Система автоматического управления одностадийным циклом мокрого измельчения

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОДНОСТАДИЙНЫМ ЦИКЛОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ, соаеркащая контур стабилизации расхода ис;(оаной руды в мельницу, имеющий поспедоватепьно соединенные датчик расхоаа руды и первый вторичный прибор, поспедовательно соединенные регулятор расхоаа руды и блок управления двигатепем привода питателя, контур стабилизации крупности cniiBa классификатора, имеющий nocrte-довательно соединенные датчик крупности н второй вторичный прибор, первый выход которого подключен к первому входу регулятора расхода воды в кпассификатор, соединенный через соответствующий исполнитепьиый механизм с соответствующей задвижкой, контур регупировання расхода воды в мепьниау, имеющий поспедоватепьно соединенные расходомер воды и третий вторичный прибор, соеди1юша 1й с первым входом регулятора расхода воды в мельницу, пог гаоченного к соответствующему исполнительному механизму с соответствующей задвижкой, контур контроля расхода воды в классификатор , имеющий последова-гепьно соединенные расходомер воды и четвертый вторичйвый прибор, контур контрогщ coaei жания noneiSHoro кс понента в исходной руде, имеющий яоспедоватепьно соединенные датчик схщержания полезного KON понента и пятый вторичный прибор, контур контропя физического параметра, имеющий последоватеньно соединенные дат чик физического параметра и шестой вторичный прибор, контур коррекции управляющих величин, имеющий вычислительное устройство, к входам которого подключены первые выходы, первого и щестого вторичных приборов, вторые выi i ходы второго и четвертого вторичных приборов, вы ход пятого вторичного прибора , первый выход вычислительного устройства соединен с первым входом регулятора расхода руды, к второму входу которого подключен четвертый вторичный 8 прибор, второй выход вычиспительного устройства соединен с вторым входом регулятора {исхода воды в классификатор, a третий выход вычислительного устройства соединен с вторым входом регуляQO тора расхода воды в мельницу, от л и S ч a ю щ a я с я тем, что, с целью повышения качества управления за счет о уменьшения времени переходного процесса о и количества поисковых колебаний управляющих величин, она дополнительно снаб жена блоком умножения, к входу которого подключены вторые выходы первого и шестого вторичных приборов, первый выход блока умножения соединен с третьим входом регулятора расхода руды, a второй выход блока умножения соединен с третьим входом регулятора расхода воды в. мельницу.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(511 В 02 С 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ . СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3373775/29-33 (22 ) 30.1 2.81 (4.6) 30.07.83. Бюп. № 28 (72) Е.К..Бабец (71) Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени горнорудный институт (53) 621.926 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 353101, кп. В 02 С 25/00, 1973.

2, Авторское свиаетепьство СССР

¹ 906615, кп. l3 02 С 25/00, 1981 (прототип) . (54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОДНОСТАДИЙНЫМ

ЦИКЛОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ, содержащая контур стабипиэации расхода исхоцной руаы в мельницу, имеющий посдецоватепьно соединенные датчик расхоца руды и первый вторичный прибор, по- . спецоватепьно соединенные регупятор расхода pyabr и блок управления цвигателем привода питатепя, контур стабипиэапии крупности слива кпассификатора, имеющий поспецоватепьно соединенные цатчик крупности и второй вторичный прибор, первый выход которого поцкпючен к первому входу регулятора расхода воды в кпассификатор, соединенный через соответствующий исполнительный механизм с соответствующей задвижкой, контур регупирования расход& воды в мепьницу, име ющий поспеаовательно.соединенные расходомер воды и третий вторичный прибор, соецйненный с первым входом регупятора расхода воды в мельницу, поцкпюченного к соответствующему испоннитепьному ме ханизму с соответствующей эацвижкой, контур контропя расхоаа воды в кпасси„„SU„„1031509 фикатор, имеющий поспедоватепьно соединенные расхоцомер воды и четвертый вторичный прибор, контур контропя соаержания попезного коМпонента в исходной руде, имеющий поспеаоватепьно соединенные. датчик держания попеэного компонента и пятый вторичный прибор, контур контропя физического параметра, имеющий поспедоватепьно соеаиненные датчик физического параметра и шестой вторичный прибор, контур коррекции уп равпяющих вепичин, имеющий вычиспительное устройство, к входам которого подкпючены первые выхоцы, первого и шестого вторичных приборов, вторые вы1

;ходы второго и четвертого вторичных приборов, выход пятого вторичного прибо-. ра, первый выход вычиспитепьного устройства соецинен с первым входом регулятора расхоца руды, к второму вхоцу которого подкпючен четвертый вторичный прибор, второй выхоц вычиспитепьного устройства соецинен с вторым входом регупятора расхода воцы в кпассификатор, АМ а третий выход вычиспитепьного устройства соединен с вторым входом регупятора расхода воды в мельницу, о т и и— ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью повышения качества управпения за счет уменьшения времени переходного процесса и количества поисковых копебаний управ- ©

1 пяющих величин, она допопнитепьно снаб жена бпоком умножения, к входу которого подкпючены вторые выхоцы первого и шестого вторичных приборов, первый вы-,ВйИ ход блока умножения соецинен с третьим входом регулятора расхода руды, а второй вьтхоа бпока умножения соединен с третьим входом регупятора расхода воцы в. мельницу.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является система автоматического управления одностадийным циклом мокрого измельчения, содержащая контур стабилизации расхода исходной руды в мельнипу, имеющий последовательно соединенные датчик расхода, руды и первый вторичный прибор, последовательно соединенные регулятор расхо56

1 1031

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими про цессами обогащения, а: точнее к системам автоматического управления процессом мокрого измельчения, и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и чериой металлургии, имеющих аналогичные циклы переработки исходного сырья.

Известна система автоматического уп» 10 равнения одностадийным циклом мокрого. измельчения, включакяцая систему стабилизации расхода исходной руды в мельни. - цу, систему стабилизации крупности слива классификатора, систему стабилизации 15 соотношения "руда- вода, систему измере ния количества воды,лодаваемой в классификатор,систему коррекции расхода исход. ной руды в мельницу согласно изменению количества воды, подаваемой в класифика- 20 торt 13.

В этой системе осуществляют коррекцию расхода воды в мельницу согласно изменению крупности песков классификатора. 25

Недостатком системы является невозможность достижения максимальной производительности по готовому прюдукту заданного класса при изменяющихся физик механических характеристиках исходного З0 сырья. Это связано с тем, что при регулировании по известной системе не поддерживается оптимальная плотность пул пы в мельнице, соответствующей качеству перерабатываемого сырья, так как используемый для коррекции расхода руды и воды в мельницу, параметр крупности песков классификатора недостаточно пол- . но характеризует изменение типа исходной руды.

Вследствие этого корректирующее воз» действие не может BbaBBcTH измельчительный агрегат в область оптимальных режимов, а в связи с этим набшодаются значительные колебания технологических параметров и невысокое качество управления пропессом мокрого измельчения, что ведет к возникновению аварийных ситуаций.

609 2 да руды и блок управления двигателем привода питателя, контур стабилизации крупности слива классификатора, имекяпи и цослеаэвательно соединенные датчики крупности и второй вторичный прибор, первый выход KGTopoFo IlotaKFIRFleaa K первому входу регулятора расхода воды в классифика1ор, соединенному через соо ветствующий исполнительный механизм с соответствующей задвижкой, контур регулирования расхода воды в мельницу, имеющий последовате лько соединенные расходомер води и третий вторичный прибор, соединенный с первым входом регулятора расхода воды в мельницу, подключенного к соответствующему исполнитель» ному механизму с соответствующей задвижкой, контур контроля расхода воды в классификатор, имевший последовательно соединенные расходомер воды и четвертый вторичный прибор, кентур контроля содержания полезного комйонента в исходной руде, имекипий последовательно соединенные датчик содержания полезного компонента и пятый вторичный прибор, контур контроля физического параметра, имеющий последовательно соединенные датчик физического параметра и шестой вторичный прибор, контур коррекции управляющих величин,. лмеющий вычислите льное устройство, к входам которого подключены первые выходы первого и шестого вторичных приборов, вторые выходы второго и четвертого вторичных приборов, выход пятого вторичного прибора, первый выход вычислительного устройства соединен с первым входем регулятора расхода руды, к второму входу которого подключен четвер тый вторичный прибор, второй выход вы» числительного устройства соединен с вторым входом регулятора расхода воды в классификатор, а третий выход вычислительного устройства соединен с вторым входом регулятора расхода воды в мельнице Р 2 .

И вычислительном устройстве осуществляется опенивание вкрапленности исходной руды по измеренным величинам расхода води в классификатор, физического параметра, характеризующего состояние пульпы и содержанию полезного компонента в сливе классификатора, оценивание измельчаемости исходной руды па измеренным величинам расхода руди и воды в мельницу, физического параметра, характеризуияпего состояние пульпы и крупности твердого в сливе классификатора и содержания полезного компонента в сли509 4 датчик физического параметра и шестой вторичный прибор, контур коррекции управляющих величин, имеющий вычисиител ное устройство, к входам которого под.ключены первые выходы первого и шесто го вторичных приборов, вторые выходы второго и четвертого вторичных приборов, выход пятого вторичного прибора, первый выход вычислительного устройства соединен с первым вхоцом регулятора расхода руды, к второму входу которого подключен четвертый вторичмай прибор, второй выход вычислительного устройства соединен с вторым входом регулятора расхода воды в классификатор, а третий выход вычислительного устройства соединен с вто рым входом регулятора .расхода воды в . мельницу, она дополнительно снабжена блоком умножения, к входу которого подключены вторые выходы первого и шесто го вторичных приборов, первый выход блока умножения соецинен с третьим вхо-. дом регулятора расхода руды, а второй выход блока умножения соединен с треть чм входом регулятора расхода воды в мельницу.

На чертеже приведена блок-схема сио темы автоматического управления одностацийным циклом мокрого измельчения.

Схема включает в себя контур стабилизации расхода исходной руды В мельни цу, имеющий весоизмеритель 1 расхода руды, первый вторичный прибор 2, блок

3 умножения, адаптивный регулятор 4, блок 5 управления преобразователя двигателя 6 привода питателя; контур стабилизации крупности слива классификатора, имеющий датчик 7 крупности,.второй вторичный прибор 8, регулирующий -прибор 9, исполнительный механизм 10, задвижку

11, контур регулирования расхода воны в мельницу, имеющий расхоцомер 12, третий вторичный прибор 13 расхода воды в мельницу, адаптивный регулятор 14, исполнительный механизм 15, эацвижку.

16; контур контроля расхода воды в клао.. сификатор, имеющий расходомер 17 воды, четвертый вторичный прибор 18 с иыхо цом на регулятор 4; контур контроля физического параметра, характеризующего состояние тверцого в пульпе, имекхций датчик 19 физического параметра (крупности твердого) твердой фазы и пятый вторичный прибор 20, с выхоцом ка блок

3 умножения. Плотность твердой фазы можно измерять как в исходной руце, так и в сливе мельницы и классификатора; контур контроля содержания полезного компонента в исходной руце, имеющий

1 031 ве классификатора, контур коррекции управляющих величин осуществляет коррек-. цию расхоца исхрдной руды s мельницу в зависимости от нзмельчаемости исходной руды и коррекцию заданного значения крупности слива классификатора и соотношения руда -. вода по величине вкраплен ности. В данной системе в качестве физичеекого параметра, характеризукхпегосостояние пульпы используют плотность 30 пульпы или уцельный вес твердого в пуп пе, измерейие в сливе классификатора.

Недостатком системы является затяжной характер- установления оптимального значения плотности пульпы .в мельнипе, 15 воэможность возникновения колебаний в режиме поиска оптимальных значений управляюцах величин, а вследствие этого невысокое качество управления, Цепь изобретения - повышение качест- 20 ва управления за счет уменьшения времени перехоцного процесса и количества поисковых колебаний управляющих величин,Поставленная цель цостигается тем, что система автоматического управления 25 оцностадийным циклом мокрого измен чения, содержащая контур стабилизации расхода исходной руды в мельницу, имеющий последовательно соединенные датчик расхода руды и первый вторичный З0 прибор, последовательно соединенные регулятор расхода руды и блок управления . двигателем привода питателя, контур стабилизации крупности слива классификатора, Имеющий последовательно соединен35 ные цатчик крупности и второй вторичный прибор, первый выход которого подключен к первому входу регулятора расхода воды в классификатор, соединенный через соответствующий исполнительный механизм с соответствующей эацвижкой, контур регулирования расхода воды в мельницу, имеющий последовательно соединенные расхоцомер воды и третий вторичный прибор соединенный с первым ВхОЯОм pery- 45 лятора расхода воды в мельницу, подключенного к соответствующему исполнительному механизму с соответствующей задвижкой, контур контроля расхода воды в классификатор, имеющий. последовательно 50 соединенные расходомер воцы и четвертый вторичный прибор, контур контроля содержания полезного компонента в иоХОДНОй РУЦЕ, ИМЕЮЩИЙ ПОСЛЕДОВатЕЛЬНО соединенные датчик содержания полезного компонента и пятый вторичный прибор, контур контроля физического параметра, имеющий последовательно соединенные

5 1031 5 датчик 21 содержания полезного компо»нента и шестой вторичный прибор 22; контур коррепяции управляющих величин, имеющий вычислительное устройство 23 с выходом на регуляторы 4,9 и 14. Вычислительное устройство 23 может быть выполнено из субблоков системы управления с переменной структурой КТС ЛИУС

СУПС-2, или на базе микропроцессора серии Электроника С5 . l0

Измельчитепьный комппекс одностадийного цикла мокрого измельчения состоит иэ мельницы 24, работающей в замкнутом цикле с классификатором 25.

В качестве классифицирующего а рата могут-применяться как механические одно- и двухспиральные классификаторы, так и гидроциклоны. Управление процессом мокрого измельчения осуществляют 20 воздействием па расходы руды и воды в шаровую мельницу и расход воды в классификатор следующим образом., Оптимальное заполнение и плотность пульпы в мельнице поддерживается пу- 25 тем регупирования расходы воды и руды в мельницу соответствующими системами по основным контурам регулирования:

12-1 3-14-15-16 и 1-2-3-4»5-6.

При изменении физико-механических свойств исходной руды, например при переходе от твердых руд к мягким, увеличивается содержание готового класса в сливе классификатора. и производительность по готовому продукту. Сигнал текущей крупности слива классификатора с датчика крупности 7, через вторичный прибор 8 поступает на адаптивный регу» пятор 9, изменяющий через исполнитель» .40 ный механизм 10 и задвижку 11 расход воды в классификатор в сторону восстановления заданной крупности. В адаптив иом регуляторе 9 происходит обработка сигнала текущей крупности от датчика 7 с цепью определения динамического коэффициента передачи по каналу расход водыкрупность слива. Величина управляющего воздействия от регулятора 9 поступает с учетом изменяющегося динамического коэффициента передачи, который компе

50 сируется изменяющимся коэффициентом усиления адаптивного регулятора 9.

Вследствие изменения расхода воды в слив классификатора изменяется плот ность пульпы и циркулирующая нагрузка цикла, причем их изменение пропорционально изменению расхода воды в слив классификатора. Величина изменения рас09

6 хода воды в слив классификатора исполь зуется для коррекции расхода .исходной руды в мельницу, увеличивая ее по сиг налу от расходомера воды 17 через вторичный прибор 1 8 на регулятор 4 системы стабилизации расхода исходной руды, который через бпок 5 управления изменяет скорость двигателя 6 привода питатепя, увепичивая расход pymi в мельницу до такой величины, чтобы поддерживалось оптимальное заполнение мельницы, пропорциональное взвешенной сумме расхода исходной руды и расхода воды в слив классификатора. Коэффициенты веса при слагаемых в этой сумме учитывают процент долевого участия веса данных параметров в формировании заполнения мепь

HHma.

В зависимости от принятой стратегии управления технологическим переделом обогащения, технологической схемы обогащения и типа установленного оборудова» ния, общей целевой функции управления» максимизации количества и качества концентрата, с ограничением на потери полезного компонента в хвостах магнитной сепарации (флотации), могут соответствовать различные подчиненные критерии управления одностадийным циклом-максимизация произвоцительности по вновь обра« зованному классу или максимизации Ilpo» изводительности по расчетному готовому классу, с учетом измепьчаемости и вкраппенности исходной руды, как наиболее общих характеристик типа перерабатываемого материала. . Добиться выполнения обшей целевой . функции возможно, если при выработке управляющих воздействий учитывать оценку измепьчаемости и вкраппенности исxogHoN руды..Достижение экстремума частных (подчиненных) целевых функций управления возможно путем контроля и учета обобщенного физического параметра, характеризующего свойства пульпы и свойства твердого в ней.

В спучае первого типа, подчиненного обшей нелевой функции, критерия управпении одностадийным циклом используют измеренную в сливе мельницы крупность твердого, а в случае второго типа критерия управления используют измеренную датчиком 19 плотность твердой фазы в спиве мельницы иди сливе классификатора. Место измерения параметра плотности твердой фазы не влияет на качество и точность управления одностадийным циклом, если в качестве кпассифицнруюших аппаратов испопьэуются спиральные кпаоПоддержание стабильной крупности (коммуцятивной гранупометрической характеристики) готового продукта в сливе классификатора, обеспечивает выполнение условий достижения экстремума общей целевой функции управления, и обеспечивает воэможность оценки в темпе с процессом обобщенных характеристик типа перерабатываемой руды — вкрапле нности и измельчаемости. По величине физического параметра, характеризующего свойства

7 1 031 сификаторы. В случае использования гидроциклоиов, преимущество в определении места контроля плотности твердой фазы отдается или питанию мельницы, или питанию гидропиклона, поскольку кнассифи- 5 кация в гидроциклонах осуществляется как по крупности измельченного материала, так и по плотности твердой фазы, а вследствие этого измерение плотности твердой фазы только в сливе или песках гидроциклона не полностью характеризует тип перерабатываемой руды.

Изменение физико-механических и текстурю-структурных свойств перерабатываемой руды, фиксируемое датчиком 15

1 9 физического параметра, через вторичный прибор 20 поступает на вход специализированного вычислительного устройства 23 и на вход блока умножения

3 и дапее на контур адаптации регупя- 20 тора 4, который через блок 5 и преобразователь двигателя 6 отрабатывает возмущения.по исходному питанию, а в случае использования датчика крупности твердого в сливе мельнииы, и по состоя- 25 иию футеровки и шаров, до достижения экстремума частных критериев управления циклом.

Сигнал пропорциональный произведению расхода руды на величину физнческс - З0

ro параметра, характеризующего состояние тверцого в пульпе поступает от блока

3 умножения также на регулятор 14 системы регулирования расхода воды в мельницу, который через исполнительный 35 механизм 15 и задвижку 16 изменяет расход воды в мельницу, приводя его в соответствие количеству перерабатываемой руды, с учетом выполнения требований частного критерия управления цик- 40 лом. Этим самым мы стабилизируем работу измельчительного комплекса и добиваемся повышения производительности как по исходному питанию, так и по secoвому выходу готового продукта, не допус- 4 кая при этом переизмепьчения исходного сырья.

509

8 твердого в пульпе,.измеряемого датчиком

19, величине содержания. полезного компонента, измеряемой. датчиком 21 и величине расхода воды в слив классификатора, измеряемой расходомером воды 17 в специапизированном вычислительном устройстве 23, оцениваются характеристики изменения тестуры и структуры исходной руды, например вкраппенность ис ходной руды, а по дополнительно обрабэ-. танным сигналам расхода руды и воды, на одностадийный цикл, физического параметра, крупности твердого в сливе классификатора, содержания полезного компонента в исходной руде, измеренных соответствующими датчиком 1, расходомером

17, датчиками 19,7 и 21, оцениваются физико-механические свойства исходной руды, например иэмельчаемость.

Изменение тестурно-структурных и фи.зико-механических свойств компонентов рудной шихты, поступающей иа секцию, или изменение их соотношения в рудной шихте, вызывает необходимость изменения допусков на основные режимные параметры цикла, такие как требуемая плотность пульпы в мельнице, требуемая степень измельчения и вид коммулятивной характеристики продукта измельчения в сливе мельницы, максимально воз- можная производительность секции по ис ходной руде и по готовому (расчетному) продукту цикла.

В соответствии с экспериментальностатистическими зависимостями, учитывающими долевое участие контролируемых параметров в изменении оцениваемых. значений вкрапленности .и иэмельчаемооти, в вычислительном устройстве 23 опре-, деляются величины коррекций, поступающие на регуляторы 4, 9 и 14, осуществляющие изменение расхода воды и руды в мельницу в зависимости от изменения иэмепьчаемости, и изменение расхода воды в слив классификатора в зависимости от изменения вкрапленности.

Ю

Этим самым осуществпяется вывод иэ-; мельчительного комплекса в режим подцержания максимапьно возможной дня данного типа руды производительности, стабилизируется гранупометрическая характеристика продукта измельчения в сливе мельницы и классификатора, повышается качество управления одностадийным циклом мокрого измельчения.

При увеличении крупности готового продукта в сливе классифипнрующего аппарата работа контуров стабилизации и

1031 8

9 коррекции происходит в обратном наrrpasne нии.

Все сигналы коррекции поступают с коеффициентами, которые определяются опытным путем, и учитывают, процент ), долевого участия корректирующих йараметров.

Управление одностадийным циклом мокрого измельчения предлагаемой систе- . мой обеспечивает поддержание оптималь- 1О ной производительности измельчительного агрегата по исходному питанию с учетом иэмельчаемости и крупности исходного продукта, заданных требований по грану -. лометрическому составу, «за счет поддер-15

09 10 жания оптимального заполнения и оптимальной плотности пульпы в мельнице, соответствуюших качеству перерабатываемого материала.

Улучшается качество управления процессом за счет более раннего учета реак-. ции циркулирующей нагрузки на воэмушен ния по исходному питанию.

Выход готового продукта увеличивается на 0,22%, заметно снижаются колебания граиулометрического состава, годовое производство концентрата увеличиваетсн. на 0,5%, снижаются потери полезного компонента в хвостах на 0,2%.

Составитель В. Алекперов

Редактор О. Сопко Техред А.Бабинец Корректор И. Ватрушкина

Заказ 5262/5 Тираж 622 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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