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球磨機系統控制的原理
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一、球磨機-旋流器閉路環節自動控制
Ⅰ段磨礦分級環節由Ⅰ段球磨機一水力旋流器組成,是整個磨選工藝流程的入口 ,其工作狀態的好壞對選礦工藝指標、能源消耗以及生產成本的影響至關重要。由于我國選礦行業在綜合配礦方面大都沒有較好的措施,所以造成入磨礦石性質變化頻繁,這樣就給磨礦分級環節的自動控制帶來很大難度,況且影響這一環節的因素很多,所以這一環節成了一種時變的非線性的強耦合的復雜系統。為了充分挖掘磨礦分級作業的內在潛力,尋求高效的有效途徑,對磨礦分級實現自動控制具有十分重要的意義。

二、球磨機-旋流器閉路環節模糊前饋解耦控制
在Ⅰ段球磨機一旋流器組成的閉路環節中,球磨機和旋流器在控制上存在著復雜的耦合關系,因此需要設計解耦控制系統,將球磨機一旋流器閉路環節的控制系統分解成為球磨機控制系統和旋流器控制系統。

前饋補償具有結構簡單,實現容易,效果顯著且應用廣泛的優點。對數學模型無法精確確定的控制對象。模糊控制能夠從現場經驗中提取規則,對被控對象實現準確控制。自校正系統可以對被控對象不斷地進行采樣、對控制效果進行估計、對控制規則和參數進行校正,使整個系統性能趨向完善。

三、Ⅰ段球磨機的給礦自校正模糊控制器設計
由于球磨機磨礦過程的復雜性和參數的時變性及大滯后特性,無法定量地判斷球磨機的工作狀態和礦石的性質,只能定性地或趨勢性地判斷,這種判斷是無法實現球磨機的精確控制的。要發揮球磨機的磨礦效率,就必須對球磨機的球荷球比、球磨機充填率、球磨機磨礦濃度、礦石特性等因素進行充分考慮,才能實現對球磨機的精確控制。

實際生產過程中,反映球磨機磨礦狀況的參數很多。其中主要包括磨音頻譜、球磨機功率、旋流器的沉砂量等。在控制過程中,這些參數作為球磨機模糊控制器的輸入,而模糊控制器的最后輸出是球磨機給礦量和給水量。這些輸出值經處理后作為PID控制器的輸入,PID控制器的輸出,指導系統中的執行機構進行調節。球磨機控制原理見圖2。

球磨機系統控制的原理

球磨機模糊控制的主要自動化儀器有磨音、功率變送器、流量計、濃度計、變頻器、皮帶電子枰等。主要控制思想是保證球磨機入口濃度,球磨機入口主要有給礦量(含水率3%)、給礦水量、旋流器沉砂量3部。前兩者可以直接測量,后者通過旋流器給礦流量計、濃度計,溢流流量計、濃度計間接計算得出,從而完成球磨機濃度控制。

球磨機系統控制的原理

模糊控制規則是人們對被控環節認識的模糊信息的歸納和操作經驗的總結。然而,由于球磨機的工作機理復雜、非線性、高階次、時變性以及隨機干擾等因素,造成模糊規則的粗糙或不完善,就會不同程度的影響控制效果。針對這種情況,設計了球磨機自校正模糊控制器,球磨機自校正模糊控制器的原理見圖4。

球磨機系統控制的原理

模糊控制器經過模糊運算和模糊推理,并根據推理結果,給出一種適合此時球磨機狀況的給礦控制方案。同時自校正模糊控制器通過采樣、估計、校正等處理,使得模糊控制參數和規則在控制過程中自動的調整、修改和完善,從而使系統的控制性能不斷改善,達到最佳的控制效果。

四、旋流器自適應模糊控制
旋流器控制的主要目的是保證其溢流濃度、沉砂濃度及其處理量。旋流器的控制是一個復雜的控制過程,主要體現在3個方面:

①泵池液位、給礦濃度、給礦壓力、給礦組成任一因素發生變化,均會導致旋流器原有控制平衡被破壞;
②給礦濃度、給礦壓力均影響旋流器溢流濃度指標,當溢流濃度指標發生變化時,無論調節給礦濃度還是調節給礦壓力(往往是同時調節),調節幅度均無法精確定義,并且要考慮泵池液位、球磨機負荷的變化;
③由于磨礦生產工藝過程的時變性和不確定性,也導致旋流器各工藝參數的時變性和不確定性。

五、旋流器模糊解耦控制
旋流器控制系統中,泵池補加水的調節會導致旋流器的溢流濃度的變化,同時也會影響泵池液位的變化;給礦壓力的調節會導致旋流器的溢流濃度的變化,同時也會影響泵池液位的變化。由此可見旋流器的給礦壓力和給礦濃度調節是一對耦合的因素,需要對其進行解耦。模糊控制對控制對象不需要精確數學模型,能夠從現場經驗中提取規則,對被控對象實現模糊控制。

模糊解耦控制系統將檢測到的旋流器溢流濃度、給礦濃度、給礦壓力及礦漿池液位的信號作為旋流器模糊控制器輸入,模糊控制器經過模糊運算和模糊推理,并根據推理結果,給出一種適合此時旋流器工作的模糊解耦控制方案。即系統在改變泵池補加水量的同時,通過另外一個模糊算法去改變旋流器的給礦壓力,其作用就是要消除由于補加水量的改變,導致泵池液位的改變。同樣,當調節旋流器給礦壓力的同時,系統通過另一個模糊算法去改變泵池補加水量,其作用就是要消除由于給礦壓力的改變,導致泵池液位的改變。

六、旋流器自校正模糊控制
設計了旋流器自校正模糊控制器,使模糊控制參數和規則在控制過程中可自動的調整、修改和完善,從而使系統的控制性能不斷改善,達到最佳的控制效果。旋流器自校正模糊控制器原理見圖5。

球磨機系統控制的原理

旋流器控制要點主要為液位控制、壓力控制和溢流濃度控制。液位控制由人工設置安全液位。在安全液位范圍內,補加水及頻率均不參與調節液位;

安全范圍外到高低報警之間,變頻器參與控制液位,但是頻率的調節范圍要保證旋流器工作在合理的壓 力范圍內;液位高低報警之外,變頻器優先保證液位進行調頻,發生冒礦時,自動切斷補加水,打空泵時,增加補加水到設定的最大值。壓力控制為在安全液位范圍內優先保證壓力,實行定壓控制;安全范圍外到高低報警之間,保證在旋流器工作在正常工作范圍內;液位高低報警之外,放棄壓力控制,優先液位。溢流濃度控制把球磨機認為是一個進出平衡的黑匣子,設定一個旋流器溢流濃度,通過給礦量、給礦水的檢測值,間接計箅出應該配比補加水的水量的計算值,再根據旋流器溢流濃度計檢測的濃度值,再進行微凋補加水。

安全范圍外到高低報警之間,變頻器參與控制液位,但是頻率的調節范圍要保證旋流器工作在合理的壓力范圍內;液位高低報警之外,變頻器優先保證液位進行調頻,發生冒礦時,自動切斷補加水,打空泵時,增加補加水到設定的最大值。壓力控制為在安全液位范圍內優先保證壓力,實行定壓控制;安全范圍外到高低報警之間,保證在旋流器工作在正常工作范圍內;液位高低報警之外,放棄壓力控制,優先液位。溢流濃度控制把磨機認為是一個進出平衡的黑匣子,設定一個旋流器溢流濃度,通過給礦量、給礦水的檢測值,間接計算出應該配比補加水的水量的計算值,再根據旋流器溢流濃度計檢測的濃度值,再進行微調補加水。
 

六十六肖中特