Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики Полько, Павел Геннадьевич

Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики
<
Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Полько, Павел Геннадьевич. Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Полько Павел Геннадьевич; [Место защиты: Оренбург. гос. ун-т].- Магнитогорск, 2011.- 200 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/2942

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Технологические особенности и математические модели процесса измельчения и классификации по крупности медно-цинковьгх рудных материалов 12

1.1. Технологические особенности управления процессом мокрого измельчения 12

1.2. Технологическая схема процесса мокрого измельчения медно-цинковой РУДЫ 14

1.3. Описание конструкции технологического агрегата как объекта автоматической оптимизации управления процессом измельчения рудных материалов 17

1.4. Математические модели процесса измельчения рудных материалов 22

1.5. Системы автоматизации процесса измельчения рудных материалов 31

1.6. Описание технологического процесса подготовки рудного сырья к

обогащению в ОАО «Учалинский ГОК» (Сибайский филиал) 37 '

1.8. Выводы по главе 1 41

ГЛАВА 2. Автоматическое управление циклами мокрого измельчения рудных материалов и исследование динамических характеристик процесса измельчения 43

2.1. Обоснование цели автоматической оптимизации управления процессом мокрого измельчения рудных материалов 44

2.2. Основные технологические и случайные возмущения при автоматическом управлении процессом мокрого измельчения 46

2.3. Системы автоматизированного управления циклом измельчения рудных материалов «мельница - гидроциклон» 50

2.4. Динамические характеристики процесса измельчения рудных материалов в комплексах «барабанная мельница - гидроциклон» 66

І 2.5. Выводы по главе 2 73

ГЛАВА 3. Автоматизированная система управления технологическим процессом (асу тп) измельчения рудных материалов 74

3.1. Назначение, общие функции, структура АСУ процесса измельчения рудных материалов 75

3.2. Режимы управления, контроль и визуализация процесса мокрого измельчения рудного материала на агрегатах барабанного типа 82

3.3. Функциональная схема автоматического контроля и управления процессом мокрого многостадийного измельчения рудного материала 83

3.4. Система автоматической стабилизации питания рудным материалом цикла мокрого измельчения с использованием принципа нечеткого управления 91

3.5. Реализация системы визуализации процесса с использованием SCADA системы Wonderware InTouch :.' 102

3.6. Вывод по главе 3 106

ГЛАВА 4. Автоматическая оптимизация управления технологическим процессом измельчения рудных материалов 108

4.1. Синтез функциональной и структурной схем системы оптимизации управления процессом измельчения рудных материалов 108

4.2. Система автоматической поисковой оптимизации управления процессом измельчения рудных материалов с использованием принципа нечеткого управления 112

4.2.1. Статическая характеристика процесса мокрого измельчения рудного материала в шаровой мельнице при замкнутом режиме 113

4.2.2. Функционирование быстрого поискового регулятора (БПР) 116

4.3. Функционирование подсистемы экстремального регулирования, основанной на использовании принципа нечеткого управления 11

4.4. Функционирование системы экстремального регулирования, синтезированной на принципах нечеткой логики и нечетких выводов 123

4.5. Функционирование программного модуля «Устройство переключения управляющих программ» 134

4.6. Формирование управляющего воздействия в подсистеме экстремального нечеткого управления изменением рудного материала 136

4.7. Выводы по главе 4 146

Заключение 148

Введение к работе

Актуальность темы. Автоматизация управления энергоемкими процессами измельчения исходных рудных и шихтовых материалов в промышленном производстве является важнейшим условием обеспечения максимальной производительности технологических измельчительных агрегатов, работающих в замкнутом цикле.

Доля эксплуатационных расходов, приходящихся на операцию измельчения, составляет от 40 до 70 % от общих расходов подготовки шихтовых материалов для последующих металлургических технологических операций. Удельные расходы дорогостоящей (4-6 руб/кВт ч) электрической энергии в зависимости от физических свойств исходных материалов и применяемых технологических измельчительных агрегатов составляют от 20 до 60 кВтч/т.

При существующих объемах измельчаемых рудных и шихтовых материалов это составляет внушительную статью энергопотребления промышленного производства. Поэтому снижение энергопотребления за счет разработки и внедрения системы автоматического управления (САУ) процессом измельчения, позволяющей повысить производительность процесса, является актуальной задачей в условиях современной рыночной экономики.

В области теории и практики построения САУ процессами дробления накоплен значительный положительный опыт. Вопросы автоматизации и оптимизации процессов дробления отражены в трудах Марюты А. Н., Тихонова О. Н., Олейникова В. А., Козина В. 3., Улитенко К. Я., Андреева Е. Е., Андреева С. Е., Линча А. Д., Хорста В.Е., Тропа А. А., Васильева А. М., Топчаева, В. П. и др. В области построения экстремальных систем поисковой оптимизации можно отметить труды Казакевича В.В., Арефьева Б.А., Либерзона Л.М., Парсункина Б.Н. и др.

Однако, несмотря на наличие большого числа публикаций по созданию САУ, остаются нерешенными следующие задачи:

в теории и практике синтеза систем управления процессом мокрого измельчения отсутствует описание САУ, позволяющих в условиях неполной информации об объекте управления производить непрерывный поиск и поддержание максимальной производительности агрегата измельчения, работающего в замкнутом цикле;

известные САУ процессом мокрого измельчения характеризуются низкой эффективностью работы: значительной инерционностью, запаздыванием и влиянием на процесс измельчения неконтролируемых возмущений.

Наиболее приемлемым и эффективным способом оптимизации управления стохастическим процессом измельчения с целью достижения максимальной производительности является применение интеллектуальных САУ, основанных на использовании опыта экспертов-технологов и функционирующих в условиях неполного и недостаточного математического описания оптимизируемого процесса. Это определяет актуальность выполненного исследования.

Цель работы - повышение производительности агрегатов мокрого измельчения рудных материалов, работающих в замкнутом цикле, за счет создания автоматической системы оптимизации управления процессом с использованием принципов нечеткой логики и поисковых динамических принципов экстремаль-

ного регулирования.

Задачи исследования:

теоретико-информационный анализ технологических особенностей процесса мокрого измельчения рудных материалов в агрегатах с замкнутым циклом и определение концепции синтеза поисковой системы автоматической оптимизации для достижения максимальной производительности цикла;

анализ результатов экспериментальных исследований динамических параметров многостадийного цикла мокрого измельчения и выбор основного управляющего параметра для цикла измельчения медно-цинковой руды при автоматизированном управлении;

синтез замкнутого контура стабилизации с использованием принципов нечеткой логики, включающий разработку структурной схемы и базы нечетких правил;

- синтез двухконтурной системы автоматической оптимизации, вклю
чающей быстрый поисковый регулятор и экстремальный регулятор, функцио
нирующий на принципах нечеткого управления.

Объект исследования - система автоматической оптимизации процесса мокрого измельчения медно-цинковой руды в шаровой мельнице, работающей в условиях обогатительной фабрики Сибайского филиала ОАО «Учалинский горнообогатительный комбинат».

Предмет исследования - информационное, математическое и программное обеспечения автоматизированной системы оптимизации управления процессом мокрого измельчения, включающие математические модели процесса измельчения рудного материала в шаровых мельницах, метод формализации задачи оптимального управления с целью повышения производительности в замкнутых многостадийных циклах, комплекс технических и программных средств, реализующих поисковый режим оптимизации управления процессом измельчения.

Научной новизной обладают:

  1. система автоматической стабилизации технологических параметров стохастического процесса измельчения рудных материалов, отличающаяся от ранее известных тем, что для формирования управляющего воздействия использованы правила нечеткой логики;

  2. двухконтурная система автоматического управления технологическим процессом измельчения рудных материалов, основанная на совместном использовании правил нечеткой логики и поискового динамического экстремального управления, способная эффективно функционировать в условиях неполной и недостаточной информации о параметрах оптимизируемого процесса;

  3. поисковый алгоритм системы автоматической оптимизации, содержащий два переключаемых поисковых блока и способный определять и поддерживать максимально возможную производительность измельчительных агрегатов мокрого измельчения, работающих в замкнутом режиме.

Практическую значимость имеют:

разработанная система автоматической оптимизации управления технологическим процессом измельчения рудных материалов, что позволяет реализовать ресурсосберегающие режимы работы технологических агрегатов;

предлагаемое техническое решение задачи оптимизации в управлении процессом измельчения, что позволяет обеспечить высокопроизводительный ре-

жим работы технологических агрегатов путем поддержания их максимально возможной текущей производительности;

программная реализация предлагаемой системы автоматической оптимизации управления технологическим процессом измельчения, способная эффективно функционировать в условиях неполной и недостаточной информации о параметрах оптимизируемого процесса;

рекомендации по использованию результатов настоящей работы в учебном процессе, выполнении курсовых и дипломных проектов и при проведении научно-исследовательских работ на кафедрах «Вычислительная техника и прикладная математика» и «Промышленная кибернетика и системы управления» ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2012 гг. по государственным контрактам П2402 от 18.11.2009 г. и 14.740.11.0498 от 01.10.2010 г.

На защиту выносятся:

  1. математические модели функционирования системы контура стабилизации параметров технологического процесса и системы автоматической оптимизации управления технологическим процессом измельчения, основанные на принципах нечеткой логики;

  2. структуры систем автоматической стабилизации параметров и оптимизации управления технологическим процессом измельчения рудных материалов с целью достижения максимально возможной производительности цикла и стадий измельчения, построенные с использованием методов поисковой оптимизации и правил нечеткой логики;

  3. алгоритмы автоматической стабилизации технологических параметров процесса и поисковой оптимизации, выполняющие функции определения и поддержания максимально возможной производительности измельчительных агрегатов мокрого измельчения, работающих в замкнутом цикле, и их программная реализация.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались, обсуждались и были одобрены на международных научных конференциях «Проблеми інформатики і моделювання», (Харьков, 2010); «Инженерная поддержка инноваций и модернизации», (Екатеринбург, 2010); «Высокие технологии, исследования, промышленность», (Санкт-Петербург, 2010); «Математическое и программное обеспечение в промышленной и социальной сферах», (Магнитогорск, 2011).

Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликованы 2 статьи в изданиях из «Перечня ...» ВАК, 6 статей в материалах международных и всероссийской научных конференций, 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с описанием теоретических и экспериментальных исследований, общих выводов, списка использованных источников из 71 наименования, а также 5 приложений. Диссертация изложена на 148 страницах и включает 40 рисунков, 4 таблицы.

Описание конструкции технологического агрегата как объекта автоматической оптимизации управления процессом измельчения рудных материалов

Измельчители барабанного типа широко используются в крупнотоннажных ГОП для помола медно-цинковых руд и других руд перед обогащением. В этих дробильных агрегатах, относящихся к тихоходным измельчителям, помол рудных материалов происходит внутри футерованного барабана находящимися в нем мелющими телами - шарами или стержнями [45 - 47].

Прошедшая через решетку пульпа зачерпывается лифтерами, поднимается до уровня разгрузочной цапфы, сливается в неё и удаляется из мельницы самотеком через разгрузочную горловину.

Внутренняя поверхность барабана и торцевых крышек покрыта футеро-вочными плитами 10, чаще всего из марганцовистой стали. Для выгрузки дробящих тел и замены футеровочных плит в корпусе барабана имеется один или два люка 13. Чаще всего барабан приводится во вращение открытой зубчатой передачей с приводным двигателем, присоединенным к ведущей шестерне посредством эластичной муфты. Для мельниц малых размеров применяют промежуточный редуктор.

Барабанные агрегаты с центральной разгрузкой типа МШЦ диаметром от 0,9 до 6 м и длиной от 1,8 до 3,5 м с рабочим объемом барабана от 0,9 до 221 м3 используются для измельчения медно-цинковой руды до 0,05 мм. По конструкции они аналогичны мельницам МШР и отличаются тем, что в них нет решеток.

Разгрузка пульпы в МШЦ осуществляется путем свободного слива через отверстие в разгрузочной цапфе, диаметр которой больше, чем.у загрузочной. Это сделано для создания необходимой для разгрузки разницы уровней пульпы у цапф.

Для возврата в барабан случайно попавших в разгрузочную цапфу мелющих шаров или недоизмельченных кусков руды она снабжается спиралью с обратным вращению барабана мельницы направлением витков.

Из-за более высокого уровня пульпы в барабане и меньшей скорости перемещения материала в осевом направлении производительность мельниц МШЦ на 10-15% меньше, чем МШР.

Как было отмечено ранее для стадийного измельчения дробленных рудных материалов на первоначальной стадии материалы измельчаются в стержневых мельницах с центральной разгрузкой типа МСЦ. Конструктивно они отличаются от мельниц МШЦ только большим диаметром разгрузочной цапфы с целью более значительного снижения уровня пульпы по направлению её движения к разгрузочному концу и увеличения скорости движения материала через мельницу. Мелющими телами в МСЦ являются стальные стержни [46, 47, 53].

Обладая меньшими величинами инерционности и транспортным запаздыванием, стержневые мельницы обеспечивают получение более равномерного по крупности измельчаемого продукта, чем шаровые мельницы. Более крупные куски руды, попадая между стержнями, измельчаются сами, предохраняя более мелкие зерна от переизмельчения. Поскольку удар стержня воспринимается одновременно несколькими кусками руды, то удар большей силы получают более крупные куски руды, поэтому это тоже способствует более равномерному по крупности измельчению.

При измельчении рудных материалов стержневые мельницы расходуют энергии на 20-25% меньше, чем шаровые. Однако на вязких и твердых рудах они менее эффективны [49].

При оптимизации управления процессом измельчения рудных материалов следует учитывать два важных фактора, определяющих характер движения мелющих тел в барабанах мельниц. В зависимости от скорости вращения барабана мельницы находящиеся в ней мелющие тела могут принимать разные положения и двигаться с разными траекториями. Варианты движения мелющих тел в барабане мельницы показаны на рис. 1.3.

а) б) в) Рис. 1.3. Схема движения мелющих тел в барабанной мельнице при различной скорости вращения барабана: а - каскадное движение; б - водопадное движение; в - смешанное движение

Малая скорость вращения барабана обеспечивает подъем всей массы мелющих тел на некоторый угол, откуда поднятые шары скатываются вниз по наклонной плоскости. Такой режим работы называется «каскадным» (рис. 1.3, а).

Увеличение скорости барабана мельницы приводит к тому, что под действием центробежной силы тела внешнего слоя начинают подниматься выше. Отрываясь от барабана, мелющие тела летят по параболическим траекториям (рис. 1.3, б) и в точке падения тела производят разрушения кусков руды в основном за счет ударов. Такой режим называется «водопадным». Дальнейшее увеличение скорости вращения барабана мельницы приводит к тому, что наружный слой мелющих тел под действием центробежной силы прижимается к футеровке, т.е. возникает эффект центрифугирования. В результате часть мелющих тел как бы исключается из наиболее эффективного водопадного движения.

Поскольку барабанные измельчители руды в основном работают в замкнутом цикле, то при мокром измельчении дробленного рудного материала в качестве классификаторов используются гидроциклоны, которые в динамическом отношении представляют дополнительные инерционность и запаздывание [56]. Причем выходной продукт гидроциклонов непрерывно возвращается в мельницу на доизмельчение. Конструктивные и технические особенности работы гидроциклонов, основные методы и математические модели их работы при гидравлической классификации рудных материалов приведены в прил. 1.

Из-за недостаточности знаний о внутреннем энергетическом балансе барабанной мельницы невозможно с достаточной точностью определить долю чистой энергии разрушения частиц, а значит, и разработать точную детерминированную модель процесса разрушения рудных материалов.

Обоснование цели автоматической оптимизации управления процессом мокрого измельчения рудных материалов

Несмотря на многообразие предлагаемых целей автоматического управления процессом измельчения рудных материалов, достаточно полно и технологически обоснованных А.Дж. Линчем на начальном этапе использования УВМ в системах управлений [9], в общем случае существуют только два взаимно исключающих критерия автоматической оптимизации управления технологическими процессами [42]:

1. Достижение максимально возможной текущей производительности автоматизируемого технологического агрегата (процесса) при безусловном выполнении всех качественных параметров конечного продукта. Это критерий максимального быстродействия.

2. Достижение минимально возможной себестоимости или минимально возможных удельных показателей технологического процесса, осуществленного в агрегате, при безоговорочном выполнении всех требований по объему и качественным показателям конечного продукта. Это критерий максимальной экономической эффективности.

Критерий максимального быстродействия необходимо использовать в том случае, если автоматизируемый технологический процесс (агрегат) является «узким местом» в последовательности операций общего производственного процесса.

Критерий максимальной экономической эффективности целесообразно использовать в том случае, когда автоматизируемый технологический процесс (агрегат) имеет запас производственной мощности по сравнению со смежными технологическими процессами общего производственного процесса.

Одновременное совмещение указанных двух критерием невозможно, хотя в отдельные временные периоды возможен переход от одного критерия управления к другому. Как показывает анализ производственных процессов, в реальных производственных условиях наиболее предпочтительным и достаточно просто технически реализуемым является критерий максимального быстродействия.

Если в технологической последовательности производственных операций будет обеспечено достижение максимально возможной текущей производительности производственного процесса, то это за счет условно-постоянных затрат на обеспечение процесса приведет к снижению себестоимости продукта, уменьшению срока окупаемости капитальных затрат.

В случае если целью автоматической оптимизации управления является повышение производительности агрегатов измельчения без снижения технологических показателей, характеризующих выходной продукт, то поставленная цель может быть достигнута путём управления расходами руды и воды и производительностью насосов (скоростью двигателей), питающих классифицирующие аппараты (гидроциклоны).

Для реализации функций САОУ процессом измельчения кроме общепринятых (штатных) контрольно-регулирующих технических средств дополнительно требуется предусмотреть измерение следующих параметров: массу (количество) выходного продукта, выдаваемого каждым измельчительным агрегатом; расхода материала, находящегося в циркулирующем контуре каждого» из-мельчительного агрегата; расхода воды, подаваемой в каждый зумпф (циркулирующий контур).

Любая типовая система автоматизированного управления циклом мокрого измельчения кроме оптимизирующей функции, реализуемой САОУ, должна выполнять следующие основные функции [2-5, 12, 55, 58, 59]:

- измерение и управление расходами руды и воды в каждом технологическом агрегате измельчения;

- измерение и регулирование уровня пульпы в зумпфе для предотвращения перелива и опорожнения этой демпфирующей ёмкости; - измерение расхода рудного материала в циркулирующем контуре каждого агрегата, работающего в замкнутом цикле.

Для измерения массового расхода руды и воды в общем объёме пульпы используется система измерения массового расхода, включающая в себя магнитный расходомер и гамма-плотномер и реализующая измерения в соответствии с выражениями [9]:

Режимы управления, контроль и визуализация процесса мокрого измельчения рудного материала на агрегатах барабанного типа

АСУ ТП предусматривает три возможных режима управления как группой исполнительных механизмов (например, устройствами регулирования насосов питания гидроциклонов), так и основными механизмами.

Эти режимы соответственно включают: местный режим; дистанционный режим управления; автоматический режим управления.

Местный режим управления осуществляется непосредственно с местного поста или пульта управления, обеспечивающего возможность визуального контроля за работой исполнительного механизма. При этом управление данным исполнительным механизмом в других режимах блокируется, т.е. невозможно:

Дистанционный режим управления конкретным одним исполнительным механизмом осуществляется с главного (центрального) поста управления. .

Переключение управления на такой режим осуществляется устройством переключения и выбора режима в положении «Дистанционный».

Такой режим позволяет работать в условиях со снятием предупреждающих аварийных автоматических сигналов и блокировок по контролируемым технологическим параметрам, поскольку выбор этого режима фиксируется во времени и вся ответственность за управление процессом возлагается на технолога-оператора с последующим объяснением своих действий.

Автоматический режим управления всем технологическим процессом измельчения осуществляется АСУ ТП в регламентируемой временной последовательности передачи управляющих команд на исполнительные механизмы в соответствии с директивными требованиями технологической инструкции с центрального (главного) поста управления с использованием станций визуализации, определяющих требуемую последовательность действий.

Установка данного режима осуществляется переключателем режима в положение «Автоматический». Контроль за перемещением исполнительных механизмов в режимах «Диет» и «Авт» и контроль за изменением технологических параметров осуществляется по отображаемой на мониторах информации, заносимой одновременно в базу данных управляемого процесса.

В. АСУ ТП предусматривается-возможность выбора на экране монитора видеокадра для управления определенной технологической операцией с центрального поста при использовании станции визуализации.

Установка требуемой величины (задания) управляемого технологического параметра (например, плотности пульпы на входе гидроциклона) осуществляется с использованием клавиатуры при вводе численного значения этого параметра.

Все перечисленные функции могут быть реализованы с использованием SCADA-системы, реализуемой с помощью программного обеспечения SIMATIC WIN СС или Wonderware InTouch на базе операционной системы WINDOWS Professional.

Для связи в АСУ ТІЇ используется стандартный интегрированный Ethernet-интерфейс (10/100 MB/S), который. применяется для IT-коммуникационного и автоматизированного обмена- данными с устройством автоматизации типа Si-matic S7-400.

. Функциональная схема автоматического контроля и управления процессом мокрого многостадийного измельчения рудного материала

Отделение измельчения как объект управления с распределенными параметрами состоит из одной стержневой мельницы с прямым выходом, и трех шаровых мельниц для первой и второй стадий измельчения. Функциональная схема АСУ ТП измельчения рудных материалов представлена на рис. 3.3. Структура основных контуров управления и спецификация используемого оборудования приведена на рис. 3.4.

Система автоматической поисковой оптимизации управления процессом измельчения рудных материалов с использованием принципа нечеткого управления

Использование методов поисковой динамической оптимизации управления технологическим процессом многостадийного мокрого измельчения рудных материалов перед обогащением с использованием известных методов поиска экстремума [24 - 28] в значительной степени затруднено вследствие существенной нелинейности и даже в какой-то степени стохастичности процесса измельчения материала.

Такой вид процесса объясняется неконтролируемым влиянием различных возмущающих факторов на работу технологических агрегатов различных стадий измельчения при работе агрегатов в замкнутом режиме.

Необходимым и обязательным условием эффективной работы поисковых динамических систем автоматической оптимизации управления процессамиявляется физически обоснованное наличие. унимодального (одноэкстремального) вида статической характеристики оптимизируемого процесса в координатах «управляющее воздействие—оптимизируемый параметр».

За последние десятилетия техника и технология измельчения рудных материалов заметно изменилась. Несмотря на промышленное начало внедрения вертикальных и центробежных мельниц, в отечественном горно-обогатительном производстве широко используются барабанные стержневые и шаровые мельницы.

Ранее было отмечено, что целевыми функциями при оптимизации управления технологическими процессами вообще и процессом измельчения рудных материалов в частности могут быть две:

- обеспечение максимально возможной производительности цикла измельчения при заданных гранулометрических параметрах выходного продукта;

- обеспечение минимальной себестоимости и высокого качества выходного продукта при заданном объеме производства.

Анализ физических процессов измельчения, проведенный в начальных разделах данной работы, позволяет определить статические характеристики процесса, связывающие изменение гранулометрического состава рудных материалов на входе и выходе как отдельных агрегатов, так и всего цикла измельчения, в зависимости от расхода рудного материала G(T/4), расхода воды

GB(M /Ч), величины расхода выходного продукта при постоянных других параметрах процесса:

— физических и прочностных характеристиках исходного продукта;

— объема заполнения мельниц измельчающими телами;

— скорости вращения барабана мельницы.

Установлено, что для стабилизации работы прирост объема воды на одну тонну рудного материала должен быть тем меньше, чем меньше текущий расход руды в степени 1/3.

Ограниченность приведенных выводов обусловлена тем, что мельницы имеют ограниченные объемы, и возникают дополнительные нелинейные эффекты, связанные с перегрузкой мельницы при росте объемного заполнения мельницы, когда процессы измельчения практически прекращаются и уменьшается выход готового продукта с заданным классом крупности.

Чрезмерное уменьшение расхода воды GB приводит к увеличению вязкости пульпы, ухудшению условий ее транспортирования, что в конечном счете тоже приводит к аварийной перегрузке агрегата и снижению его производительности.

Экспериментальная статическая характеристика процесса измельчения медно-цинковой руды на обогатительной фабрике Сибайского филиала ОАО «Учалинский ГОК» представлена на рис. 4.3.

Статическая характеристика процесса измельчения, определенная в координатах «расход питания-расход выходного продукта» по массе твердого материала, имеет явно выраженный экстремум.

Максимальная производительность цикла измельчения при переработке руды месторождения «Майское» составляет 70-72 т/ч.

При дальнейшем увеличении питания производительность цикла резко падает и процесс измельчения ухудшается, вызывая рост циркулирующих нагрузок в агрегатах, работающих в замкнутом цикле.

Применительно к рассматриваемому случаю производительность цикла измельчения на данном предприятии в зависимости от физических свойств рудных материалов изменяется от 70 до ПО т/ч, причем одновременно в питании могут быть использованы руды с нескольких месторождений. Это означает, что в зависимости от реальных производственных условий экстремум статической характеристики смещается и траектория смещения имеет вертикальную ±рт и горизонтальную ±ах составляющие скоростей дрейфа.

Наиболее приемлемым и эффективным способом оптимизации управления процессом измельчения медно-цинковых рудных материалов является использование поисковой системы автоматической оптимизации управления.

В основу предлагаемой системы автоматической оптимизации (блок ОР на рис. 4.2) положена структурная схема, представленная на рис. 4.4.

Похожие диссертации на Совершенствование управления процессом измельчения рудных материалов с применением правил нечеткой логики