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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 129

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Если вектор х рассматривать как выходной, то его состояние

всегда определенно при известных состояниях

а,

а2, ßj и значе­

ниях переменных у и у2. Тогда вектор уа — у2а2

и

векторы-столбцы

матрицы [ ß t j ] следует рассматривать как входные. Поэтому про­ цесс обогащения, в котором в качестве первой разделительной опе­ рации применяется обогащение руд в тяжелых суспензиях, можно

представить структурной схемой, показанной на рис. I I 1.20.

Век­

тор, представленный в системе уравнений (III.163), (III.164)

про­

изведением г/2«2, является входным управляемым, так как его со­ стояние всегда может быть задано соответствующим выбором уп­ равляющих воздействий. Число состояний вектора у2а2 бесконечно и вместе с тем ограниченно, поскольку элементы а,{2 не могут быть

Рис.

I I 1.20. Структура модели про­

цесса

на основе уравнения ( I I I . 164)

больше соответствующих значений а,,

т. е. 0^<Xi2^a,i, a значение

г/г всегда удовлетворяет условию 0<у2<у.

Заметим также, что эле­

менты вектора а2 взаимосвязаны. Выяснение характера этих свя­ зей имеет важное значение и составляет одну из задач, которая должна быть решена при построении математической модели объ­ екта.

Векторы-столбцы ßj, характеризующие качество продуктов фло­ тации, являются управляемыми. Значение элементов каждого из них определяется множеством факторов, например расходами реа­ гентов, производительностью измельчительных агрегатов, крупно­ стью помола и др. Мы также не исключаем, что элементы вектора

ßj

коррелированы

между

собой,

с

компонентами

векторов ее

и а2

и переменными у

и у2.

в исходной

руде,

входящее элементами

 

Содержание

металлов

в вектор а=(ссі, ... ,

а п - і ,

1), и переменная

у являются независи­

мыми, действующими на входе объекта.

 

 

 

Векторы уа

и

у2а2

независимы,

поэтому

можно

понизить раз­

мерность построением модели относительно приращений масс кон­

центратов и хвостов.

 

 

 

Пусть по схеме, показанной

на рис. III.21, а

обогащается

руда

с содержанием

металлов а, и в результате получаются концент­

раты и хвосты

с содержанием

металлов ß,j в

количестве Xj

при

148


выходе легкой фракции у% с содержанием металлов в ней, соот­ ветствующим вектору а2 . Запишем уравнение баланса

 

 

У* У2<*2=1М

 

 

 

(Ш.165)

При обогащении

этой

же руды по

схеме,

показанной

на

 

 

 

 

I

 

6

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

Разделение

 

 

 

 

 

 

тяжелых

 

Флотация

 

 

 

 

суспензиях

 

 

Рис. III.21. Обогащение по ком­

ГГ

Флотация

 

 

 

бинированной

схеме (а)

и по

 

 

Piß'z

К-1

fin

схеме прямой

флотации

(б)

Уг><*2

 

 

r'l X'z

хп-1

хп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А А Л-/

Л

 

 

рис. 21, б, получаются концентрат и хвосты с содержанием метал­ лов ß,j-f-Aßij в количестве х'.. Тогда

 

у « = ( К У + [ д М ) * ' -

 

 

(Ш.166)

Если ввести

обозначения Ах = х — х'

и вычесть

из уравнения

(Ш.165) уравнение (III.166), получим

 

 

 

 

 

Перенесем второе слагаемое

правой

части

уравнения

в

левую

и получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ л М * ' - у 2 й 2 = Ч М А ^

 

 

 

( ш л е т )

Представляя

левую часть уравнения

(III.167)

в виде

суммы

векторов и решая его относительно Ал;, получим

 

 

 

 

^ Х = =

Ж Ш ' 1

( - У 2 « 2

+ Д р Л +

• • +

Д Р л ) .

 

(ІН.168)

Представим вектор Ах

суммой

векторов

 

 

 

 

 

Д.х=Дх0 -г -Д;с:І -|- . . .

-\-kx„,

 

(Ш.169)

где Ахо — приращение элементов вектора, обусловленное выводом легкой фракции в количестве уг с содержанием металлов в ней со­ ответствующим элементам вектора а 2

(III. 170)

149


AXJ — приращение за счет изменения содержаний, металлов вхо­ дящих в векторы Aßj, у = 1, . . . , л,

Структурная схема

модели процесса на основе

уравнения

( I I I . 168)

показана на

рис. III.22. Здесь

векторы у2а2,

ßi

рассмат­

риваются

как некоррелированные. Если

допустить, что

в

рабочей

Рис. III.22. Структура модели про­ цесса на основе уравнения (III.168)

области —-

= — + — = 0 , т. е. изменение качества легкой фрак-

да

ду2

цйи и ее количества не вызывают приращения элементов матрицы [ßij], характеризующей качество продуктов флотации, то для оп­ ределения приращений масс концентратов и хвостов, возникающих

за счет приращения Ау2, Аа2, достаточно располагать информацией

о состоянии матрицы [ß,j] и вектора у2а2. При этом матрица [ßi.,] выполняет роль линейного оператора.

Связь между содержанием металлов в легкой фракции

Характерной особенностью руды является наличие весьма тес­

ной корреляционной связи между содержанием металлов

в ней.

Это свойство сохраняется и для легкой фракции.

 

Количественная оценка связей между элементами

вектора

имеет важное значение, так как позволяет, с одной стороны, при достаточно стабильной и сильной связи значительно понизить раз­ мерность решаемой задачи, а с другой — использовать меньшее ко­ личество измерительных приборов для контроля процесса.

Исследование корреляции между содержанием металлов произ­ водится по результатам анализов сменных проб методами корреля­ ционного и регрессионного анализов. При этом в качестве аргу­ мента в уравнениях регрессии принимается содержание металла, контролируемого оперативно. Однако использовать информацию о связях между содержанием металлов в легкой фракции следует осторожно. Необходима уверенность в том, что форма связи и ее теснота неизменны для известного сорта руд. Для разных сортов надо получить соответствующие уравнения и применять их при

150


смене качества руды. Для этого необходимо располагать инфор­ мацией о сорте руд.

Если в качестве аргумента уравнений регрессии принять со­

держания а,-2, то

уравнение

линейной регрессии можно предста­

вить в следующей

форме:

 

 

а 2 2

&22 ~\~ ^ 2 2 а 12 !

 

 

(III.172)

 

а л - 1 2 = = а л - 1 2 + ^ л - 1 2 а 1 2 ,

где а и Ъ — коэффициенты регрессии.

Учитывая

уравнение (III.172), вектор г/2 а2 можно представить

в следующей

форме:

. (III.173)

Так

как осі2 в уравнении (III.173)

является

общим множителем,

то для

упрощения второй индекс а2 і

опущен,

и в дальнейшем при

использовании этого выражения содержание контролируемого ме­

талла в легкой фракции будет обозначаться

а2 .

 

Связи

между

выходом

легкой

фракции

 

и

содержанием, металлов

в ней

 

Как уже указывалось, выход легкой фракции и содержание ме­

таллов в ней являются входными

управляемыми воздействиями

рассматриваемой математической модели объекта.

 

С изменением управляющего воздействия, например плотности

суспензии в разделительном корпусе, изменяется состояние

век­

тора <Х2, характеризующего

качество

легкой

фракции, и выход

лег­

кой фракции уг. Низким значениям плотности будет соответство­ вать малый выход легкой фракции и меньшее содержание ме­ таллов в ней. При увеличении плотности возрастает как выход отвального продукта, так и содержание металлов в легкой фрак­ ции. Вместе с тем одному и тому же значению плотности рабочей жидкости будет соответствовать некоторая совокупность состояний

а 2 и г/г- Это объясняется тем, что состояние рассматриваемых пе­ ременных определяется рядом других параметров, характеризую­ щих реологические свойства рабочей жидкости, минералогический

151


состав, текстурные свойства исходной руды и т. д. Поэтому связи между плотностью рабочей жидкости и выходом, плотностью и содержанием металлов в легкой фракции являются стахостическими, и описать их можно уравнениями математической статн­

ее*

г,о

1,9

iß I7

1.Б

1,5

1,2

>,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

°Л

0,3

0,1

0,1

//о г,

7-7 *

1

\

 

/

 

/

 

 

А

 

//

/

 

-5

 

//'w11 Г8

 

41

 

 

/1ч

 

 

//I I

 

 

///

/1

 

/

 

III

 

 

 

IL

 

 

 

10 20 30

•т.

40 50 60" 70 80 30 уг,%

Рис. III.23. Зависимость между выходом легкой фрак­ ции и содержанием цинка в легкой фракции при раз­

личном

содержании меди

в руде:

/ — 2,47%; 2—1,63%;

3—1,46%;

4 — 1,67%;

5—1,55%; 5 — 2,46%;

 

7 — 2,44%;

8 — 1,29%

 

стики. Эти связи изучают на основе лабораторных и промышлен­ ных экспериментов.

Здесь мы приводим результаты лабораторных опытов, постав­ ленных с целью изучения связей для руд Зыряновского месторож­ дения (рис. 111.23, 111.24, 111.25).

Между исследуемыми переменными не существует причинноследственных связей. Несмотря на то, что увеличению выхода со-

152