Система автоматического управления технологической линией обогащения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советских

Социалистических

Республик

Ii>I gQ$8 +$ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 03.05.78 (21) 2615599/22-03 (51) М.Кл.з В 03 В 13/00 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23) П)виоритет— (43) Опуоликовано 30.07.80. Бюллетень ¹ 28 (45) Дата опубликования олпсанчя 30.07.80 по делам изобретений н открытий (53) УДК 622.765 (0S8.8) (72) Авторы изобретения

В. С. 1Иоркун и В. П. Хорольский (71) Заявитель Криворожский Ордена Трудового Красного Знамени горнорудный институт (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОИ ЛИНИЕЙ ОБОГАЩЕНИЯ

Изобретение относится к областл автомат ического управления работой взаимосвязанных измельчительных, классифициру1сщих и обогатительных агрегатов на обогатите II IIblx фабриках в условиях изменяющегося, качества исходной руды и состояния Тс.",íîëîãè÷åñêîãо оборудования.

Известна система автоматического уп,равленля магнитным сепаратором, включающая подсистему регулирования расхода добавочяой воды в ванну сепаратора в зависимосги от содержания, полезного компонента в хвостах (1).

Недостатком .известной системы является то, что ввиду невы" îêîé точности и малой надежности существующих датчиков содержания полез ного компонента в поток. перерабатываемого сырья имеют место частые отклонения параметров технологического процесса от оптимальных значений, и, как следствие, большие потери .полезного компонента, малый выход и |низкое качество получаемого концентрата.

Известна система автоматического управления технологической л инией обогащения, включающая мельн1ицу, клаосификато р и обогатительный аппарат, последовательно соедияенные датчик автоматических конвейерных весов и регулятор загрузки мельницы рудой с корректором задания, подкл1оченный к приводному двигателю конвейера-:liHTB Te.Iÿ, датчик циркуляцночной нагрузки. ультразвуковой датчик крупности, сосдпненны I с регулятором (2).

В ус IQHIIIIx изменяющегося характера вкраплснностп полезного компонента в псхОдной руде и стабплз1заци п степени пзмельчснпя (гранулометрлческого состава

10 твердого в пульпе на сливе класспфпкатора) увслпч: ва1отся потери .полезного компонента в хвостах обогатительного 31IIIBp;. та за счет неполного раскрытия рудных зерен либо .их перепзмельченпя. С лзмеис15 нием состоянля мелющих тел и футеровки ухудшается качество работы мельницы, а следовательно, уменьшается .и производитель; ость линии по исходной руде.

Целью изобретения является повыше20 нпе выхо а полезного компонента в коHцснтрат и увеллченпе прапзводнтельнсстп линни по исходной руде.

Поставленная цель достлгается тем, 1то система автоматического управления техно25 логической л п11ией обогащения снабккена дат ником расхода пульпы,на сливе классифп1 .ато 1а, схсмой м ножен..!я, дву мя Оло ками вычисления длнамичесьп1х коэффициентов, двумя схемамп деIeHIIa, регулятоЗ0 ром загрузки мельницы шарами, триггером

751426

Шмптта, схемой соотношения, .pcl у,тятором соотношения, схемой сложения, экстре мальными регуляторами расхода воды в мельницу и обогатительный аппарат, а также схемами определения динамики флу«T aIIHH плотнсст и твердого B промпродуктах и востах обогатительного аппарата, каждая,из которых в«лючает радиоактивный и ультразвуковой .IBT кки плотности, подклю генные к бло у х Зррекцин, соеданенному с входом блоха ычксленпrl динамического,коэффициента, причем выходы блоков вычисления динамического коэффициента схем определения динамики флу«ТУЯЦИЙ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДОГО В ЩЗОМПРОД3 Ктах и хвостах обогатительного аппарата соединены со схемой сложения, связанной с экстремальным регулятором расхода воды в обогатительный аппарат,п первым -.þдом схемы соотношения, второй вход которой соединен с одним из входов первой схемы делен1ия,и:с выходом схемы умножения, к входам которой подкл10чены датчик расхода пульпы на сливе классификатора и ультразвуковой датчик «рупности, связанный с одним из входов второй схемы делен ия H входом первого блока выччсле IHII ди!1я.мического коэффициента, выход IcoTo1рогэ подключен к регулятору раск 3да воды в классификатор, выход схемы соотношения через регулятор соотношения связан с корректором задания регулятора загрузки мельницы .рудой, второй вход второй схемы делс1ия через второй блок .вычисления динамическог0 коэффициента соединен с датчиком автома13ических конвейерных вссов, а выход — с регулятором загрузки мельницы,1царами, второй Вход первой схемы делен11я соединен с дятч иком пиркуляционной нагрузии, à Lûmä — с триггером

Шмнтта и экстремальным регулятором расхода коды B мельницу.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления тех нологической линией обогащения.

Объектом управления является тсхнолопическая линия, состоящая из мельницы 1, рабо1Я101цей в замкнутом цикле с классификатором 2, слив которого подается па обогатительный аппарата 8.

Система содержит последовательно соединенные датчп«4 автоматическгих ко11вейерных кесоь, регулятор 5 загрузки мельницы 1 рудой с корректором задания и преобразователь мо. цностси 6, подключенный к приводному двигателю 7 «онкейера-питателя 8, ультразвуковой датчик 9 крупности, соединенный с входом регулятора 10 расхода воды в класэпф1«катор 2, изменяющсГО положение «ляпяHa 11 В труоопроводе подачи Lîäû, lH первым 0:током .вычисления д:гнамичес«ого «оэффз1циента 12, датчик 18 ряс«Ода п лl,:11.1 ня слиВс «1асопфикятэря

2, соед3ян нный с одним .из входов схемы х Xl H O i!i C! I H II 1 4, Вы«ОД к О ТО р 0 и и О Д ил 10 ч с Н к

65 вгорому входу схемы соотношения 15 и одному,из Входов пе рвой схемы д"пения 16, другой вход которой соединен с датчиком циркуляционной нагрузкги 17, а .Выход — с т риггером Шмитта 18 и экстремальным регулятором 19 расхода Воды В мельницу 1, изменяющим положение клапана 20 в тру0011рокоде подачи воды, регулятор 21 загрузки мельннцы 1 шарами, управ1яю1ций положением заслонки 22, соединенный с вы ходом второй схемы деления 23, один пз вхэдэв которой связа.l с ультразвуковым ят и«ом «,.3;;! ности 9, я дръ ГОЙ вЂ” через второй блэк вь1ч11слен11я динамического коэффициенга 24 с датчиком 4 автоматических I :3IIBaécð"I»lx гесов, регулятор соотно25, Bbl xone «ÎTopol o copaHHB ." c корректором задания регулятора 5 загрузки мелки: цы 1 рудой, а вход — с выхэдом схсмы соотноц1екая 15, первый вход которой подключен к выходу схемы сложения

26 и к входу экстремального регулятора 27 расхода коды в обогат3лтельный аппа|рат 8, управля10щему положеHHpvf лс1япяна 28 В трубопроводе подачи воды. Схема определения динамики флуктуаций плотности твердого в промпродуктах обогатительного аппарата 8 содержит ультразвуковой 29 и радиоактивный 30 датчики плотности, соединенные с входами блока коррекции 31, выход которого через блок определения динами1еского коэффициента 82 связан с од,н11м .из входов схемы сложения 26. Схема опрздcления динамики флуктуаций плoTнос1..1 тв рдого в хвостах обогатительного аппарата 8 содер3« ит ультразвуковой 88 и радиоа«тиьный 84 датчики плотности, соединснныс с входами блока коррекции 35, выход которого через блок выч исления динамического,коэффициента 86 связан с вторым входом схемы сложения 26.

Система автоматического управления работает следующим образом.

Регулятор 5 в соответств,::,и с сигналом, поступаюш1им с датчика 4 автоматических

«011кейерных .Весов, посредством преобразователя мощности б .изм .11яет скорость приВоaíогÎ двигателя 7 конвейера-пптателя 8 та«:1м ооразом, чтобы стабилизировать загрузку мельницы 1 рудой.

Регулятор 10 стабилизирует .гранулометрический состав твердого на сливе классификатора 2, управляя по сигналу ультразвукового датчика 9 крупности положения клапана 11 на трубопроводе подачи воды в

«ла с1фикатор 2.

Схема умножения 14 путем перемножения сигналов с ульгразвукового датчика 9 крупности и датчика 13 расхода пульпы вычисляет рас: од контролируемого (готовогэ) клас а на сливе классификатора 2

Ультразвуковой датчик 9 крупности определяет содержание контролируемого класса крупности 110 эффектив ной,площади сечения гранул твердого в пульпе. Чем м ныне

751426 вели и на зерен полезного компонента (мельче вкрапленность), тем ближе к сферической форме гранулы измельченной руды, контролируемого класса крупности. Крупновкрапленная руда характеризуется ярко выраженной .несимметричностью гранул, ввяду чего прн попадании их в плоскость контроля меняется дисперсия и резко увеличивается скорость изменения сигнала на выходе датчика 9 крупности. Таким обра10 зом, вкрапленность полезного компонента определяет динамические свойства твердого в пульпе.

Блок .вычисления динамического коэффипиента 12 осуществляет вычисление отношен.ия:

20 л где е — .максимальное значение модуля с,иг.нала ошибки;

А 25 х — максимальное значение модуля реальной производной сигнала ошибки.

Величина 0 характеризует динамические свойства твердого в пульпе, опреде- ЗО ляемые вкрапленностью полез ного компо,нента, и используется для коррекции гранулометр ического состава слива классификатора 2.

Измельченная в зависимостями от характера вкрапленность полезного компонента руда поступает на обогатительный аппарат 3.

Качесгво работы обогатительного аппарата определяется однородностью получае- 4О мых промпродуктов (максимальное извлечение полезного компонента) и хвостов (минимальные потери полезного компонента). Увеличен не неоднородности одного из продуктов обогащения указывает на ухуд- 45 шение качества разделения лустой породы и полезного компонента.

Оценка однородности осуществляется путем определения динамики флуктуаций плотности твердого в промпродуктах и хво- 50 стах обогатительного аппарата 3.

Радиоактивный датчик, плотности 30 контролирует плотность твердого,и плот ность пульпы в п ромпродуктах обогатительного аппарата 3, а ультразвуковой дат- 55 чик .плотности 29 — только плот.н ость пульпы.

С выхода блока коррекции 31,на вход блока вычисления динамического коэффициента 32 подается величина а: 60 а = у„— lг,д„, где у„— сигнал с радиоактивного датчика плотности 30; 65

cHI |Ha I с ультразвукового датчика плотности;

1:,, — мас:птабный коэффициент.

Блок вычисления динамического коэффициента 32 осуществляет вычисление О„ для Величины с: хп л где р, — максимальное значение модуля сигнала ошибки для величины а;

Л х„— максимальное значение модуля реальной производной сигнала ошибки для величины а.

Радиоактивный датчик, плотности М контролирует плотность твердого .и плот,ность пульпы в хвостах обогатительного аппарата 3, а ультразвуковой датчик плот.ности 33 — только плотность пульпы.

С выхода блока коррекции 35 на вмод блока вычисления динамического .коэффициента 36 подается величина р: где у,. — сигнал с радиоактивного датчика плотности Л;

1,. — сигнал с ультразвукового датчика пло гностн; к „вЂ” масштабный коэффициент.

Блок вычисления динамического коэффиц иента 36 осуществляет .вычисление 0„ для величины P: х, л где е,, — максимальное значение модуля сигнала ошибки для величины Р; х, — максимальное значен|ие модуля реальной производной сигнала ошибки для велич.ины р.

Схема сложения 26 вычисляет сумму m:

m =u+P.

Экстремальный регулятор 27 изменяет расход воды в обогатительный аппарат 3 таким образом, чтобы минимизировать величину т .и тем самым максимизировать качество обогащения. Величина т подается также»а схему соотношения 15, которая определяет отношение количества поступившей на обогащение руды к качеству получаемого концентрата (отношение расхода готового класса на сливе классификато751426

l5

З0

60 б5

«ра к величине m, характеризующей однородность продуктов обогащечия). Регулятор соотношения 25, подключенный к корре.<тору задания peri лятора 5 загрузки мельницы 1 рудой, изменяет прслзводитгльность л«и«н«ии по исходной, руде в зависимости OT cooTHQII«eHHII качества,и количества получаемого концентрата.

Качество работы «мельницы,в значительной степени определяет=я крупностью твгрдостью поступившей ««а «измельчен«не руды, а также состо ян«ием;и количеством

«мелющих тел (шаров).

Лвтоматичгскне ленточные весы регистрируют мгновенное значение погонной нагрузки, При этом дисперсия показаний и скnðocTI колебаний (т. е. динамические качества потока,руды) при icaon«III стабил.u3Bl«lfIf пр слзводитгль«ности по и-xo lnoff руде определяются средней массой или крупйсстью кусков, Блок вычисления динамического коэффициента 24 определяет величину О„, которая характеризует динамические качества потока исходной руды, т. г. среди«сю крупность кусков.

Схема деленная Л определяет отношение средней !<руп«!Ости исходной руды (сигнал на выходе блока вычисления динамического коэффиц«иента 24) I< содержанию твердо«го I<онтрсл «I«pvevn«0 iI

:пульпе на сливе класоификатора 2 (сигнал с ультразвукового датчика 9 крупности).

При узели !глин твердости или круп«ности исходной ру«ды, а также при износе ,мелющих Te. f этo отношение меняется, и ,periлятор 21 загрузки .мельницы шарами из«меняет положение заслонки 22 — в мельницу 1 поступает новая порция II«aipof«.

С износом футеровки рабочий объем .мельницы увеличивается. Hp, f условии стабилизации исходного питания увеличивается время нахождения руды в мгльн««цы, что может привести к ее переизмельчению и увеличению потерь .полезного,компонента в хвостах обогатительного аппарата. Неконтролируемы«! Износ футеровки приводи.

«к ч а етым поломка м мельницы, что увеличи вагт время ее простоя.

Время нахождения руды в мельнице 1 определяется количеством поступающей в иее воды. ) ля этого экстремальным регулятором 19 изменяют положгниг клапана

20 в трубопроводе подачи воды B зависимости or сигнала со схемы деления 1б. При этом в качестве контролируемой вел«ичины

Используется отношение выхода готового класса (<сигнал с выхода схемы умножения

14) к величине ииркуляционной нагрузки (сигнал с дятч« .ка циркулянионной нагрузки 17) .

С увеличением объема мельницы 1 (из,нос футеровки) количестьо готового класса увеличивается, а величина ц«иркуляцион ной нагрузки уменьшается, что приводит к увел«««гн1««0 сигнала на выходе схемы деления 1б. Экстремальный регулятор 19,изменяет расход воды в мельн«ицу таким образом, чтобы максимизировать величину сигнала на выходе схемы деления 1б при любом со тоянHH футеровки. Пороговое уст,ройство, выполненное в виде триггера

Шглитта !8, контролирует величину этого максимума, я при достижении установленного критического значс IH5I включается сигнали".àöèÿ о необходимости замены футеровки.

Тяк«им образом, система определяет и поддгрживает максималь-fo возможнуfo производительность линии по .исходной,руде прн зядянном кя «естве концентрата внг зависимости от качества «перерабатываамоГО сырья «! состоя1! ия технологH«eel

Пр««мгнгниг системы для оптимизац:«и процесса обогащения в условиях .изменяющегося качестьа руды позволяет увеличить извлечение полезного компонента в концентрат, а также прснзвод«ятельность линки но исходной руде и уменьшить время просТорп измгльчитгльных агрегатов, вызванных Нх ремо .Том и сменой футеровки.

Формула изобретения

Система автоматического управления технологической линией обогашения, включающая мельницу классификатора и обогатительный аппарат, последовательно соедине:«иыг датчик автомап«чес«<их конвгиср,Hblx весов, регулятор загрузки мельницы рудой с корректором задания, подключенHbIH к приводчому двигателю конвейера-питатгля, датчик циркуляционной нагрузки, ультразвуковой датчик крупности, соединенный с регулятором pacxnда воды в классификатор, о тл;и ч а ю ща я с я тем, что, с целью повышения выхода нолезного компо,нента в коицентрат и увеличения производительности линии по,исходной руде, она снабжена датчиком расхода пульпы .на с.тивг классификатора, схемой умножения, двумя блоками вычисления динамических коэффиц««ентов, двумя схемами деления, регулятором загрузки мельницы шарам«и, триггером Ш митта, схемой соотношения, регулятором соотношения, схемой сложения, экстремальными регуляторами расхода .воды в мельницу и обогатительный аппарат, а также схемами определен«ия динамики флуктуаций плотности твердого в промпродуктах и хвостах обогатительного аппарата, каждая из которых включает радиоактивный,и ультразвуковой датчики плотности, нодкл«оченныг к блоку коррекции, соединенному с входом блока вычисления динамического коэффициента, причем выходы блоков вычисления динамического коэффициента схем определения д«инамики флуктуа«;;!й плотности твер751426

15 г !

/ л!. ЯТ

Lj»

I !9 !

Составитсль В. Персиц

Рсдактор Д. Павлова Тсхрсд Л. Камышникова Ео .. . «p С Файн

Заказ 889/1017 И::;. Ъ 397 Тираж 619 Подписиос

1-1ПО «11оиск» Государственного коми-.ста СССР по делам нзооретеки:: и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4 5

Тип. Харьк. фил. пред, «Патент» дого в промпродуктах и хвостах обогатительного аппарата соединены со схемой сложения, связанной с экстремаль ным регулятором расхода воды в обогатительный аппарат .и первым входом схемы соотношения. второй вход которой соединен с одним из входов первой схемы деления и с выходом схемы умножения, и Входам которой подключены датчик расхода пульпы на сливе классификатора и ультразвуковой датчик крупности, связанный с одним из входов второй схемы деления и входом первого блока вычисления динамического коэффипиента, выход которого подключен к регулятору расхода воды в классификатор, выход схемы соотношения через регулятор соотношевия связан с корректором задания регулятора загрузки мельницы рудой, второй вход второй схемы деления через второй блок вычисления динамического коэффициента соединен с датчиком автоматических кснгейерных .весов, а выход — с регулятором загрузки мельницы в ° шарами, второй вход первой схемы деления соединен с датчиком циркуляционной нагрузки, а выход — с триггером Шмнтта и экстремальным регулятором расхода воды в мельницу.

Источники пнформаилп, принятые во внимание при экспертизе:

1. Мареота А. 11. Автоматическая оптимизация процессов обогащения руд на магнитообогатительных фабриках. М., 1975, с. 198.

2; Система автоматического управления циклом измельчения — «Горное дело» № 1 1, 1973, с 34 (прототип).