Система автоматического контроля параметров цикла измельчения Советский патент 1987 года по МПК B02C25/00 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

На чертеже представлена структурная схема системы.

Система содержит датчики 1-3 расхода руды и воды в мельницу и в классификатор, выходы которых соединены с входом вычислительного блока 4, датчик 5 давления масла в подшипниках цапфы мельницы и устройство 6 измерения содержания готового класса в сливе классификатора, выходы которых соединены с входом вычислительного блока 4. Выход блока 4 соединен с входом блока 7 управления. Выход блока 7 соединен с задающими входами блока 8 стабилизации загрузки мельницы рудой, блока 9 стабилизации расхода воды в мельницу, блока 10 стабилизации плотности на сливе классификатора. Б качестве датчика расхода руды используются электронно-гидравлические весы. Датчиком расхода воды являются диафрагмы в комплекте с дифманометрами. Датчиком давления масла является манометр, а для контроля содержания готового класса в сливе классификатора - седимен- тационный гранулометр. Для стабилизации загрузки мельницы рудой, расходов воды в мельницу и в классификатор используются типовые локальные системы. Блоки 4 и 7 реализованььс использованием микро-ЭВМ.

Вычислительный блок описывается выражением

X{k+l) A-X(k)+ B.u(k); FV-(k) + + k(k -f 1) Y(k+J) - C-AX(k)- -GBu(k)-CFV(k)l,(i;

10

15

P(k) P(k)-k(k)-C(k) P(k). (4)

Начальные условия P(ko)P(ko) - матр ица ковариации начального вектора X(ko).

Блок 7 по сигналу с выхода блока 4 рассчитывает новые значения заданий локальным системам регулирования 7-9 по формуле

U(k) -DX(k),(5)

где D - матрица коэффициентов передачи, найденная путем решения матричного уравнения Рикката (4).

Устройство работает следующим образом.

В блок 4 автоматически вводятся сигналы с датчиков 1 расходов руды, воды в мельницу 2 и в классификатор 3, а также сигналы с датчика 5 давления масла и устройства 6 измерения содержания готового класса в сливе классификатора. В блоке 4 в соответствии с уравнением (1) по измеренным сигналам, а также с использова- 20 нием предварительно введенной информации о динамических характеристиках цикла измельчения, статистике погрешностей измерения и неконтролируемых возмущений рассчитываются оценки запаса материала в мелк- нице и содержания готового класса в сливе классификатора. Эти оценки автоматически вводятся в блок 7, где в соответствии с формулой (4) рассчитываются новые значения заданий локальным системам 8-10 регулирования.

Пример. Показатели эффективности оценивания найдены путем моделирования для следующих исходных данных. Цикл измельчения, включающий в себя шаровую мельницу МШР 2700X3600, работающую в замкнутом цикле со спиральным классификато25

30

гдeX(k) (дG, Aqf- двухмерный вектор 35 оснащен датчиками расходов руды и

текущего состояния, элементами которого являются отклонения запаса материала в мельнице лО и содержания готового класса в сливе классификатора Aq от номинальных значений;

u(k) (AQ AW«, АW r--трехмерный вектор упраления, элементами которого являются приращения расходов руды в мельницу AQ, воды в мельницу AW и воды в классификатор

V(k) (Vi,V2) - двухмерный вектор неконтролируемых возмущений;

А, В, F, С - матрицы состояния, управления, возмущения и наблюдения соответственно;

k(k+l) - матрица коррекции V(k)

Y(k) (AG, Aq) - двухмерный вектор измеренных значений AG и Aq;

X(k+l) - оценка вектора X(k-t-l).

Матрицы ковариации ошибки измерений и усиления рассчитываются по следующим формулам;

P(k+l) A(k)P(k) A(k) + Q(k); (2) k(k) P(k)C-(k){C(k) P(k)-C7(k) + + R(k)l- ;(3)

воды в мельницу и в классификатор и устройством контроля содержания готового класса в сливе классификатора. Матрица состояния имеет вид

40

А

еХр(-То/Т«)еХр(-)

еХр() еХр(-1

1м1,

гдеТо - интервал дискретности; Т« , T j-время корреляции процессов G(k)

и q(k).

Матрица наблюдения имеет вид 1 О

С ;

50

О

1

55

Поскольку величина слагаемых B-u(k) и FV{k) не влияет на результаты оценки, при моделировании полагаем их равными нулю. Случайное возмущение V(k) является га- уссовским белым шумом с математическим ожиданием (k) V(k). Матрица ковариации MflV(j)-V(j)V(k)-V(k)f R(k) буь , 1,....

0

5

P(k) P(k)-k(k)-C(k) P(k). (4)

Начальные условия P(ko)P(ko) - матр ица ковариации начального вектора X(ko).

Блок 7 по сигналу с выхода блока 4 рассчитывает новые значения заданий локальным системам регулирования 7-9 по формуле

U(k) -DX(k),(5)

где D - матрица коэффициентов передачи, найденная путем решения матричного уравнения Рикката (4).

Устройство работает следующим образом.

В блок 4 автоматически вводятся сигналы с датчиков 1 расходов руды, воды в мельницу 2 и в классификатор 3, а также сигналы с датчика 5 давления масла и устройства 6 измерения содержания готового класса в сливе классификатора. В блоке 4 в соответствии с уравнением (1) по измеренным сигналам, а также с использова- 0 нием предварительно введенной информации о динамических характеристиках цикла измельчения, статистике погрешностей измерения и неконтролируемых возмущений рассчитываются оценки запаса материала в мелк- нице и содержания готового класса в сливе классификатора. Эти оценки автоматически вводятся в блок 7, где в соответствии с формулой (4) рассчитываются новые значения заданий локальным системам 8-10 регулирования.

Пример. Показатели эффективности оценивания найдены путем моделирования для следующих исходных данных. Цикл измельчения, включающий в себя шаровую мельницу МШР 2700X3600, работающую в замкнутом цикле со спиральным классификато5

0

5 оснащен датчиками расходов руды и

оснащен датчиками расходов руды и

воды в мельницу и в классификатор и устройством контроля содержания готового класса в сливе классификатора. Матрица состояния имеет вид

40

еХр(-То/Т«)еХр(-)

А

еХр() еХр(-1

1м1,

гдеТо - интервал дискретности; Т« , T j-время корреляции процессов

и q(k).

Матрица наблюдения имеет вид 1 О

С ;

О

1

Поскольку величина слагаемых B-u(k) и FV{k) не влияет на результаты оценки, при моделировании полагаем их равными нулю. Случайное возмущение V(k) является га- уссовским белым шумом с математическим ожиданием (k) V(k). Матрица ковариации MflV(j)-V(j)V(k)-V(k)f R(k) буь , 1,....

где б,-,6 - символ Кронекера;

0„, Н„,„, R

RV2V|DV2

где Dvi, D.V2 - дисперсии возмущен

V2 соответственно; Rvivj - ковариация возмущ и V2.

Dv, D,- l-eXp(-fI°); 1,2 TI Тм, Т2 Т,

Rv,,z 1 - eXp X T,(TV-TJ

X (-

т«т,

-),

где D,- - дисперсии процессов изменения запаса материала в мельнице и содержания готового класса в сливе классификатора;

Г|,2 - коэффициент корреляции запаса материала в мельнице и содержания готового класса.

Погрешность измерений запаса материала в мельнице и содержания готового класса в сливе классификатора являются гаус- совским случайным вектором с нулевым математическим ожиданием и ковариационной матрицей, где D/ - дисперсии ошибок измерения запаса материала в мельнице и содержания готового класса в сливе классификатора соответственно.

Начальные значения переменных состояния приняты равными оценками их математических ожиданий.

Начальные значения элементов матрицы P(k) приняты равными

M{vfo О

Р(0)

.

Численные значения параметров;

Q(k)

0,2с

:P(0)

О

5 Di 4,0; D2 1,0; T| 60 мин; T2 90 мин,

К„ 0,5; К, 0,1;

0„| 4,0 1-еХр(-0,166) 0,64;

0,2 1,0 1-еХр(-0,166) 0.16. 10 За единицу дисперсии ошибки оцениваемого параметра принимаем дисперсию ощибки нефильтрованного параметра. Последовательность коэффициентов в матрице коррекции и дисперсии ошибок оценивания вычисляются по уравнениям (2) и (3).

Результаты расчетов сведены в таблицу.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что уже после проведения пяти измерений дисперсия ошибки уменьшается от 20 V4 2,0 до л/,5 1,23, т.е. значительно повышается точность контроля.

Формула изобретения

25

Система автоматического контроля параметров цикла измельчения, включающая датчики расходов руды и воды в мельницу и в классификатор, датчик давления масла в подшипниках мельницы и устройство измерения 30 содержания готового класса в сливе классификатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности контроля, она снабжена вычислительным блоком и блоком управ те- ния, причем входы вычислительного блока соединены соответственно с датчиками расходов руды и воды в мельницу и в классификатор, с датчиком давления масла в подшип35

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и позволяет повысить точность контроля.Система автоматического контроля параметров цикла измельчения содержит датчики 1, 2 и 3 расхода руды, воды в мельницу и в классификатор, вычислительный блок 4, датчик 5 давления масла в цапфенных подшипниках мельницы, устройство 6 измерения содержания готового класса в сливе классификатора, блок 7 управления, блок 8 стабилизации загрузки мельницы рудой, блок 9 стабилизации расхода воды в мельницу и блок 10 стабилизации плотности на сливе классификатора. I ил. 1 табл. $ со СП 05 со