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
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- |
да2і |
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,^б
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