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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 123

Скачиваний: 0

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

понимать такое значение производительности, при которой при за­ данном значении плотности слива классифицирующего аппарата агрегат находится в режиме «завала». Для этого дополнительно введем уравнение, связывающее допустимую производительность с плотностью слива классификатора. В формализованном виде за­ дача будет иметь вид

Q 7 4 = Q ß 7 4 ^ m a x ;

(III.213)

ax<ht=f{Xh

Xi

Yi,

Y],

XiYi)<a2-

b,

<

T <

b2,

 

Q < Q M „ = / ( 7 ) .

Корректировка полученной статической модели в этом случае осуществляется обычными методами; увеличение точности модели возможно с введением учета динамических свойств объекта [31, 32].

Приведенный в работе [166] способ поиска оптимальных значе­ ний также может быть реализован с помощью машинного алго­ ритма. Машинный алгоритм можно использовать и для рассмот­ ренного в работе [6] метода управления. Однако в случае много­ стадийных процессов, к которым можно отнести обогащение руд, оптимизация работы отдельных технологических переделов не обес­

печивает

оптимального

управления

технологическим процессом

в целом

[36].

 

 

Рассмотрим последовательную технологическую цепь, состоя­

щую из

измельчительного

отделения

и собственно обогатительного

передела, например флотации. Считая флотацию последней сту­ пенью технологического процесса, можно следующим образом сформулировать задачу управления: при любых входных перемен­ ных ХІ выбрать значения управляющих воздействий У, обеспечи­ вающих максимум некоторой выбранной целевой функции F , на­ пример извлечение при выполнении ряда ограничивающих условий. В качестве управляющих воздействий флотационного передела мо­

жно принять

расход

реагентов, уровень пульпы во флотомашинах

и др. Среди

входных

переменных можно выделить неуправляемые

(содержание

металла

в руде,

минералогический состав)

и управ­

ляемые (производительность

Q, крупность ß). Последние,

являясь

выходными параметрами отделения измельчения, при максимиза­ ции функции F можно рассматривать как управляющие воздейст­

вия. Таким образом, управление

отделением измельчения состоит

в поддержании

значений

Q и ß

соответствующими максимуму

функции F . Однако при максимизации функции F одним из из­

вестных методов

можно получить такие значения Q и ß, которые

не соответствуют

реальным

возможностям измельчительного отде­

ления. Действительно, при определенных физико-механических свойствах измельчаемой руды поддержание заданной крупности в сливе классифицирующего аппарата возможно лишь при ограни­ ченной производительности Q < Q Ä O n . Это приводит к необходимо-

172



сти искать управляющие воздействия, обеспечивающие максимиза­ цию функции F, при определенных ограничениях со стороны из­ мельчения. Эти ограничения можно выразить в виде зависимостей

f ( Q w >mß)=0 .

Подобные зависимости для двух крайних случаев измельчитель-

ного агрегата должны быть определены заранее:

 

 

для

 

руды, соответствующей

наилучшим

условиям

измельчае-

мости,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/i(Q«on, Р )=0 ;

 

 

 

для руды, соответствующей наихудшим условиям измельчае­

мое™

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/2(<2доп,

Р) =

о.

 

 

Q l

 

 

 

Вышеуказанные

зависимо­

 

 

 

 

сти делят плоскость

координат

 

 

 

 

на три зоны

(рис. III.32).

 

 

 

 

 

Зона I , лежащая выше кри­

 

 

 

 

вой fi

(QH O n,

ß ) = 0 ,

соответст­

 

 

 

 

вует сочетаниям значений Q и

 

 

 

 

ß, которые никогда не могут

 

 

 

 

быть получены в реальных ус­

 

 

 

 

ловиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зона

I I , лежащая ниже кри­

 

 

 

 

вой [ 2 ( Q Ä o n ,

ß ) = 0 ,

соответст­

 

 

 

ß

вует режимам работы измель-

 

 

 

чительного

агрегата,

 

которые

Рис. III.32. Поиск оптимального режима

можно

 

применять при

любых

 

измельчения

 

типах

руд,

характерных

для

 

 

 

 

данного

месторождения.

между кривыми /і (QROn,

 

 

Зона

I I I , заключенная

 

ß) = 0 и

h(Qnon,

 

ß); = 0, представляет

собой область, в которой

лежат зави­

симости

f (Сдоп, ß ) = 0

для

руд,

занимающих

некоторое

промежу­

точное положение по условиям измельчаемости.

 

 

Учитывая вышесказанное, рассмотрим следующий способ уп­

равления измельчительным

отделением.

 

 

 

Измеряются

возмущающие

воздействия:

содержание

металла

в руде,

отдельные характеристики минералогического

состава (со­

отношение окисленных и сульфидных форм) и др.

С помощью вычислительной машины одним из известных мето­ дов решается задача определения величин управляющих воздейст­ вий (в том числе Q и ß), обеспечивающих максимум целевой функ­ ции управления F. При этом в качестве ограничения со стороны измельчительного отделения рассматривается область режимов, ог­ раниченная осями координат Q и ß и кривой /і (<ЗДОп, ß ) = 0 .

Режим работы измельчительного отделения, определенный в ре­ зультате решения задачи оптимизации, может соответствовать

173


на плоскости координат Q, ß

либо одной из точек зоны /У (напри­

мер, точка Лі), либо одной из

точек зоны / / / (например, А[).

В первом случае режим можно использовать при любых типах руд. Поэтому вычисленные Qi и ßi следует использовать в качестве уставок для местных систем регулирования (система стабилизации подачи исходной руды в мельницу и система стабилизации крупно­ сти на сливе классификатора).

Во втором случае, не имея полной информации о физико-меха­ нических свойствах перерабатываемой руды, нельзя сделать вывод об осуществимости рекомендованного режима. В связи с этим не­ обходимо провести повторное решение задачи оптимизации, исполь­ зуя в качестве ограничения со стороны измельчительного отделе­ ния область режимов, ограниченную осями координат Q и ß и кривой МФдоп, ß ) = 0 , в результате чего будет получен режим, соот­ ветствующий некоторой точке Л2 , принадлежащей зоне // .

Полученные значения Q2 и ß 2 используются в качестве исходных уставок для местных систем автоматического регулирования. Вы­ числяется величина максимизируемой функции F— Fi. Дальнейшие действия предпринимаются с целью изменения режима работы из­ мельчительного агрегата для движения из точки Л 2 в точку А'.'

Этот переход можно осуществить, например, на основе шагового принципа.

Траекторию движения можно определить одним из известных методов. Например, в качестве подобной траектории может быть выбрана кривая, соединяющая некоторые точки, координаты кото­ рых получены в результате максимизации функции F при постоян­

ных значениях производительности Qi=const

или крупности

гото­

вого продукта ßi = const. Здесь Q i < Q , ^ Q 2 ;

ß i ^ ß , - < ß 2 ;

i =

l,

2, . . .

..., п (п — число достаточно малых равных интервалов,

на

которые

разбивается диапазон производительности или крупности готового продукта измельчительного агрегата, лежащих между значениями соответствующих координат точек А\ и Аг). На каждом шаге дви­ жения изменяются задания местным системам автоматического ре­ гулирования измельчительного агрегата.

В зависимости от свойств перерабатываемой руды и состояния измельчительного агрегата кривая fi (<ЗДОп, ß ) = 0 , ограничивающая область возможных режимов, занимает некоторое промежуточное положение в зоне /// . В связи с этим в процессе движения по выб­

ранной траектории

могут возникнуть два случая:

 

 

система

достигает

оптимального режима,

соответствующего

точке А[, и дальнейшее движение

продолжается;

 

 

система

наталкивается на

ограничение

fi ( Q a o n , ß)==0 и должна

быть возвращена

в

точку,

из

которой

произведен

последний

шаг.

 

 

 

 

 

 

 

 

Нарушение ограничения /ч (<Здош ß ) = 0 ,

а следовательно, тенден­

цию к срыву нормального технологического режима

(завалу из­

мельчительного агрегата), можно

обнаружить

по соответствую-

174


т е м у изменению сигнала датчика шума мельницы, датчика потреб­ ляемой мощности двигателя классификатора и т. п.

Аналогичным образом можно выявить при изменении условий

измельчения

отклонение ограничения fi (Qn0n> ß) = 0 в ту или

иную

сторону, что

явится

сигналом

к перемещению системы из

точки

А \ в сторону приближения или удаления от максимума

функции F

по выбранной траектории движения.

 

 

Таким образом,

подобное

управление позволит

выводить и

удерживать измельчительный агрегат в области оптимальных ре­ жимов, обусловленных как состоянием самого агрегата, так и свой­ ствами перерабатываемой руды и обеспечивающих максимум функ­ ции цели.

Для замкнутого цикла измельчения с контрольной классифика­ цией в гидроциклонах рассмотрим более подробно использование алгоритма управления [37].

Алгоритм управления измельчительным агрегатом решает сле­ дующие задачи:

максимизации производительности агрегата; определения коэффициентов регрессионного уравнения, связы­

вающего содержания класса —0,074 мм с плотностью в сливе гидроциклона;

опознавания аварийных ситуаций, вызванных перегрузками аг­ регата, неисправностью оборудования или аппаратуры.

Перечисленные задачи предполагается решать параллельно.

Максимизация производительности агрегата осуществляется

методом поиска экстремума нелинейной зависимости производи­

тельности по исходному питанию от шума, издаваемого

мельницей.

 

Необходимым условием реализации этого способа является на­

личие системы

автоматического

регулирования

производительно­

сти мельницы с коррекцией по шуму.

 

 

 

 

 

 

Операции совершаются в следующем порядке.

 

 

 

 

1. Запись констант и условных

обозначений:

 

 

 

к — шум мельницы,

% шкалы

показывающего

прибора;

 

у — производительность

 

агрегата, т/ч;

 

 

 

 

ту'

— производительность

агрегата

до шага системы по шуму, т/ч;

ту"

— производительность

агрегата

после

шага

системы по шуму,

Ах

т/ч;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— шаг системы регулирования

по шуму, % шкалы показываю­

Ау

щего прибора;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— чувствительность системы регулирования, т/ч;

 

 

At— выдержка

времени

 

на период

переходного процесса

в си­

 

стеме, мин;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

// — порядковый номер

замера мгновенных значений

параметров

 

X и у с интервалом

1 мин;

 

 

 

 

 

 

 

п — число замеров параметров х и у;

 

 

 

 

 

N — порядковый номер

эксперимента

(под экспериментом

пони­

 

мается

цикл

опроса

датчиков,

позволяющий

получить

175