Файл: Автоматизация обогатительных фабрик..pdf

нений связи процесса флотации, исследованного В. А. Мякише-

вым [123].

Проверка этого алгоритма непрерывной коррекции уравнений связи процесса флотации осуществлялось на фабрике Лениногорского полиметаллического комбината. Уточнялись уравнения со­ держания цинка в концентрате и хвостах. Эксперимент вели в тече­ ние 3 месяцев. Через каждые 2 ч замеряли значения параметров, вводили их в машину и вычисляли прогнозируемое значение соде­ ржаний. Для коррекции брали отклонения между данными экспрессанализа и данными, вычисленными машиной.

Средние отклонения от данных экспресс-анализа составили по пенному продукту до коррекции 1,7%, после — 0 ,1 %; по камерному продукту до коррекции 0,65%, после — 0,05%.

Итеративные процедуры используются не только для прогнози­ рования значений параметров флотации, но и для непосредственного управления процессом. В последнем случае корректирование упра­ вляющих моделей может производиться по данным выборочного статистического анализа. На первом этапе внедрения устройств типа «Советчик флотатора» периодическое корректирование уравне­ ний целесообразно выполнять в ближайшем вычислительном центре. Отработка простейших алгоритмов с помощью «Советчика флота­ тора» позволит перейти к управлению флотацией на базе средств вычислительной техники с применением более сложных алгоритмов.

к классу одномерных алгоритмов, поскольку управляющие воздей­ ствия здесь представлены в виде функции одного возмущающего параметра. В качестве возмущения выбирают один из наиболее значимых контролируемых параметров процесса, например, содер­ жание флотируемого металла в исходном питании. Для получения математического описания оптимальной области флотационного процесса производят выборочный регрессионный анализ данных опробования процесса. Из общего массива данных выбирают те ком­ бинации значений возмущения и управляющих параметров, которым отвечают лучшие, в смысле принятого критерия оптимизации, зна­ чения показателей технологического процесса. Затем методом наи­ меньших квадратов получают систему уравнений:

В качестве регулируемых параметров принимают удельные расходы флотационных реагентов или остаточные концентрации реагентов в жидкой фазе флотационной пульпы.

221

Таким образом, зная величину параметра а, вычисляют значения регулируемых параметров.

На Мизурской обогатительной фабрике исследовали процесс цинковой флотации. В качестве возмущения рассматривали суммар­ ное содержание а (%) цинка и железа в руде.

Была получена следующая система уравнений [127]:

X L= 6 , 8 + 0,4а - 0,002а2,

Х ,= 2,7 + 3,9а,

Ад = 3 0 + 7,5 ехр { — (0,6а — 4,7)2},

Х 4 = 435 -1 9 ,3 ) (а — 9)2,

где X г — pH пульпы; Х 3, Х 3, X , соответственно удельный расход вспенивателя, ксантогената, медного купороса, г/т.

Аналогичные системы уравнений получены при исследовании флотации руд Тырныаузского и Алтын-Топканского месторожде­ ний.

При исследовании основной свинцовой флотации на обогатитель­ ной фабрике комбината «Сихали» в качестве одного из регулируемых параметров рассматривали остаточную концентрацию ксантогената в жидкой фазе пульпы

Автоматическое управление процессом флотации с применением вычислительного и управляющего устройства «Флотатор-2» по раз­ работанным алгоритмам позволило на ряде обогатительных фаб­ рик улучшить качественные показатели процесса вследствие при­ ближения условий его протекания к оптимальным.

К регуляторам САР расхода, реагентов по тоннажу пе­ рерабатываемой. руды

К регуляторам САР расхода реагентов по тоннажу пе­ рерабатываемой руды с кор­ рекцией по содержанию В ней ценного компонента,

К регуляторам САР остаточ­ ной концентрации ерлоторе­ агентов, pH пульпы и .дру­ гих параметров 'г

Рис. 128. Структурная схема вычислительного и управляющего устройства «Флотатор-2»

222

1 ) в зависимости от количества перерабатываемого сырья

F = qQ,

продукту нашло широкое распространение на обогатительных фаб­ риках, поскольку оно решает одну из простейших задач автомати­

2 ) в зависимости от количества и качества перерабатываемого сырья

F = q(a)Q,

где q (а) — удельный расход реагента, зависящий от величины а. Переменная величина удельного расхода является одним из регули­ руемых параметров, входящих в систему уравнений (25);

3) в зависимости от качества перерабатываемого сырья и кон­ центрации реагента в жидкой фазе флотационной пульпы. При таком управлении концентрация реагента С (а) определяется величиной параметра а. Наличие датчиков остаточной концентрации реаген­ тов, pH-метров, делает целесообразным построение замкнутых си­ стем регулирования, реализующих этот принцип управления. Пере­ менная величина концентрации С (а) является одним из регулируе­ мых параметров, входящих в систему уравнений (25).

Внешний вид управляющего устройства «Флотатор-2» показан на рис. 129. На лицевой панели устройства размещены показыва­ ющие приборы вычисленных значений регулируемых параметров. Если объект не оснащен системой автоматического регулирования этих параметров, устройство может быть использовано для работы в режиме «Советчик флотатора».

Вычислительное и управляющее устройство «Аналог-1» . Устрой­

п измеряемых параметров процесса флотации имеется т регулируе­ мых и п — т нерегулируемых параметров. При этом качество ве­ дения процесса оценивается с помощью критерия Е, являющегося функцией указанных параметров. Используя, например, метод выборочного регрессионного анализа, можно получить уравнение

тп

Е = К0-f 2 K-iXi -f- 2 Х / Х 1 i ^ m; /n -f 1 ^ / sg ?г,

i=l j=m+1

где X, и Xj — значения регулируемых и нерегулируемых параметров; К0, К Kj — коэффициенты регрессии.

224

Пусть задачей управления процессом является поддержание значений критерия Е ^ Е0.

Если регулируемые и нерегулируемые параметры имеют средние

6 = £ К , ( Х , 0 - Х , )

j-m + l

может оказаться как положительной, так и отрицательной.

Если разность отрицательна (б < 0), то достаточно стабилизиро­ вать регулируемые параметры на уровне Х г = X f0, чтобы, например,

ЕЕ0.

Если же б 0, то можно в области допустимых значений регу­ лируемых параметров найти такие значения, не равные средним (X,- Ф X i0) при которых бы Е = Е0. Согласно описываемому алго­ ритму управления в этом случае величину б распределяют между произведениями KtX i0 пропорционально абсолютной величине каждого произведения |Х £Х /0|. При этом каждый из регулируемых параметров получит необходимое приращение, знак которого обу­ словлен знаком соответствующего коэффициента Kt. Таким образом, если б > 0, то для выполнения Е = Е0 приращения к средним зна­ чениям регулируемых параметров определяют по формуле

71

Заметим, что описанный алгоритм обладает весьма важным поло­ жительным свойством, позволяющим значительно упростить вычи­ сление каждого приращения ДХ£- для данной разности б. Суть его в том, что абсолютная величина отношения приращения любого регулируемого параметра к среднему значению этого параметра

Указанное свойство позволяет значительно упростить и струк­ туру вычислительного устройства, так как относительное изменение, вычисленное для одного из регулируемых параметров, принимается для всех Х £ параметров.

Рис. 131. Структурная схема вычислительного п управляющего устройства «Аиалог-1»

н возможность достижения заданных показателей процесса при из­

собрано на основе элементов аналоговой вычислительной техники, разработанных и выпускаемых ВНИКИ «Цветметавтоматика». Оно состоит нз следующих основных блоков (рис. 130): стабилизирован­ ного выпрямителя 1 типа ВС-2, генератора прямоугольных напря­ жений 2 типа ГИ2, двух операционных усилителей 3 и 4 типа У02, работающих в режиме масштабного усиления и алгебраического суммирования входных сигналов, двух перемножающих устройств 5 и 6 типа МД4; блоков 7 , 8 , 9 и 10 преобразования, усиления и раз­ множения сигналов и блока 11 входных сопротивлений, оформлен­ ного в виде наборной панели устройства.

На вход устройства поступают сигналы U ■,от датчиков нерегу­ лируемых параметров флотации (рис. 131), а также сигнал UE обрат­ ной связи по целевой функции процесса. Вместе с некоторым постоян­ ным напряжением U0J, определяющим уровень стабилизации пара­ метра Е, указанные сиг­

Для формирования сигнала UqUq, пропорционального расходу флотационных реагентов, на вход множительного устройства под­ ключены выход операционного усилителя и датчик количества пере­ рабатываемой руды. Полученный сигнал постоянного тока в блоке П2 преобразуется в переменный, усиливается по мощности и размно­ жается по числу дозируемых флотационных реагентов. Одни нз вы­ ходных сигналов операционных усилителей не перемножается с си­ гналом расхода руды и служит для регулирования таких пара­ метров, как pH пульпы, остаточная концентрация флотореагентов и др.

Для формирования сигнала U'qUq, пропорционального регулируе­ мым параметрам, у которых коэффициенты регрессии имеют проти­ воположный знак, служит второй операционный усилитель. На вход его подаются выходное напряжение первого операционного усили­ теля и некоторое постоянное напряжение U02. Дальнейшее прохо­ ждение выходных сигналов усилителя аналогично вышеописанному.

Таким образом, комбинированная система управления процессом флотации включает аналоговое вычислительное устройство АВУ (рис. 132) и локальные системы автоматического регулирования отдельных параметров флотации. Каждая САР охвачена жесткой обратной связью по параметру регулирования Х[. Система управле­ ния охвачена жесткой обратной связью по параметру управления Е.

Вычислительное и управляющее устройство «Аналог-2» . Устрой­ ство разработано Северо-Кавказским филиалом ВНИКИ «Цветметавтоматика». Оно выпускается его опытным предприятием.

«Аналог-2», как и «Советчик флотатора», служит для вычисления оптимальных значений регулируемых параметров по известным уравнениям связи их с нерегулируемыми параметрами технологи­ ческого процесса.

Устройство собрано из тех же блоков, что и «Аналог-1», но содер­ жит четыре операционных усилителя и два множительно-делитель­ ных устройства. В каждом вычислительном блоке могут производиться расчеты по независимым уравнениям. При необходимости входные и выходные сигналы блоков коммутируются для вычисления слож­ ных математических функций.

Ниже дана техническая характеристика устройства «Аналог-2».

В 1972 г. устройство «Аналог-2» прошло промышленные испыта­ ния и работает в системе автоматизации процессов пропарки и се­ лективной флотации медно-никелевых концентратов на Нориль­ ской обогатительной фабрике [126].

22 8