставок контурам стабилизации. Это время можно уточнить, добавив,к нему время транспортного и емкостного запаздываний.

Реакция системы следующая: после поступления в блок 25 информации из блока 24 о смене сорта руды оптимизатор включается в поиск через время ,задержки 1,, = С + t „ .,Реакция блока 25 на сообщение из блока 24 об изменении крупности готового продукта должна быть мгновенной.

Диапазон колебаний показателя измельчаемости составляет 0 5 — 0,7 для апатито — нефелиновых руд, что составляет +20% относительных, а по крупнос ти от 37 + 25 мм до 7% + 25 мм. Значимыми отклонениями (при которых происходит включение оптимизатора) следует принять: по измельчаемости +5% относительных; по крупности +2% +

+ 25 мм абсолютных.

Пример 2. Дробленая руда в отсеках бункера рассматриваемой секции измельчения соответствует следующим показателям: иэмельчаемость

100%; " крупность 57. + 25 мм.

В данных отсеки начинает загружаться руда иэмельчаемостью 95% и крупностью 5% + 25 мм. Следует определить направление движения к экстремуму в момент включения оптимизатора (определяется по правилам, описанным в примере 1).

В соответствии с заданными условиями в измельчительный агрегат начинает поступать менее твердая руда (измельчаемость на 5% ниже, чем у прежней руды). Производительность агрегата может быть повьппена путем увеличения задания контуру стабилиза— ции запаса материала в агрегате. Поскольку при этом возрастает производительность агрегата по готовому продукту, то для удержания крупности граничного зерна на заданном уровне следует одновременно уменьшить задание контуру стабилизации плотности.

Описанные процедуры производятся по сигналу блока 24 контроля качества путем включения оптимизатора 23

ЧЕрЕЭ ВрЕМя ЭадЕржКИ t3a„, ОПрЕдЕляемое вычислительным блоком 25.

Конкретные величины коррекций уставок контурам стабилизации ОПределяются оптимизатором 25 и зависят от динамических и статических свойств объекта управления.

Пример 3. В условиях примера

2 при неизменной иэмельчаемости (957) 9

14 изменяется (уменьшается) крупность дробленой руды в загрузке бункеров до 37. + 25 мм. Поскольку идет более мелкая руда и агрегат в состоянии переработать большее ее количество, реакция системы аналогична той, которая наблюдается в примере 2.

Пример4.

Из условий примера 3, т,е, измельчаемости 957. и крупности 37. + 25 мм, переходят к < измельчаемости 100 7. и крупности 57. + 25 мм.

Условия измельчения ухудшаются как в отношении измельчаемости, так и крупности исходного питания. Система реагирует на это следующим образом: происходит уменьшение задания контуру стабилизации запаса и адекват ное увеличение задания контуру стабилизации плотности.

Далее система переходит в режим стабилизации до момента следующей смены уставок, потребной либо в силу изменения физико-механических свойств исходного питания, либо технологических и эксплуатационных характеристик самого измельчительного агрегата.

Оптимизатор 23 выполнен на базе терминального .вычислительного комплекса типа CM 1634.04, датчик 13 контроля крупности дробленой руды— на базе гранулометра, выдающего ин-; формацию с дискретностью 5-8 мин. Датчик 12 контроля крупности готово го продукта типа "Микрон-4Б". Датчик

14 измельчаемости и блок 24 контроля качества руды выполнены на приборах типа АКОФ-2 с рентгеноспектральным

I анализом проб руды. Вычислительный блок 25 выполняет функцию расчетов времени включения оптимизатора и поиска новых оптимальных уставок по приведенной формуле.

Введение режимов I — " "III в работу системы снижает до минимума дисперсию качественных характеристик исходного питания, уменьшает потери на поиск (оптимизатор почти всегда включается сразу в нужном направлении), уменьшает общее количество поисковых воздействий, что приводит к уменьшению дисперсии качественно-количе " ственных показателей в готовом продукте.

Данная система автоматического управления позволит не менее чем на

257 уменьшить дисперсию объемно—

11030 l0 массовых потоков, поступающих в обогащение, и на 257 повысить качество помола.

50 .55

Формула изобретения

1. Способ автоматического управления работой измельчительного агрегата замкнутого цикла, включающий измерение расходов руды в мельницу, запаса материала в измельчительном агрегате, плотности готового продукта, стабилизацию расхода руды в мельницу, изменение расхода воды в классифицирующий аппарат, стабилизацию запаса материала в измельчительном агрегате, поиск и поддержание оптимальных уставок для контуров управления запасом материала в измельчительном агрегате и плотностью готового продукта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества управления, измеряют измельчаемость, расход и крупность руды, поступающей в бункера дробленой руды, уровень руды в бункерах дробленой руды, расход воды в классифицирующий аппарат и крупность готового продукта измельчительного агрегата, распределяют дробленую руду по отсекам бункеров и определяют моменты начала поиска оптимальных уставок для контуров управления запасом материала в измельчительном агрегате и плотностью готового продукта, причем изменение расхода воды в классифицирующий аппарат осуществляют в зависимости от расхода воды в классифицирующий аппарат и плотности готового продукта, поиск и поддержание оптимальных уставок для контуров управления запасом материала в измельчительном агрегате и плотностью готового продукта осуществляют в зависиМости от отклонения текущих значений измельчаемости и крупности руды, поступающей в бункера дробленой руды, от значений измельчаемости и крупности руды, находящейся в бункерах, и от отклонения крупности готового продукта измельчительного агрегата, момент начала поиска оптимальных уставок осуществляют в зависимости от расходов руды в мельницу и в бункера, и уровня руды в бункерах, распределение дробленой руды по отсекам бункеров осуществляют в зависимости от измельчаемости и крупности руды, поступающей в бункера дробленой руды.

Составитель В.Алекперов

Техред А;Кравчук

Корректор Л.Пилипенко.Редактор П.Гереши

Заказ 3500/9 Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подпис ное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

11

14

2. Система автоматического управления работой измельчительного агрегата замкнутого цикла, содержащая

1 датчики расхода руды .в. мельницу, плотности готового продукта и запаса материала в измельчительном агрегате, регуляторы расхода руды в мельницу и запаса материала в измельчительном агрегате, исполнительные органы регулирования расхода руды в мельницу, воды а классифицирующий аппарат и оптимизатор, причем первый выход дат« чика расхода руды в мельницу и выхода датчиков запаса материала в измельчительном агрегате подключены на первые входы соответствующих регуляторов, выход регулятора расхода руды подключен на исполнительный орган регулирования расхода руды в мельницу, на первый вход оптимизатора подключен второй выход датчика расхода руды в мельницу, первый выход оптимизатора подключен к второму входу регулятора запаса материала в измельчительном агрегате, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью повышения качества управления, она снабжена датчиками измельчаемости и крупности дробленой руды, расхода руды в бункере дробленой руды уровня руды в бункерах дробленой руды, расхода воды в классифицирующий аппарат, крупнос11030

l2 ти готового продукта, регулятором расхода воды в классифицирующий àïïàрат, блоком контроля качества дробленой руды и готового продукта, вычислительным блоком, исполнительным органом перемещения тележки конвейера — распределителя руды по отсекам бункеров, причем выходы датчиков нз10 мельчаемости, крупности дробленой руды, крупности готового продукта подключены к соответствуняцим входам блока контроля качества дробленой руды и готового продукта, выход кото15 рого подключен к первому входу вычислительного блока, на второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно выходы датчиков расхода руды в бункера дробленой руды, уровня руды в бункерах и тре1 тий выход датчика расхода руды, первый выход вычислительного блока подключен к исполнительному органу пере25 мещения тележки конвейера — распределителя руды по отсекам бункеров, второй — на второй вход oIITHhGf3BTopB> датчики расхода воды в классифицирующий аппарат и плотности готового проЗ0 дукта, а также второй выход оптимизатора подключены на соответствующие входы регулятора расхода воды в классифицирующий аппарат.