Устройство автоматического управления многостадиальным процессом обогащения

Устройство автоматического управления многостадиальным процессом обогащения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпнк

ОПИСАНИЕ

N305PETEHHfl 8826

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.11. 78 (21) ?686970/22-03 (51)M. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 03 В 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23. 11. 81 (53) УДК 622 765 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.С. Моркун, В.E. Момот и В.П. Хорольский

Криворожский ордена Трудового Красного Энамени горнорудный институт (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

МНОГО СТАДИАЛ ЬНЫМ ПРОЦЕССОМ О БОГАЩЕ Н ИЯ

Изобретение относится к автоматическому оптимальному управлению процессом обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении руд с изменяющимися физико-механическими и химико-минералогическими свойствами, а также в условиях дрейфа статических характеристик технологических агрегатов, вызванного их износом.

Известно устройство управления технологическим процессом обогащения, основанное на использовании регуляторов конечных технологических параметров, например содержания железа в .концентрате 111.

Однако запаздывание регулируемой величины относительно регулирующих воздействий нарушает режим работы технологических агрегатов, вызывает снижение производительности процесса по руде и ухудшение качества концентрата.

Известно устройство управления процессом обогащения, содержащее датчики технологических параметров по стадиям, блок преобразования, сумматор, вычислительный блок, блок химического анализа, регулятор производительности по руде, рудный питатель, регуляторы расхода воды и клапаны расхода воды по стадиям 123.

Недостатком известного устройства является то, что при неизвестных возмущениях по качеству исходной руды возникают погрешности определения оценок параметров прогнозируюшей модели в вычислительном блоке, а следовательно, снижается точность управления. Длительность химического анализа качества концентрата и большая инерционность технологического процесса не обеспечивают оперативности коррекции параметров модели в вычислительном блоке, что приводит к увеличению времени формирования управляющих воздействий и нарушению оптимального режима обогашения полезных ископаемых при изменении качественного состава перерабатываемого сырья в дрейфе статических характеристик технологических агрегатов.

Это снижает качество управления и производительность процесса по руде.

Цель изобретения — повышение качвства управления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено тремя блоками вычисления. динамических коэфЗО фициентов, двумя блоками вычисления

882601 соотношений, последовательно соединенными блоками классификации производственных ситуаций, распознавания, управления и вторым сумматором,который соединен с выходом вычислительного блока и входом регулятора производительности по руде, при этом

5 ко входам блоков вычисления соотношений подключены выходы блоков вычисления динамических коэффициентов, соединенные со входами первого сумматора, а к выходам блокОв соотношения подключены регуляторы расхода воды, соединенные с клапанами расхода воды по стадиям, ко входам блоков вычисления динамических коэффициентов подключены соответственно датчики тех- 15 нологических параметров по стадиям, датчики параметров первой стадии подключены через блок преобразования к, блоку классификации производственных ситуаций, а один из датчиков парамет- 20 ров первой стадии соединен со вторым входом вычислительного блока, к третьему входу которого подключен блок химического анализа.

Повышение качества управления достигается за счет уменьшения инерционности процесса формирования управляющего воздействия на первой стадии обогащения и оптимального выбора параметра времени запаздывания прогноэирующей модели применительно к последующим стадиям обогащения в ус..ловиях возмущений, вызванных нестационарностью характеристик качества перерабатываемого сырья и технологического оборудования. Это позваляет выявить характер действующих возмущений и скомпенсировать их-.воздействие в течение минимального времени.

На чертеже показана блок-схема 40 устройства автоматического управления многостадиальныл процессом обогащения.

Объектом управления является технологический процесс обогащения, в ходе которого перерабатываемое сырье после первой стадии 1 обогащения поступает последовательно на вторую 2 и третью 3 стадии, каждая из которых включает операции измельчения, классификации и собственно обогащения. устройство состоит из подсистемы 4 сбора информации от датчиков косвенных технологических парамет-. ров на первой стадии 1 обогащения, связанной с последовательно соединенным блоком 5 преобразования и нормирования, блоком 6 классификации производственных ситуаций,блоком 7 распознавания и блоком 8 реали- gg зации управления, подключенным к одному иэ входов сумматора 9, вход которого coåäèíåí с регулятором 1О производительности процесса по руде, упоавляющим питателем 11, а второй у вход связан с выходом прогноэирующей модели вычислительного блока 12, соединенного также с блоком 13 ввода результатов химического анализа концентрата и выходом первого сумматора

14, кс входам которого подключены первый блок 15 вычисления динамического коэффициента, связанный с соединенными между собой входом вычислительного блока 12 и датчиком 16 содержания класса 74 мкн в сливе классифицирующего аппарата первой стадии

1 обогащения, второй блок 17 вычисления динамического коэффициента, соединенный с датчиком 18 содержания класса 74 мкм в сливе классифицирующего аппарата второй стадии 2 обогащения и третий блок 19 вычисления динамического коэффициента, соединенный с датчиком 20 содержания класса

74 мкн,в сливе классифицирующего аппарата третьей стадии 3 обогащения; первого блока 21 вычисления соотношения, выходы которого соединены с выходами nåp:ràão 15 и второго 17 блоков вычисления динамического коэффициента, а выход связан с регулятором

22, управляющим положением клапана 23 подачи водь. в классифицирующий аппарат второй стадии 2 обогащения;второго блока 24 вычисления соотношения, входы котсрого соединены с выходами второго 17 и третьего 19 блоков вычисления динамического коэффициента,а выход связан с регулятором 25, управляющим положением клапана 26 подачи воды в классифицирующий аппарат третьей стадии 3 обогащения.

Устройство работает следующим образом.

Информация о состоянии технологического процесса, поступающая из подсистемы 4 сбора информации от датчиков косвенных технологических параметров на первой стадии 1 обогащения, проходит первичную обработку и преобразование в удобную для дальнейших операций форму в блоке 5 преобразования и нормирования, после чего подается в блок б классификации производственных ситу-ций, где происходит автоматическое формирование классов технологических ситуаций, каждый из которых соответствует определенному типу возмущений, действующих на объект управления.

Для объективной классификации статической совокупности технологических с."итуаций на группы используется самообучающийся алгоритм таксономии с применением математического аггпарата R-функций.

Этот алгоритм основан на представлении технологических параметров (признаков) й-мерных объектов точками в N-мерном пространстве. Каждая

N-Мэрная точка „. (1=1, N. ); где 1 значения технологических параметров} определяет некоторое состояние

882601 объекта управления, т.е. некоторую ситуацию. Совокупность таких точек разделяется на классы в зависимости от значения определенных мер близости между й-мерными точками.Для .этого исходное множество L0 точек преобразуется в такое множество в котором все точки, принадлежащие одному таксону, приобретают .одинаковый вес (О (((Ф

Ц4+1)Х +„«);x, где S(4)ix — вероятность принадлежносcTH l-A точки K таксону K. 15 .Затем границы областей выделенных таксонов описываются предикатными уравнениями, используя гиперсферу

Р (Х) где Х(, — центры таксонов.

Тогда применяя методику R-функций, получим

30 где V — - символ R — - диэъюнкции;

+ Ф

9 Р ()) 1 (ec и P (x) 0 (10, если Р (х) <О, 35 где Р+(х) — двузначный предикат; — предикатный символ.

Таким образом реализуется автоматическое построение аналитических выражений в форме предикатных уравне- 40 ний P (х) описываюцих некоторые по.) верхности, которые аппроксимируют в пространстве признаков (Х; ((= 1,Й). границы областей выделенных классов.

Предлагаемый алгоритм таксономии 45 дает возможность объективно объединить в группы (классы) множество состояний объекта управления, обладающих некоторой общностью свойств, что соответствует классификации тех- 50 нологических ситуаций по характеру и степени воздействия возмущений на технологический процесс. устройство 7 осуществляет распознавание технологических ситуаций путем «установления принадлежности текущей технологической ситуации к одному из классов.

Результат распознавания определяется нокером j-ro предиката Р+(().

При этом точка х; ((1,N) относит-Я) ся к классу с номером J, если номер

j-ro предиката Р+ (х) истинен в дан3 ной точке, точка 3t; (i 1,N) не принадлежит к классу с номером J,åñëè .знак предиката pg(t) отрицателен.

В соответствии со значением истинности предиката данного класса устройство 8 реализации управления увеличивает корректирующий сигнал, если

Р+1(Х)> 0, и уменьшает его, если

Р+„((() О.

После аппроксимации непрерывной функцией этот сигнал алгебраически суммируется сумматором 9 с выходным сигналом прогнозирующей модели вычислительного блока 12 и поступает на регулятор 10 производительности процесса по руде, который, управляя скоростью питателя 11, изменяет производительность технологической линии по руде таким образом, чтобы обеспечить оптимальный режим переработки сырья.

Прогнозирующая модель в вычислительном блоке 12 устанавливает с учетом времени запаздывания сооТ ветствие между одним из косвенных технологических параметров первой стадии 1 обогащения, являющимся входным по отношению к последую((1им стадиям, например содержанием класса 74 мкн в сливе классифицирующего аппарата первой стадии 1 обогацения и выхорным показателем технологического процесса — содержанием железа в концентрате.

Коррекция параметров прогнозирующей модели 12 осуществляется блоком

13 ввода результатов химического анализа концентрата.

Параметр времени запаздывания как для многостадиального технологического процесса, так и для прогноэирующей модели определяется динамическими характеристиками структурно-функциональных объединений, составляющих объект управления, т.е. стадий обогащения.

При этом для оптимизации процесса получения максимальной производительности по руде при стабилизации заданного качества концентрата, необходима определенная настройка технологического процесса на всех стадиях обогащения. В качестве критерия такой настройки может служить соответствие динамических характеристик каждой стадии обогащения применительно к текущей технологической ситуации, аналогичным параметрам оптимального режима переработки руды с учетом возмущений,вызванных изменением качества перерабатываемого сырья и состояния технологического оборудования.

Оценка динамических характеристик каждой стадии обогащения осуществляется путем вычисления динамического коэффициента

Ь= — ( и х

882601 л где f — максимальное э наче н ие модуля сигнала ошибки;

X — максимальное значение модуля реальной производной сигнала ошибки.

Блоки 15, 17 и 19 вычисления динамических коэффициентов за вьгбранное время интегрирования определяют значения динамических коэффициентов для сигналов, поступающих соответственно.от датчиков 16, 18 и 20 содержания класса 74 мкн в сливе классифицирующих аппаратон каждой стадии обогащения.

В случае возникновения возмущений на одной из последующих за первой стадиях обогащения, содержание клас- 15 са 74 мкн в сливе классифицирующего аппарата этой стадии корректируется

:н зависимости от текущего значения динамического коэффициента.

С этой целью, предварительно,в щ условиях оптимального режима переработки руды определяется и Фиксируется первым блоком 21 вычисления соотношения динамических коэффициентов для первой 1 и второй 2 стадий обогащения а вторым блоком 24 — вычис/ ления соотношения — для второй стадии 2 обогащения и третьей стадии 3 обогащения.

В дальнейшем регуляторы 22 и 25 управляют положением клапанов 23 и 26 ЗО подачи воды в классифицирующие аппараты, поддерживая заданное соотношение.

Одновременно первым сумматором

14 определяется сумма вычисленных те- 35 кущих значений динамических коэффициентов, по которой корректируется параметр времени запаздывания прогнозирующей модели вычислительного блока 12. 40

Повышение качества управления многостадиальным процессом обогащения эа счет уменьшения времени формирования управляющего воздействия позволяет на 5- 6% увеличить производитель- 4> ность процесса при сохранении заданного качества концентрата.

Формула изобретения

Устройство автоматического управления многостадиальным процессом обогащения, содержащее датчики технологических параметров по стадиям, блок преобразования, сумматор, вычислительный блок, блок химического анализа, регулятор производительности по руде, рудный питатель, регуляторы расхода воды и клапаны расхода воды по стадиям,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества управления, устройство снабжено тремя блоками вычисления динамических коэАфициентов, двумя блоками вычисления соотношений, последовательно соединенными блоками классификации производственных ситуаций, распознавания, управления и вторым сумматором, который соединен с выходом вычислительного блока и входом регулятора производительности по руде, при этом ко входам блоков вычисления соотношений подключены выходы блоков вычисления динамических коэффициентов,соединенные со входами первого сумматора, а к выходам блоков соотношения подключены регуляторы расхода воды, соединенные с клапанами расхода води по стадиям, ко нходам блоков вычисления динамических коэффициентов подключены соответственно датчики технологических параметров по стадиям, датчики параметров первой стадии подключены через блок преобразования к блоку классификации производственных ситуаций, а один из датчиков ггараметров первой стадии соединен ао вторым входом вычислительного блока, к третьему входу которого подключен блок химического анализа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Горный журнал", 1972, Р 7, с. 68-70.

2 Авторское свидетельство СССР г 618132, кл. В 03 В 13/00, 1978

{прототип).

882601

Составитель В. Персиц

Техред З.Фанта Корректор С. Щомак

Редактор И. Юрковецкий

Тираж 628 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10044/9

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная,4