Система автоматического контроля параметров цикла измельчения
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и позволяет повысить точность контроля.Система автоматического контроля параметров цикла измельчения содержит датчики 1, 2 и 3 расхода руды, воды в мельницу и в классификатор, вычислительный блок 4, датчик 5 давления масла в цапфенных подшипниках мельницы, устройство 6 измерения содержания готового класса в сливе классификатора, блок 7 управления, блок 8 стабилизации загрузки мельницы рудой, блок 9 стабилизации расхода воды в мельницу и блок 10 стабилизации плотности на сливе классификатора. I ил. 1 табл. $ со СП 05 со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (ц 4 В 02 С 25/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4071603/28-33 (22) 27.05.86 (46) 15.11.87. Бюл. № 42 (71) Свердловский горный институт им. В. В. Вахрушева и Производственное объединение «Уралмаш» (72) Б. Б. Зобнин, А. A. Ильиных, Ю. А. Муйземнек, А. П. Барыкин, П. В. Кузнецов, E. E. Андреев и О. Н. Тихонов (53) 621.926 (088.8) (56) Автоматизация управления обогатительными фабриками/Под ред. Б. Д. Комарского. М.: Недра, 1977, с. 526.
Авторское свидетельство СССР № 400363, кл. B 02 С 5/00, 1972., SU» 1351673 А1 (54) СИСТЕМА ABTOMATH×ÅÑÊÎÃO
КОНТРОЛЯ HAPAMETPOB ЦИКЛА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и позволяет повысить точность контроля. Система автоматического контроля параметров цикла измельчения содержит датчики 1, 2 и 3 расхода руды, воды в мельницу и в классификатор, вычислительный блок 4, датчик 5 давления масла в цапфенных подшипниках мельницы, устройство 6 измерения содержания готового класса в сливе классификатора, блок
7 управления, блок 8 стабилизации загрузки мельницы рудой, блок 9 стабилизации расхода воды в мельницу и блок 10 стабилизации плотности на сливе классификатора.
1 ил. 1 табл.
1351673
Изобретение относится к обога щению полезных ископаемых.
Цель изобретения — повышение точности контроля.
На чертеже представлена структурная схема системы.
Система содержит датчики 1 — 3 расхода руды и воды в мельницу и в классификатор, выходы которых соединены с входом вычислительного блока 4, датчик 5 давления масла в подшипниках цапфы мельницы и устройство 6 измерения содержания готового класса в сливе классификатора, выходы которых соединены с входом вычислительного блока 4. Выход блока 4 соединен с входом блока 7 управления. Выход блока 7 соединен с задающими входами блока 8 стабилизации загрузки мельницы рудой, блока 9 стабилизации расхода воды в мельницу, блока 10 стабилизации плотности на сливе классификатора. В качестве датчика расхода руды используются электронно-гидравлические весы. Датчиком расхода воды являются диафрагмы в комплекте с дифманометрами.
Датчиком давления масла является манометр, а для контроля содержания готового класса в сливе классификатора — седиментационный гранулометр. Для стабилизации загрузки мельницы рудой, расходов воды в мельницу и в классификатор используются типовые локальные системы. Блоки 4 и 7 реализованы. с использованием микро-ЭВМ.
Вычислительный блок описывается выражением
X(k+1) = А.X(k)+ В u(k)+ FV(k) +
+k(k +1) tY(k+ l) — С AX(k)— — — С Bu (k) — С FV (k) ), (1) где X(k) = (ZG, q) — двухмерный вектор текущего состояния, элементами которого являются отклонения запаса материала в мельнице G и содержания готового класса в сливе классификатора +q от номинальных значений;
u(k) =(Q, >W„, W„) — трехмерный вектор упраления, элементами которого являются прирагцения расходов руды в мельницу Q, воды в мельницу % и воды в классификатор DW»;
V(k)= (Vu Vg) — двухмерный вектор неконтролируемых возмущений;
А, В, F, С вЂ” матрицы состояния, управления, возмущения и наблюдения соответственно;
k (k+1) — матрица коррекции V (k) ==М (1 ;
У(1с) = (»,6", с(") — двухмерный вектор „измеренных значений С1 и q;
Х(k+1) — оценка вектора Х(k+1).
Матрицы ковариации ошибки измерений и усиления рассчитываются по следующим формулам:
P" (k+1) = A (k) P (k) А (k) + Q (k) (2)
k(k)=P":(k) С (1 )1С® Р (k) С (k)+
+к(ц ; (3) К То еХр (— То/T ) eXp (— — ) 40 еХр (— — - ) еХр (——
K. To То Т, гдеТо — интервал дискретности;
Т>, Т вЂ” время корреляции процессов G(k) и q(k).
Матрица наблюдения имеет вид
1 0
С=
0 1
Поскольку величина слагаемых В ц (k) и
F V(k) не влияет на результаты оценки, при моделировании полагаем их равными нулю.
Случайное возмущение V(k) является гауссовским белым шумом с математическим ожиданием N Ú (k))== V(k).
Матрица ковариации
M(V(j) — V(j)) (V(k) — V(k)) ) =
= R (k) 61k, jk= 0, 1,....
P (k) = P-(k) — 1 ()-С(1 ) P" (4). (4)
Начальные условия P*(ko) = P (ko) матрица ковариации начального вектора
Х(ko).
5 Блок 7 по сигналу с выхода блока 4 рассчитывает новые значения заданий локальным системам регулирования 7 — 9 по формуле
U (k) = — DX (k), (5) где D — матрица коэффициентов передачи, найденная путем решения матричного уравнения Рикката (4).
Устройство работает следующим образом.
В блок 4 автоматически вводятся сигналы с датчиков 1 расходов руды, воды в мельницу 2 и в классификатор 3, а также сигналы с датчика 5 давления масла и устройства 6 измерения содержания готового класса в сливе классификатора. В блоке 4 в соответствии с уравнением (1) по измеренным сигналам, а также с использова20 нием предварительно введенной информации о динамических характеристиках цикла измельчения, статистике погрешностей измерения и неконтролируемых возмущений рассчитываются оценки запаса материала в мельнице и содержания готового класса в сливе классификатора. Эти оценки автоматически вводятся в блок 7, где в соответствии с формулой (4) рассчитываются новые значения заданий локальным системам 8 — 10 регулирования.
Пример. Показатели эффективности оценивания найдены путем моделирования для следующих исходных данных. Цикл измельчения, включающий в себя шаровую мельницу МШР 2700)(3600, работающую в замкнутом цикле со спиральным классификато35 ром, оснащен дагчиками расходов руды и воды в мельницу и в классификатор и устройством контроля содержания готового класса в сливе классификатора.
Матрица состояния имеет вид
1351673
3 где 6; — символ Кронекера;
Р,, К„,„
1,0 0 0 0
° Р(0) =
0 0,25 0 0
Q() =
Формула изобретения
1 0
TO=5 мм; F=
0 1
К
Кгг
4,0
1,0
0,7
0,85
3,1
0,63
0,63
0,49
3,1
0,52
2,7
0,49
0,49
2,7
0,37
0,35
2,1
0,39
0,39
2,1
0,22
О, 19
1,9
0,33
1,9
0,33
0,18
0,17
1,5
0,25
ВНИИПИ Заказ 5254/8 Тираж 573 Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
R ъ 2ъ 1D ч2 где Dv1, Dv — дисперсии возмущений Vi u
Чг соответственно;
R v1v2 — ковариация возмущений V1
И Ъг.
Dv1= Р;(1 — еХр(— —; )); i= 1,2
2Òo
T =Ты, Тр=Т„
R»=ri,е Д пе (1 — еХр Х
Т.(ТТ вЂ” Т 1 где D; — дисперсии процессов изменения запаса материала в мельнице и содержания готового класса в сливе классификатора; г1,a — коэффициент корреляции запаса материала в мельнице и содержания готового класса.
Погрешность измерений запаса материала в мельнице и содержания готового класса в сливе классификатора являются гауссовским случайным вектором с нулевым математическим ожиданием и ковариационной матрицей, где D; — дисперсии ошибок измерения запаса материала в мельнице и содержания готового класса в сливе классификатора соответственно.
Начальные значения переменных состояния приняты равными оценками их математических ожиданий.
Начальные значения элементов матрицы
P (4) приняты равными
M(V 0 0
Р(0) =
0 M{V 27 °
Численные значения параметров:
Р = 4,0; Р2= 1,0; Т1= 60 мин; Тг = 90 мин, К„= 0,5; К,= 0,1;
D, i = 4,0 (1 — еХр (— 0,166) ) = 0,64;
D v 2= 1,0 (1 — еХр (— О, 166) ) = 0,16.
3а единицу дисперсии ошибки оцениваемого параметра принимаем- дисперсию ошибки нефильтрованного параметра. Последовательность коэффициентов в матрице коррекции и дисперсии ошибок оценивания
ВычислЯютсЯ по ураВнениЯм (2) и (3).
Результаты расчетов сведены в таблицу.
Из данных, приведенных в таблице, следует, что уже после проведения пяти измерений дисперсия. ошибки уменьшается от
20 V4,0= 2,0 до - /1,5= 1,23, т.е. значительно повышается точность контроля.
Система автоматического контроля параметров цикла измельчения, включающая датчики расходов руды и воды в мельницу и в классификатор, датчик давления масла в подшипниках мельницы и устройство измерения
З0 содержания готового класса в сливе классификатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности контроля, она снабжена вычислительным блоком и блоком управления, причем входы вычислительного блока соединены соответственно с датчиками рас35 ходов руды и воды в мельницу и в классификатор, с датчиком давления масла в подшипниках мельницы и с устройством измерения содержания готового класса в сливе классификатора, а выход вычислительного блока соединен с входом блока управления.
