Способ автоматического управления работой измельчительного агрегата замкнутого цикла и система для его осуществления

(56) Авторское с У 1147432, кл, ВАвторское сви В 1036375, кл, В эаа 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ Т 0 Р:0 У СИДЕТПСт(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА И СИСТЕМА ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к управлению работой измельчительного агрегата замкнутого цикла на обогатительных фабриках, может быть использовано в цветной, черной металлургии,промьппленности строительных материалов, химической промьппленности,попроизводству минеральных удобренийи позволяет повысить качество управления. Для достижения этой цели измеряют расход руды в мельницу, водыв классифицирующий аппарат, запасматериала, плотность готового продукта, стабилизируют расход руды в мель"141 ницу, воды в классифицирующий аппа= рат и запас материала. Поиск и поддержание оптимальных уставок для контуров управления запасом материала и плотностью готового продукта осуществляют в зависимости от измельчаемости и крупности руды, поступающей в бункера, и от крупности готового продукта. Момент начала поиска оптимальных уставок определяют в за;висимости от расходов руды в мельнице и в бункера и уровня руды в бункерах, а распределение дробленой руды по отсекам осуществляют в зависимости от измельчаемости и крупности ру, ды, поступающей в бункера. Система содержит конвейер - распределитель1 руды, бункер 2 дробленой руды, конвейер - питатель 3, конвейер - весоизмеритель 4, гидроциклон 5, мельницу 6 шаровую, центробежный насос 7песковой, датчик В расхода руды в мельницу, датчик 9 запаса материала в измельчительном агрегате, датчик10 расхода воды в классифицирующийаппарат, датчик 11 плотности готового продукта, датчик 12 крупностиготового продукта, датчик 13 крупности дробленой руды, датчик 14 измельчаемости дробленой руды, датчик 15расхода руды в бункер, датчик 16уровня в бункере дробленой руды, регулятор 17 расхода руды в мельницу,регулятор 18 запаса материала в иэмельчительном агрегате, регулятор 19расхода воды в классифицирующий аппарат, исполнительный орган 20 регулированчя расхода руды в мельницу, испол"нительный орган 21 регулирования расхода воды в классифицирующий аппарат,исполнительный орган 22 перемещения.тележки конвейера - распределителяруды по отсекам бункера, оптимизатор23 блок 24 контроля качества дробленой руды и готового продукта, вычислительный блок 25.2 с,п,ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к управлению работой иэмельчительного агрегата замкнутого цикла на обогатительных фабриках и может быть использовано в цветной, черной металлургии, пром 1- шленности строительных материалов, ,химической промыпшенности по производству минеральных удобрений и других отраслях, где применяются барабанные 10 мельницы для измельчения сырья.Цель изобретения - повышение каче ства управления.ьНа чертеже показана система управления, реализующая способ автомати ческого управления.Система содержит технологическое оборудование конвейер-распределитель 1 руды по бункерам, бункер 2 дробленой руды, конвейер - питатель 3, конвейер - весоиэмеритель 4, гид. роциклон 5, мельница 6 шаровая, центробежный насос 7 лесковой, а также технические средства автоматизации: датчик 8 расхода руды в мельницу,25 датчик 9 запаса материала в измельчительном агрегате датчик 10 расхода воды в классифидрующий аппарат, датчик 11 плотности готового продукта, датчик 12 крупности готового продукта, датчик 13 крупности дробленой руды, датчик 14 измельчаемости дробленой руды, датчик 15 расхода руды в бункер, датчик 16 уровня в бункере дробленой руды, регулятор 17 расхода руды в мельницу, регулятор 18 запаса материала в иэмельчительном агрегате, регулятор 19 расхода воды в классифицирующий аппарат исполнительный орган 20 регулирования расхода руды в мельницу, испблнительный орган 2 1 регулирования расхода воды в классифицирующий аппарат, исполнительный орган 22 перемещения тележки конвейера - распределителя руды по отсекам бункера, оптимизатор 23, блок 24 контроля качества дробленой руды и готового продукта и вычислительный блок 25.Система автоматического регулирования реализуется на стандартных серийно выпускаемых приборах.з 1411В качестве датчиков расхода дробленой руды могут быть использованыконвейерные весы с встроенным механоэлектрическим преобразователем дат 5чика запаса материала в измельчитель- .ном агрегате - электродинамическийпреобразователь шума мельницы, датчика расхода воды в классифицирующийаппарат - индукционный расходомер,датчика плотности готового продуктарадиоизотопный плотномер, датчиккрупности готового продукта - гранулометр, датчика крупности дробленой руды - ситовой гранулометр, датчика измельчаемости - рентгеноспектральный анализатор вещественногосостава руд, датчика уровня в бункере дробленой руды - ультразвуковойуровнемер, оптимизатора - микроЭВИ,блока контроля качества дробленойруды и готового продукта - ЭВМ рентгеноспектрального анализатора.Сущность способа управления заключается в следующем. 25Выделяются пять режимов работысистемы; 1-режим идентификации руды,поступающей в бункера дробленой руды,по физико - механическим свойствам(измельчаемости, крупности) и распре- З 0деления по отсекам бункера в,соответствии с установленными показателямиизмельчаемости и кр.пности; 11-режимидентификации состояния иэмельчительного агрегата по величине текущегозначения крупности готового продукта;11 Т-режим анализа конкретных ситуацийи определения момента включения поисковой части системы и направлениядвижения к экстремуму 1 У-режим поис 40ка оптимальных уставок системамстабилизации запаса материала в измельчительном агрегате и плотностиготового продукта; У-функционирование в режиме стабилизации на найден 45ных оптимальных уставках до Момента начала нового режима поиска.Режимы 1-111 функционированиясосуществуют постоянно и независимо.один от другого, режима ТЧ и Ч передаются между собой.50Режим Ч характеризуется работойконтуров стабилизации расхода руды,подаваемой в мельницу, стабилизации.расхода воды, подаваемой в классифицирующий аппарат, стабилизации запаса материала в измельчительном агрегате, стабилизации плотности готового продукта,ОЗОКонтур стабилизации расхода рудыучитывает изменения текучести руды,поступающей из бункераконтур стабилизации запаса материала - учитываетколебания прочностных характеристикруды в пределах данного сорта по измельчаемости и крупности, контурстабилизации расхода воды учитываетколебания давления воды в магистрали,контур стабилизации плотности стабилизирует крупность граничного зернав классифицирующем аппарате,При работе системы эпизодическивозникает необходимость поиска новыхоптимальных уставок ведущим контуромстабилизации. Эта необходимость возникает всякий раз, когда либоизменяют качественные показатели исходногопитания мельницы (крупность, измельчаемость руды, поступающей в бункеры), либо эксплуатационные характери"стики иэмельчительного агрегата (внутренний объем мельницы, шаровая нагрузка , насадки гидроциклона, работа насоса и т д )В режиме 1 Ч найденные оптимизатором 23 оптимальные уставки выдают. -ся как задания в контура стабилизации запаса и плотности, Выходной координатой системы экстремального уп-,равления является информация датчика8 расхода руды.Выделение Т - го, Т 1 - го и Ш -горежимов в системе управления позволяет упорядочить поиск, привязав егоначало к конкретным производственнымситуациям, снизить потери на поиски уменьшить колебания выходных количественных и качественных показателей,В резюме 1 система анализирует текущие измельчаемость и крупность дробленой руды и в соответствии с этими показателями и текущей загрузкой бункера распределяет руду по отсекам. Идеальным считается такое распределение руды по отсекам, при котором каждая секция (блок секций) измельчения работает постоянно на "своей" руде. При этом гарантируется стабильная работа секций измельчения при максимальных качественно - количественных показателях на протяжении достаточно длительного времени, При загрузке соответствующей секции бункера соблюдается следующее правило подачи в, нее руды (в порядке убывания приоритетов): руда данной из 1433030 6мельчаемости и данной крупности; руда данной измельчаемости но другой (близкой) крупности; руда близкой измельчаемости и данной крупности, руда близкой измельчаемости и другой (близкой) крупности и т.д,Идентификация руды по сортам осуществляется блоком 17 контроля качества ,дробленой руды и готового продукта :с использованием информации датчиков крупности 6 и измельчаемости 7 дробленой руды, в качестве показате ля измельчаемости используется отношение содержания минерала наиболее ,упорного к .измельчению, содержание которого в руде определяет ее прочностные характеристики, к сумме содержаний всех основных рудообразующих минералов. Для апатито - нефели.Мовой руды, например, такими минералами являются нефелин и сумма нефелина, апатита и эгирина. Информация о результатах идентификации из блока 24 поступает в блок 25,После идентификации руды осуществляется ее распределение по командам вьгчислительного блока 25, поступающим на исполнительный орган 22 перемещекя тележки конвейера - распределителя, При этом распределение руды производится по вышеизложенному правилу приоритетов и с учетом нраЬилорающ заполнения бункера (информая датчика 16 уровня руды в бункере) атчик 16 должен бьггь установлен и еремещаться вместе,с тележкой конейера - распределителя.При всякой смене сорта руды позмельчаемости и крупности в отсеках данного измельчительного агрегата Следует осуществлять поиск новых Оптимальных уставок для систем стабилизации. Правила перехода в режим поиска в э"гом случае регламентируютея. режимом Ш анализа конкретных ситуаций.Режим Ш осуществляется по команде вычислительного блока 25 с учетом информации о Факте смены сорта руды (блок 24) и расчетного момента поступления новой руды в данный измельЧительный агрегат. Момент перехода измельчительного агрегата на переработку новой руды может быть вычислен с использованием информации о текущем заполнении отсека бункера (датчик 16), расходов руды, поступаю" шей в отсек бункера. (датчик 17) и поступающей в мельницу (датчик 9) сучетом транспортного и емкостногозапаздываний в объекте.Направление поиска определяетсяпо.правилуф при переходе с трудноизмельчаемой и/или крупной руды налегчеизмельчаемую и/или мелкую рудуоптимизатор делает поисковые шаги внаправлении увеличения запаса и умень-шекия плотности и наоборот.В компромиссных случаях, например при поступлении легчеизмельчаемой, но более крупной руды и др.,оптимизатор всегда начинает поиск спробного шага в направлении увеличения запаса.Необходимость поиска новых оптимальных уставок может выявиться также в результате эксплуатационных изменений в агрегате. Например, в результате износа Футеровки внутреннийобъем мельницы возрастает, производительность агрегата может бьггь увеличина, для чего задание контуру стабилизации запаса материала в агрегате следует откорректировать в сторону увеличения. Аналогично следует поступатьпосле очередной подгрузки шаров вмельницу,1(омплексным параметром, которыйучитывает любые изменения технологического и эксплуатационного характера в измельчительном агрегате, является крупность готового продукта. Врассмотренном примере с увеличениемобъема барабана и объема шаровойнагрузки крупность готового продуктаувеличивается.Режим 11 осуществляется в том случае, если. при работе в условиях поступления руды заданного качества ипри заданной плотности готового продукта происходит изменение крупности,что является следствием одного из изменений эксплуатационного характерав агрегате (изменение внутреннегообъема мельницы, шаровой нагрузки,режима классификации и т.д.). В этомслучае соответствующая информация сдатчика 12 крупности готового продукта поступает в блок 24 контроля качества дробленой руды и готового продукта, который через вычислительныйблок 25 воздействует на оптимизатор23. При этом система начинает поискновых оптимальных уставок контурампо следукццему правилу: при уменьшепии крупности готового продукта уве 1411030 8личивают запас материала в агрегатеи уменьшают плотность готового продукта и наоборот.П р и м е р 1. Необходимо отыска 5ние новых оптимальных уставок контурам стабилизации по поводу измененияфизико-механических свойств исходного питания мельниц, о чем поступилсвоевременный сигнал с блока 24 контроля качества дробленой руды и готового продукта. Требуется определитьмомент включения поисковой частисистемы управления,Исходные данные для расчета:емкость секции бункера на один измельчительный агрегат Чи= ;800 т/ч;средняя скорость подачи руды в бункерЯ р = 1000 т/ч; средняя скоростьразгрузки руды из бункера Цра,гг = 20= 200 т/ч; запас руды в бункере кмоменту начала подачи в нее руды1= 1200 т (25% объема бункера) .7 заносится заранее в вычислиисктельный блок 25, а инФормация о 25загрказ и 7 аотбирается блоком25 соответственно с датчиков 15, 8и 16,Время, через которое новая рудаМачинает поступать в измельчительный аг регат, определяется по формуле иск ц) Йьагр за азгиск 7 ьо ьгде гагр раъгр- время С необЯ Уходимое для догрузки бункерадо верху,(" )О,г - количество ру- разгг ды, которое загружено за вре" мя С в бункер,1Поскольку в числителе имеют фактический остаток "старой" руды в бункере по истечении времени й , то разделив его на скорость разгрузки (зна менатель), получают искомый результат. Для нашего примера он равен й = 1,5 ч,Следовательно, через 1,5 ч в агрегат начинает поступать "новая" руда.Через 1,5 ч после смены сорта руды следует включить оптимизатор и осуществить поиск новых оптимальных уставок контурам стабилизации. Это время можно уточнить, добавив,к нему время транспортного и емкостного запаздываний.Реакция системы следующая; послепоступления в блок 25 информации изблока 24 о смене сорта руды оптимизатор включается в поиск через времязадержки за 4+Реакцияблока 25 на сообщение из блока 24 обизменении крупности готового продукта должна быть мгновенной,Диапазон колебаний показателя измельчаемости составляет 0,5 - 0,7 дляапатито - нефелиновых руд, что составляет +20% относительных, а по крупнос"ти от 3% + 25 мм до 7% + 25 мм. Значимыми отклонениями (при которых происходит включение оптимизатора) следуетпринять: по измельчаемости +5% относительных; по крупности +2% ++ 25 мм абсолютных.П р и м е р2. Дробленая руда вотсеках бункера рассматриваемой секции измельчения соответствует следующим показателям: иэмельчаемость100%; + крупность 5% + 25 мм.В данных отсеки начинает загружаться рудаиэмельчаемостью 95%и крупностью 5% + 25 мм. Следует определить направление движения к экстремуму в момент включения оптимизатора (определяется по правилам, описанным в примере 1),В соответствии с заданными условиями в измельчительный агрегат начинает поступать менее твердая руда(измельчаемость на 5% ниже, чем упрежней руды). Производительностьагрегата может быть повьппена путемувеличения задания контуру стабилиза -ции запаса материала в агрегате, Поскольку при этом возрастает производительность агрегата по готовомупродукту, то для удержания крупностиграничного зерна на заданном уровнеследует одновременно уменьшить задание контуру стабилизации плотности.Описанные процедуры производятся посигналу блока 24 контроля качествапутем включения оптимизатора 23через время задержки йз д , определяемое вычислительным блоком 25,Конкретные величины коррекций уставок контурам стабилизации определяются оптимизатором 25 и зависят отдинамических и статических свойствобъекта управления.П р и м е р 3. В условиях примера2 при неизменной иэмельчаемости (95%)11030 Омассовых потоков, поступающих в обогащение, и на 257 повысить качествопомола,10 15 20 25 30 35 40 45 БО 55 914 изменяется (уменьшается) крупность дробленой руды в загрузке бункеров до 37. + 25 мм. Поскольку идет более мелкая руда и агрегат в состоянии переработать большее ее количество, реакция системы аналогична той, которая наблюдается в примере 2.Пример 4.Из условий примера 3, т,е, измельчаемости 957. и крупности 37. + 25 мм, переходят кизмельчаемости 100 7, икрупности 57. + 25 мм.Условия измельчения ухудшаются как в отношении измельчаемости, так и крупности исходного питания. Система реагирует на это следующим образомф происходит уменьшение задания контуру стабилизации запаса и адекват ное увеличение задания контуру стабилизации плотности.Далее система переходит в режим стабилизации до момента следующей смены уставок,.потребной либо в силу изменения Физико-механических свойств исходного питания, либо технологических и эксплуатационных характеристик самого измельчительного агрегата.Оптимизатор 23 выполнен на базе терминального .вычислительного комплекса типа СМ 1634.04, датчик 13 контроля крупности дробленой руды - на базе гранулометра, выдающего ин-, формацию с дискретностью 5-8 мин. Датчик 12 контроля крупности готово го продукта типа "МикронБ". Датчик 14 измельчаемости и блок 24 контроля качества руды выполнены на приборах типа АБОФс рентгеноспектральным 1анализом проб руды. Вычислительный блок 25 выполняет функцию расчетов времени включения оптимизатора и поиска новых оптимальных уставок по приведенной формуле.Введение режимов 1 " 111 в работу системы снижает до минимума дисперсию качественных характеристик исход" ного питания, уменьшает потери на поиск (оптимизатор почти всегда включается сразу в нужном направлении), уменьшает общее количество поисковых воздействий, что приводит к уменьшению диспеРсии качественно-количеф. ственных показателей в готовом продукте.1Данная система автоматического управления позволит не менее чем на 257 уменьшить дисперсию объемно -Формула из об ретения 1. Способ автоматического управления работой измельчительного агрегата замкнутого цикла, включающий измерение расходов руды в мельницу, запаса материала в измельчительном агрегате, плотности готового продукта, стабилизацию расхода руды в мельницу, изменение расхода воды в классифицирующий аппарат, стабилизацию запаса материала в измельчительном агрегате, поиск и поддержание оптимальных уставок для контуров управления запасом материала в измельчительном агрегате и плотностью готового продукта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества управления, измеряют измельчаемость, расход и крупность руды, поступающей в бункера дробленой руды, уровеньруды в бункерах дробленой руды, расход воды в классифицирующий аппарат и крупность готового продукта измельчительного агрегата, распределяют дробленую руду по отсекам бункеров и определяют моменты начала поиска оптимальных уставок для контуров управления запасом материала в измельчительном агрегате и плотностью готового продукта, причем изменение расхода воды в классифицирующий аппарат осуществляют в зависимости от расхода воды в классифицирующий аппарат и плотности готового продукта, поиск и поддержание оптимальных уставок для контуров управления запасом материала в измельчительном агрегате и плотностью готового продукта осуществляют в зависиМости от отклонения текущих значений измельчаемости и крупности руды, поступающей в бункера дробленой руды, от значений измельчаемости и крупности руды, находящейся в бункерах, и от отклонения крупности готового продукта измельчительного агрегата, момент начала поиска оптимальных уставок осуществляют в зависимости от расходов руды в мельницу и в бункера, и уровня руды в бункерах, распределение дробленой руды по отсекам бункеров осуществляют в зависимости от измельчаемости и крупности руды, поступающей в бункера дробленой руды..Редактор П.Гереши Заказ 3500/9 Тираж 583ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 11142. Система автоматического управления работой измельчительного агрегата замкнутого цикла, содержащая датчики расхода руды .в.мельницу, плотности готового продукта и запаса материала в измельчительном агрегате, регуляторы расхода руды в мельницу и запаса материала в измельчительном агрегате, исполнительные органы регулирования расхода руды в мельницу, воды в классифицирующий аппарат и оптимизатор, причем первый выход датчика расхода руды в мельницу и выхода датчиков запаса материала в измельчительном агрегате подключены на первые входы соответствующих регуляторов, выход регулятора расхода руды подключен на исполнительный орган регулирования расхода руды в мельницу, на первый вход оптимизатора подключен второй выход датчика расхода руды в мельницу, первый выход оптимизатора подключен к второму входу регулятора запаса материала в измельчительном агрегате, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что, с целью повышения качества управления, она снабжена датчикамиизмельчаемости и крупности дробленой руды, расхода руды в бункере дробленой руды уровня руды в бункерах дробленой руды, расхода воды в классифицирующий аппарат, крупнос 1103012ти готового продукта, регуляторомрасхода воды в классифицирующий аппарат, блоком контроля качества дробленой руды и готового продукта, вычислительным блоком, исполнительныморганом перемещения тележки конвейера - распределителя руды по отсекамбункеров, причем выходы датчиков нз мельчаемости, крупности дробленойруды, крупности готового продуктаподключены к соответствуняцим входамблока контроля качества дробленойруды и готового продукта, выход которого подключен к первому входу вычисгулительного блока, на второй, третийи четвертый входы которого подключены соответственно выходы датчиковрасхода руды в бункера дробленой 20 руды, уровня руды в бункерах и тре 1тий выход датчика расхода руды, первый выход вычислительного блока подключен к исполнительному органу перемещения тележки конвейера - распределителя руды по отсекам бункеров,второй - на второй вход оптимизатора,датчики расхода воды в классифицирующий аппарат и плотности готового проЗ 0 дукта, а также второй выход оптимизатора подключены на соответствующие входы регулятора расхода воды в классифицирующий аппарат.