Файл: Лебедкин, В. Ф. Проектирование систем управления обогатительными производствами.pdf

динамическим коэффициентом полезного действия [197]

тивности при управлении этими процессами. А критерий, оцениваю­ щий эффективность некоторой разделительной установки, безус­ ловно, должен быть связан с целевым ее назначением.

Многие исследователи предлагали различные критерии, однако не связывая их с необходимостью оптимизации процессов разделе­ ния. Возможно поэтому до сих пор не прекращаются дискуссии по вопросу представительности предложенных критериев, и до на­ стоящего времени мы не имеем сколько-нибудь удовлетворитель­ ного обобщающего анализа известных критериев. Такой анализ про­ веден в работе [119], и в дальнейшем мы воспользуемся ее резуль­ татами. Однако отметим, что проведенный в работе [119] анализ относится исключительно к критериям, которые можно использо­ вать при оптимизации отдельных подсистем. Они не решают про­ блемы выбора обобщенного критерия эффективности обогатитель­ ными предприятиями в целом.

Как указывается в работе [119], сложность проведения анализа критериев эффективности для выбора целевой функции управления разделительными установками состоит прежде всего в определении объективных требований к гипотетическому критерию, который за­ тем должен им удовлетворять. Во избежание возможных ошибок следует пользоваться вышеназванными характеристиками теории разделения.

Как уже указывалось, величиной, характеризующей раздели­ тельный эффект, является коэффициент разделения qt. Поэтому ве­ дение процесса разделения, сопровождающееся его увеличением, будет более эффективным.

Как видно из формулы (III.18), коэффициент разделения зави­ сит от содержаний х\ и Хг. Частные производные от qi по этим

93

аргументам соответственно равны

Заметим при этом, что обогащение концентрата ценным компо­ нентом сопровождается одновременным извлечением пустой породы

Коэффициент разделения пустой породы в хвосты равен

^ = Т Г .

где Yи Кг —относительные концентрации пустой породы в концент-

94

Таким образом, повышение Хо приводит к уменьшению степени разделения полезного компонента (как бы свидетельствует о том, что из смеси с большим содержанием легче получить концентрат заданной кондиции) и увеличению степени разделения для пустой породы (содержание пустой породы в питании уменьшилось, и из этой смеси труднее получить фракцию с заданной кондицией пустой породы, что соответствует кондиции хвостов по Хг). Единственным логическим выводом будет поэтому потребовать от любого крите­ рия, претендующего на оценку эффективности разделения, выпол­ нения требования

т. е. такой критерий должен иметь абсолютный экстремум в точке

ценных условиях извлечения полезного компонента в концентрат и

фективности, которое должно отражать стремление к повышению производительности разделительной установки.

т. е. стремление получить максимум обогащенного продукта тре­ бует увеличения производительности то разделительной установки, т. е.

95

Таким образом, одновременная оптимизация выходных показа­ телей некоторой разделительной установки возможна лишь при уп­ равлении, когда в качестве целевой функции выбран критерий, удовлетворяющий требованиям (III.26), (III.27), (III.31) и (III.33).

Рассмотрим теперь разделительную установку как многосвяз­ ный объект управления.

Из сказанного выше видно, что оптимизация технологического процесса связана прежде всего с максимизацией коэффициента обо­ гащения (или коэффициента разделения) элементарного акта раз­ деления. Кроме того, процесс флотационного обогащения осуществ­

многосвязный объект управления может быть представлена схемой, показанной на рис. III.6.

Выше указывалось, что оптимизация флотационных процессов в натуральном масштабе времени состоит в отыскании максималь­ ного значения критерия эффективности в точках, отвечающих уста­ новившимся режимам, т. е. в отыскании таких реагентных режимов У и у 2, • •-, Ут для любых значений хи хг, • • -, Хь., определяющих теку­ щую технологическую ситуацию, при которых критерий Э , удовлет­ воряющий условиям (III.26), (III.27), (III.31) и (III.33), достигает

* К управляющим воздействиям кроме расхода флотационных реагентов мо­ жно отнести расход кислорода или воздуха [158, 172], на пузырьках которого осуществляется флотационное разделение.

96

своего максимального значения. Этим исчерпывается формализация задачи управления разделительной флотационной установки.

Однако это справедливо лишь для элементарных разделитель­ ных операций (основная, перечистная и контрольная флотации), технологическая схема обогащения которых может насчитывать многие десятки. В принципе можно строить системы управления каждой операцией в отдельности. Однако целесообразно объеди нить их в более крупные по количеству и функциям цепи таким образом, чтобы они были связаны не только общностью технологи­ ческих связей, но и главным образом выполняли бы разделение по одному общему каналу, логически завершая данную операцию. Та­ кая совокупность элементарных операций называется технологиче­ ским контуром [120].

Из определения следует, что выделить технологические контуры достаточно просто. Для этого необходимо иметь лишь качественноколичественную схему технологического процесса. Примером тех­ нологического контура с системой управления может быть показан­ ный на рис. 1.5 передел цинково-пиритной флотации. Таких техноло­ гических контуров современные крупные обогатительные фабрики, как правило, насчитывают около десяти.

Следует предостеречь, что сформулированная задача управле­ ния флотационным процессом справедлива лишь тогда, когда тех­ нологические контуры обладают всеми отмеченными выше свойст­ вами разделительных установок и могут рассматриваться как раз­ делительные установки.

II1.3. КРИТЕРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

И ВЫБОР ЦЕЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ

В предыдущем параграфе были сформулированы требования к критерию эффективности, предполагаемому к использованию в ка­ честве целевой функции управления.

Здесь мы не будем проводить полный анализ известных крите­

ный обзорный материал по критериям оптимальности разделительных процессов, она имеет те же недостатки, что и работы [9, 56]. В них нет четкого деления между критериями статической оптимизации и критериями оптимизации в нату­ ральном масштабе времени.