Устройство для автоматического управления процессом магнитного обогащения железных руд

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на обогатительных фабриках черной металлургии. Цель - повышение точности управления процессом обогащения за счет обоеспечения в широком диапазоне компенсации влияния возмущающих воздействий на процесс. Устройство содержит датчики 7,8 и 1 содержания железа (СЖ) в пром-продукте в хвостах 8 и в исходном питании(ИП) соответственно, датчики 2,3 и 4 и воды в процесс и напряженности магнитного поля соответственно регуляторы 14,20 и 18 расхода воды в процесс, напряженности магнитного поля и расхода ИП в процесс соответственно. Сигналы с датчиков 1-4 поступают на входы блоков 5 и 6 расчета прогнозируемых значений СЖ соответственно в промпродукте и в хвостах. Сигнал с блока 5 сравнивается в элементе 10 сравнения с сигналом с датчика 7. Выходной сигнал с элемента 10 пропорционален значению возмущения, наложенному на СЖ в промпродукте. Сигнал с выхода блока 6 сравнивается в элементе 9 сравнения с сигналом, поступившим с датчика 8 СЖ в хвостах. Сигнал на выходе элемента 9 пропорционален значению возмущения, наложенному на СЖ в хвостах. Сигналы с датчика 1 и с элементом 9 и 10 поступают соответственно на входы экстраполяторов (ЭП) 11,12,и 13. По сигналу с выхода ЭП 11 и сигналу, поступившему с корректора 17, в блоке 14 рассчитываются ожидаемые значения СЖ в промпродукте и в хвостах без учета значений неконтролируемых возмущений. Сигналы с выходов блока 14 и ЭП 12 и13 поступают в блок 15, где рассчитываются ожидаемые значения СЖ в промпродуктах и в хвостах с учетом прогнозируемых значений неконтролируемых возмущений. По этим сигналам и сигналам с корректора 17 в блоке 16 рассчитываются значения оптимальных управляющих воздействий. Последние являются новыми заданиями для регуляторов 18,19 и 20. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80,» 147И Об (51) 4 В 03 В 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4265762/23-03 (22) 30.03.87 (46) 15.05.89. Бюл. № 18 (71) Свердловский горный институт им. В. В. Вахрушева (72) Б. Б. Зобнин, Ю. С. Петров, Л. А. Истомин, П. Н. Докучаев и В. В. Чугаева (53) 622.725 (088.8) (56) Троп А. Е. и др. Автоматическое управление технологическими процессами обогатительных фабрик. М.: Недра, 1986, с. 145.

Авторское свидетельство СССР № 1044332, кл. В 03 В 13/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МАГНИТНОГО ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ

РУД (57) Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на обогатительных фабриках черной металлургии. Цель — повышение точности управления процессом обогащения за счет обеспечения в широком диапазоне компенсации влияния возмущающих воздействий на процесс. Устройство содержит датчики 7, 8 и 1 содержания железа (СЖ) в промпродукте, в хвостах и в исходном питании (ИП), соответственно, датчики 2, 3 и 4 расхода ИП и воды в процесс и напряже«ности магнитного поля, соответственно регуляторы 14, 20 и 18 расхода воды в процесс, напряженности магнитного поля и расхода ИП в процесс соответственно. Сигналы с датчиков 1 — 4 поступают на входы блоков 5 и 6 расчета прогнозируемых значений СЖ соответственно в промпродукте и в хВосТВх. Сигнал с блока 5 сравнивается в элементе 10 сравнения с сигналом с датчика 7. Выходной сигнал c элемента 10 пропорционален значени|о возмущения, наложенному <а СЖ в промпродукте. Сигнал с выхода блока 6 сравнивается в элементе 9 сравнения с сигналом, поступившим с датчика 8 <.-Ж в хвостах. Сигнал на выходе эле е«та 9 пропорционален значе«ию возмущечия, наложенному на СЖ в хвостах. Сигналы с датчика 1 и с элементов 9 и 10 поступают соответственно на входы экстраполяторов (ЭП) 11, 12 и 13. Ilo сигналу с выхода ЭП 11 и сигналу, поступившему с корректора 17, в блоке 14 рассчитываются ожидаемые значения СЖ в промпродукте и в хвостах без учета значений неконтролируемых возмущений. Сигналы с выходов блока 14 и ЭП 2 и 13 поступают в блок 15, где рассчитываются

1479106 ожидаемые значения СЖ в промпродуктах и в хвостах с учетом прогнозируемых значений неконтролируемых возмущений.

По этим сигналам и сигналам с коррекИзобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на обогатительных фабриках черной металлургии.

Цель изобретения — повышение точности управления за счет обеспечения в широком диапазоне компенсации влияния возмущающих воздействий на процесс.

На чертеже представлена блок-схема данного устройства.

Устройство включает датчик 1 содержания железа в исходном питании, датчик 2 расхода исходного питания (руды), датчик 3 расхода воды в процесс, датчик 4 напряженности магнитного поля, блоки 5 и 6 расчета прогнозируемых значений содержания железа соответственно в промпродукте и в хвостах, датчик 7 содержания железа в хвостах, датчик 8 содержания железа в промпродукте, которые соответственно соединены с первыми входами первого и второго элементов 9 и 10 сравнения, экстраполятор

11 содержания железа в исходном питании, экстраполяторы 12 и 13 врличин возмущений, наложенных на содержание железа соответственно в хвостах и промпродукте, блок 14 расчета ожидаемых величин содержания железа в промпродукте и в хвостах, последовательно соединенные сумматор 15, блок 16 вычисления себестоимости промпродукта, корректор 17, первый выход которого соединен с первым входом блока 14, а второй выход корректора 17 подключен соответственно к регулятору 18 расхода исходного питания, регулятору 19 расхода воды в процесс и к регулятору 20 напряженности магнитного поля, выход элемента 9 сравнения через экстраполятор 12 соединен с первым входом сумматора 15, выход элемента 10 сравнения через экстраполятор 13 соединен с вторым входом сумматора 15. Датчик 1 соединен с входом экстраполятора 11, выход которого соединен с вторым входом блока 14, выход которого соединен с третьим входом сумматора 15. Датчик 1 также соединен с первыми входами блоков 5 и 6, выходы которых соответственно подключены к первому и второму элементам 9 и 10 сравнения.

Датчики 2, 3, 4 подключены к вторым, третьим и четвертым входам блоков 5 и 6.

В качестве датчика 1, датчиков 7 и 8 используется анализатор СРМ-13, в качесттора 17 в блоке 16 рассчитываются значения оптимальных управляющих воздействий. Последние являются новыми заданиями для регуляторов 18, 19 и 20. 1 ил. ве датчика 2 — электронно-гидравлические весы ЭГВ, датчика 3 = диафрагма в комплекте с дифманометром; датчика 4— дифференциально-трансформационный дат5 чик, механически связанный с подвижными магнитными полюсами сепаратора (на чертеже не показаны).

Модели технологического процесса в блоках 5 и 6 представлены уравнениями

10 P(t)=bi Qp(t

+ЬзН (t — т.) (1)

a pÄ(t)=С Q;(t — тр)+ C Q>t ть +

+ С3Н (— т. ) (2) где Qp, Q Н вЂ” фактические величины рас15 ходов исходного питания, воды и напряженности магнитного поля соответственно;

AP,®, Л „® приращения содержаний

20 железа в промпродукте и в хвостах, вызванные изменениями управляющих воздействий; тр, тв, т — эквивалентные запаздывания в соответствующих ка25 налах управления;

bi, ь" з,Ci,СьСз — коэффициенты.

В соответствии с уравнениями (1) и (2) блоки 5 и 6 реализуются с использованием элементов задержки и сумматоров, например, с использованием процессорного

ЗО устройства КР580ИК80А.

В блоке 14 производится расчет ожидаемых величин содержаний железа в промпродукте и в хвостах без учета неконтролируемых возмущений в соответствии с выражениями

f1p(t)=biQp(t)+bqQs(t)+bzH (t)+da (t) (3) где Q.", ЯГ, Н вЂ” рассчитанные в корректоре значения управляющих воздействий;

40 аэ(/) — экстраполированное HB момент времени значение содержания железа в исходном питании.

Блок 14 реализуется с помощью сумматора (КР580ИК80А).

45 Критерий оптимизации (себестоимость концентрата) рассчитывается по формуле

F=fo+fiЯР+(2Яв+ffçÍ +f +fs t+

+ f6 1>ч (4) 1479106

15

25

35

50

55 где fo, fi, "., fe — коэффициенты, учитываюшие цены материальных ресурсов и их удельные затраты;

1р!1,1р,. — сигналы, пропорциональные неконтролируемым возмушениям, наложенным на содержания железа в промпродукте и в хвостах.

Блок 16 реализуется с помошью сумматора (КР580ИК80А) .

В корректоре 17 рассчитываются значения управляющих воздействий. При использовании аналоговых сигналов с помошью серийного экстремального регулятора

ЭРБ-4 при использовании цифровых сигналов с помощью процессорного устройстваа КР580И К80А.

Схемы экстраполяторов 12 и 13 аналогичны. Функциональная схема !Не показана) экстраполятора включает в себя элементы задержки на фиксированное время

To,2To,3To..., где время То обычно соответствует интервалу дискретности контроля, усилители с коэффициентами ao,а1,а,..., и сумматор. Таким образом, экстраполяция (прогнозирование) значений сигналов осушествляется с помошью авторегрессионных моделей вида: к и р(г1)= Ха!р! и — i), где n — момент дискретного времени.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчика 1 содержания железа в исходном питании, датчиков 2, 3, 4 поступают на входы блоков 5 ;! 6, представляюших собой модели технологического процесса. Сигнал на выходе блока 5 соответствует приращению содержания железа в промпродукте, обусловленному изменениями расходов исходного питания воды и напряженности магнитного поля. Сигнал на выходе блока 6 соответствует прирашению содержания железа в хвостах, обусловленному изменениями расходов исходного питания, воды и напряженности поля. Сигнал с выхода блока 5 сравнивается в элементе 10 сравнения с сигналом, поступившим с датчика 7 содержания железа в промпродукте. Сигнал на выходе элемента 10 сравнения, являющийся разностью между прогнозируемым и фактическим значениями содержания железа в промпродукте, пропорционален значению возмущения, наложенному на содержание железа В промпродукте. Сигнал с выхода блока 6 сравнивается в элементе 9 сравнения с сигналом, поступившим с датчика содержания железа в хвостах. Сигнал на выходе элемента 9 сравнения пропорционален значению возмущения, наложенному на содержание железа в хвостах. Сигнал с выхода датчика 1 содержания железа в исходном питании поступает HB вход экстраполятора 11, с выходя элемента 9 сравнения I;„ экстр я по ЯятОра 1 2, с Вы хо, !3 э, ic 1 сlil 3 сравнения — на вход экстраполятор» 13

Ня ВыхОде экстр3110,1ятс!! 13 1, 10, I f l;Icкс;! сигнал, прои-.. 11;,!Онаг!ь!!Ый прогнозир) < мо., значению содер BI!II>» железа f> i!0 0;;i:o ; питании, на выходе экст >Яполято;!03 !2 . !3 получаются сигня.:lы, 1ро! !рциона, lь1!Ые ilcконтролируемым возму!цениям. Наложен!!ым на содержание железа в промпродукте и хвостах соответственно. В блоке 14 по сигналу с выхода экстраполятора 11 и си!3!3лу, поступившему с автоматического корректора 17. рассчитываются ожидаемые значения содержания железа в промпродукте и в хВосТ3х без учета значе;!ий неконтролируемых возмущений, наложенных на содержание железа В промпродукте и в хвостах.

В блоке сумматора 5 расс 1итыг31отся ожидаемь|е BHBRcн 1и 01LP313 HHH жс.!с за H П1>0 iпродукте и н хвостах с учетом прогнозируемых значений неконтролируемых возмушсHHH. В блоке 16 по ожидаемым значениям содержаний железа в промпродукте и В хвостах и сигналам, поступившим с автоматического корректора, рассчитываются значения критерия оптимизации. В корректоре 17 рассчитываются значения 0.1тимальных управляюших воздеи«твий. Oli I имальные значения правляюп1,и i воздействи!1, обеспечивающие максимально ;inàчение критерия, являются новыми заданиями для рсгуляторов 18, 19, 20 расхо <ов исходного питания, ВОды и напряженности,о;1я.

Благодаря введе!!ным блокам и связям учитывается влияние неконтролир емых возмушаюших воздействий на техно,!огический процесс, что ИОВы;11яет тОчнОсть, 11раВления.

Кроме того, поиск оптимального технологического режима на объекте замегяется поиском на модели. Это позьоляет иск.l!0чить потери на поиск и теM самым повысить качество управления. Потери !13 поиск оценены путем имитационного моделирования системы управления. Исключение этих потерь приводиi к увели !CHillo Ilpoiiçводительности по концентрату на 2,5у,.

ФО/3 мц.lQ изООретенич

Устройство для автоматического управления процессом магнитного обогашения железных руд, содержащее датчики содержания железа в промпродукте и в хВОстях, регулятор р3схОд воды в процесс и рсгулятор напряженности магнитного поля, Отп1иЧа1ОЩЕЕСЯ тЕМ, ЧтО, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫИ!ЕНИЯ точности управления за счет обесиечс!!ПИ

В ШИРОКОМ Д1!ЯГIЯЗОНЕ КОМПО НСЯЦИИ Б,liiHflllH

ВОЗМУШЯЮШИХ ВОЗДЕйСТВИй Hli IIPO!1CСС, OIIO снабжено датчиками расхода исхо 1ного iiiiтания и воды в процес с.;одсржППНИ железа в исходном питании, датчиком ilciпряженности магниTHîãî поля, б1011311II расчета прогнозируемых Величин содержания железа в промпродукте ll хвостах, двумя

1479106

Составитель Г. Алексеева

Редактор И. Сегляиик Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 2469!5 Тираж 499 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 415

Производственно-издательский комбинат «Патент». г, Ужгород, у.ь Гагарина, 10! элементами сравнения, экстраполятором содержания железа в исходном питании, экстраполяторами возмущений, наложенных на содержание железа в промпродукте и в хвостах, блоком расчета ожидаемых вели- 5 чин содержания железа в промпродукте и в хвостах, регулятором расхода исходного питания в процесс, последовательно соединенными сумматором, блоком вычисления себестоимости промпродукта, корректором, первый выход которого соединен с первым входом блока расчета ожидаемых величин содержания железа в промпродукте, а второй выход корректора подключен соответственно к регуляторам расхода исходного питания, воды в процесс и регулятору напря- 15 женности магнитного поля, причем выход датчика содержания железа в хвостах соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход которого через экстраполятор величин возмущений, наложенных на содержание железа в хвостах, соединен с первым входом сумматора, выход датчика содержания железа в промпродукте соединен с первым входом второго элемента сравнения, выход которого через экстраполятор величин возмущений, наложенных на содержание железа в промпродукте, соединен с вторым входом сумматора, а выход датчика содержания железа в исходном питании подключен к первым входам блоков расчета прогнозируемых величин содержаний железа в промпродукте и в хвостах и к второму входу блока расчета ожидаемых величин содержания железа в промпродукте, выход которого соединен с третьим входом сумматора, при этом датчики расхода исходного питания воды в процесс и датчик напряженности магнитного поля соответственно соединены с вторыми, третьими и четвертыми входами блоков расчета прогнозируемых величин содержания железа в промпродукте и в хвостах, выходы каждого из которых подключены к вторым входам первого и второго элементов сравнения.