Файл: Автоматизация обогатительных фабрик..pdf

нается. Затем вычисляется следу­ ющая разность Q2—Q1 = A 2.

Если в момент включения знак А положительный, исполнитель­ ный механизм вращается в ту же сторону. Если знак А меняется на обратный, что соответствует переходу через экстремум, то происхо­ дит реверс исполнительного механизма. В дальнейшем система со­ вершает колебания, или пробные шаги, около точки экстремума, поддерживая плотность пульпы в мельнице оптимальной. При из­ менении качества исходной руды и условий измельчения регулятор автоматически находит и поддерживает другую, соответствующую данным условиям оптимальную плотность пульпы в мельнице.

Адаптивная оптимизация процесса флотации. Одной из важней­ ших задач адаптивной оптимизации флотационного процесса яв­ ляется реализация алгоритмов коррекции уравнений связи по дан­ ным текущей информации о параметрах и показателях процесса. Один из таких алгоритмов, проверенный в условиях Лениногорской обогатительной фабрики, описан в работе [123]. Алгоритм исполь­ зовался для уточнения уравнений содержания цинка в концентрате и хвостах флотации. В ходе эксперимента сравнивались значения содержаний, вычисленные по модели и полученные в результате усреднения данных восьми двухчасовых проб. Полученные откло­ нения использовались для корректировки коэффициентов уравне­ ний. Значения входных параметров измеряли через каждые 2 ч. Эти значения вводили в машину и вычисляли прогнозируемые зна­ чения показателей процесса.

Результаты коррекции одного из уравнений и точность прогно­ зирования иллюстрирует рис. 156.

Таким образом, проведена экспериментальная работа, имитирую­ щая по существу одну из важнейших функций контура адаптации самонастраивающейся системы — функцию идентификации модели. Значение работы состоит в том, что она практически подтвердила

возможность получения в промышленных условиях адекватных мо­ делей флотации, пригодных для оперативного управления про­ цессом.

Северо-Кавказским филиалом ВНИКИ «Цветметавтоматика» раз­ работана и испытана в условиях Алмалыкской свинцовой обогати­ тельной фабрики адаптивная система управления процессом меж­ цикловой коллективной флотации [146]. Блок-схема системы пред­ ставлена на рис. 157.

Основной контур системы состоит из основного управляющего устройства YYo и локальных систем автоматического регулирова­ ния САР Х г, САР Х 2 и САР Х 3. Этот контур представляет разомк­ нутую автоматическую систему стабилизации удельных расходов медного купороса Х г и ксантогената Х 2в первую и Х 3в шестую камеры двух ниток флотационных машин. Основной контур осуществляет регулирование расхода реагентов по расходу твердого Q.

Контур адаптации состоит из управляющего устройства адапта­ ции YYa и объекта управления. Этот контур представляет замкну­ тую систему автоматического регулирования параметров основного управляющего контура. Контур адаптации осуществляет автомати­ ческое изменение значений удельных расходов реагентов в зависи­ мости от изменения контролируемых возмущений а, p_ 0i074 и у и отклонения выходного показателя процесса {5 от заданного значе­ ния Р3. а — содержание свинца в исходном питании межцикловой

3,0

о

N

Рис. 156. Результаты коррекции уравнения связи процесса флотации:

1 — данные экспресс-анализа; 2 —предсказания до коррекции; 3 — предсказания после коррекции

260

ного расхода каждого из них. На выходе процесса получают кон­ центрат с определенным содержанием в нем свинца. Целью управ­ ления является поддержание заданного значения рз, вводимого в «Аиалог-1» вручную или автоматически. При изменении контро­ лируемых возмущений а, p_0i 074 и у и неконтролируемых возмуще­

ний и помех, показанных на рис. 157 вектором Z, контур адапта­ ции изменяет параметры основного контура системы в направлении, обеспечивающем равенство значений (3 и рз. С этой целью устрой­ ство адаптации снабжено статической моделью, отражающей зави­ симость

Р 0Т G> Р-0. 074» V, Х 2 и Х а.

Перед началом проведения промышленных испытаний системы было проведено опробование межцикловой флотации. В период опробования дозирование реагентов осуществлялось флотатором дистанционно, со щита управления и по визуальной оценке про­ цесса. Обработка результатов контроля основных параметров фло­ тации позволила получить следующее уравнение регрессии:

Это уравнение было введено в управляющее устройство адаптации и затем реализовано при управлении процессом по разработанному алгоритму стабилизации (3. Во время испытаний системы параметры процесса, не вошедшие в уравнение регрессии, например: уровень пульпы во флотационных машинах, концентрация флотационных реагентов, поддерживались постоянными.

В качестве критериев оценки эффективности работы системы управления рассматривались среднее значение р, отклонение р от

261.

(З3, среднеквадратическое отклонение о значений (1 от (5 и коэффи­

циент вариации F=cr/(3 100%. Результаты управления с помощью адаптивной автоматической системы и дистанционного управления процессом при отключенном управляющем устройстве «Аналог-1» приведены в табл. 34.

Из табл. 34 видно, что цель автоматического управления — стаби­ лизация значений р на заданном уровне |53 — достигнута удовлет­ ворительноДействительно, коэффициент вариации V при дистан­ ционном управлении процессом составил 34,3%, а при управлении с помощью адаптивной системы 6 , 6 и 18,1% соответственно при переработке бедной руды и нижнего уровня стабилизации (3 и при переработке более богатой руды и верхнего уровня стабилиза­ ции р. Заметим, что уровень стабилизации не может назначаться произвольно. Его значения зависят от качества исходного сырья и других параметров. Кроме того, при комплексной автоматизации флотационного передела значения выходных показателей отдель­ ных операций, очевидно, должны назначаться из условий достиже­ ния глобального оптимума, т. е. они должны отвечать требованиям оптимизации работы фабрики в целом.

Рассмотренная система является аналитической самонастраи­ вающейся адаптивной системой стабилизации с моделью стохасти­ ческой структуры. В ней реализован простейший случай, когда уравнение объекта известно и неизменно, а причиной самонастройки является изменение внешних условий работы системы [142]. В на­ шем случае цепь самонастройки на заданное значение рз осущест­ вляется в виде замкнутой через объект системы компенсации, изме­ няющей настройку основной системы автоматического управления

вфункции внешних воздействий.

4.Автоматизированные системы управления технологическими процессами на обогатительных фабриках

Завершающим этапом автоматизации обогатительных фабрик яв­ ляется создание автоматизированных систем управления технологи­ ческими процессами обогащения АСУТП.

Задачей АСУТП является осуществление управления производ­ ственными и технологическими процессами на фабрике [135].

262

Системы управления строятся по иерархическому принципу: фабрика—цех—отдельный технологический процесс — система ав­

томатического регулирования отдельного технологического пара­ метра.

Иерархическая структура может быть двух- и трехзвенной. Бо­ лее широкое применение найдет, очевидно, трехзвенная структура. Однако на небольших обогатительных фабриках может использо­ ваться и двухзвенная структура.

Верхний уровень управления представляется центральным дис­ петчерским пунктом ЦДП и центральной управляющей вычисли­ тельной машиной УВМ, которая должна решать общие задачи по управлению и оптимизации работы фабрики. В ЦДП сосредоточи­ вается основной объем информации, которая должна стекаться со всех низших уровней управления.

На каждом производственном переделе, представляющем сред­ нюю ступень иерархии, оборудуется операторский пункт для управ­ ления соответствующим технологическим процессом и обмена не­ обходимой информацией с центральной УВМ.

В определенных случаях операторские пункты могут оснащаться цеховыми УВМ — машинами малой мощности или специализиро­ ванными управляющими устройствами. При наличии цеховых УВМ центральная УВМ осуществляет по отношению к ним координирую­ щие диспетчерские функции.

Применение УВМ на двух иерархических уровнях является наи­ более целесообразным. Во-первых, при этом удается «развязать» центральную УВМ для решения целого ряда задач, связанных не только с оперативным управлением процессом, но и с долгосроч­ ным планированием, исследованиями и т. д. Во-вторых, значи­ тельно повышается надежность работы АСУТП в целом, так как выход из строя центральной УВМ или любого другого звена не при­ водит к потере управления всем производством.

На нижней ступени иерархии находятся местные щиты управ­ ления и системы автоматического контроля и регулирования пара­ метров технологического процесса.

Потоки информации, поступающие на соответствующие иерархи­ ческие уровни, должны быть радиально-коническими, т. е. инфор­ мационные потоки количественно сокращаются при переходе от ниж­ ней ступени иерархии к высшей. В то же время недопустимы по­ тери информации, необходимой для осуществления управления на каждом иерархическом уровне.

При решении задач и формировании информационных массивов должно использоваться минимально необходимое количество инфор­ мации с осуществлением интегральной обработки данных. Задачи управления в системе должны решаться комплексно, основываясь на единой информационной базе. Приоритетность решения задач управления технологическими процессами, частота и порядок их решения определяются характером технологического процесса. Авттоматизированная система управления фабрикой включает ряд

263