Способ автоматического управления одностадийным циклом мокрого измельчения Советский патент 1988 года по МПК B02C25/00 

14

равления. Для достижения этой цели стабилизируют расход руды, стабилизируют соотношение руда - вода- в мельницу изменением расхода воды в мельницу, стабилизируют плотность пульпы в сливе классификатора изменением расхода воды в слив классификатора, корректируют расход воды в классификатор и изменяют расход дополнительной воды в мельницу, подаваемой через разгрузочную горловину внутрь мельницы в конец измельчительной камеры, в зависимости от величины разности заданного и измеренного значений весового расхода крупной фракции неизмельченной руды через разгрузочную горловину мельницы. Измеряют заданное значение расхода руды в мельницу при выходе отношения расхода руды к суммарному расходу основной и дополнительной воды в мельницу за предельные задаваемые значения. Устройство, реализующее данный способ, содержит датчик 1 и задатчик 2 расхода руды, регулятор 3 расхода руды, блок 4 управления тиристорным преобразователем 5, двигатель 6, конвейер-питатель 7, мельницу 8, классификатор 9, датчики 10-12 расхода воды, исполнительные механизмы 13 - 15, регулируемые задвижки 16 - 18, регулятор 19 соотношения руда - вода, регуляторы 20 и 21 расхода воды, регулятор 22 коррекции, задатчик 23 соотношения, вычислительные блоки 24 и 25, датчик 27 плотности пульпы, блок 28 вычитания, элементы И 29 - 31, пороговые элементы 32 - 36, задатчики 37 - 40 опорных сигналов, задатчик 41 плотности пульпы.

ключи 42 и 43, блоки 44 - 47 сравнения, блок 48 сложения, инвертор 49. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами обогащения, в частности к способам автоматического управления процессами мокрого измельчения в шаровой мельнице, работающей в замкнутом никле со спиральным классификатором. Оно может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии. Изобретение позволяет повысить качество упНа обогащение (Л

1

Изобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами обогащения, в частности к способам автоматического управления процессами мокрого измельчения в шаровой мельнице, работающей в замкнутом цикле со спиральным классификатором, и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии, имеющих аналогичные циклы переработки исходного сырья.

Целью изобретения является повышение качества управления.

Сущность способа автоматического управления одностадийным циклом мокро го измельчения заключается в раздельном регулировании плотности внутри- мельничной загрузки в зонах помола и зоне разгрузки, причем плотность вну тримельничной загрузки в зоне помола выбирается максимальной и поддерживается путем ст.билизации соотношения руда - вода,,а плотность внутримель- ничной загрузки в зоне разгрузки регулируется путем поддержания расхода дополнительной воды через зону разгрузки в конец измельченной камеры на значении, при котором происходит

to

20

25

максимальное осаждение крупньк некондиционных кусков неизмельченной руды. При этом изменение расхода зтой дополнительной воды осуществляется только при выходе параметра весового расхода неизмельченной руды за пределы минимального или максимального значения, что характеризует резкое изменение типа перерабатываемой руды до измельчаемости, для компенсации которого вводится дополнительная коррекция заданного значения расхода руды. Одновременно для компенсации возможных изменений плотности пульпы в сливе классификатора изменяют расход воды в слив классификатора на величину, равную,но с обратным знаком, величине изменения расхода дополнительной воды в зону разгрузки мельницы. Этим достигается недопущение возможных колебаний плотности и крупности готового продукта в сливе классификатора, максимизируется производительность цикла по вновь образованному готовому классу.

На чертеже представлена блок-схема системы для реализации способа.

Система содержит датчик J и задатчик 2 расхода руды, регулятор -3

хода руды, блок 4 управления тиристор ным преобразователем 5, двигатель 6, конвейер-питатель 7, мельнииу 8, классификатор 9, датчики 10-12 рясхо- да воды, исполнительные механизмы ISIS, регулируемые задвижки 16-18, регулятор 19 соотношения руда - вода, регуляторы 20 и 21 расхода воды, регулятор 22 коррекции, задатчик 23 соотношения, вычислительные блоки 24 и 25, датчик 26 весового расхода крупной фракции неизмельченной руды, датчик 27 плотности пульпы, блок 28 вычитания, элементы И 29-31, пороговые элементы 32-36, : адатчики 37-40 опорных сигналов, задатпик 41 плотности пульпы, ключи 42 т 43, п. 4А-47 сравнения, блок 48 r-io:-,eHiin и иигер- тор 49.

Управление протг- ссом мокрот о измельчения ocyiuecTi . iHioT, воздействун на расход руды, оснсп но 5 и дополнительной воды в мельницу и расход нод1 в классификатор слеггуюпцгм образом. Оптимальное заполнение и плотность пульпы в зоне помола поддерж гвают путем стабилизации заданнот о для среднего по измельч; емости и крупности тина руды значения контуром стабилизации. При переработке среднего типа руды с выхода регулятора 22 коррек - ции задания сигналов нет, регулятор 3 обрабатывает случайно возникшие рассогласования между заданшлм и текущим расходами руды от задатчика 2 и датчика 1. Одновременно с этим осуществляется стаби„пизация соотношения руда - вода путем сравнения в регуляторе 19 текущего отношения расхода руды от датчика 1 к расходу основной воды в мельницу от датчика 10 расход воды и заданного соотношения от задатчика 23. Регулятор 19 через исполнительный механизм 13 управляеп задвижкой )6, приводя расход основной воды в мельницу к заданному соотношению. .Выходной продукт цикла стабилизируют путем регулирования плотности пульпы в сливе классификатора 9, поддерживая заданную задатчиком 41 плотность пульпы, изменяя исполнительным механизмом 15 и задвижкой 18 расход воды в слив классификатора 9, причем управление исполнительным механизмом осуществляет регулятор 21 оптимальным образом отрабатьшая рассогласование между заданным расходом воды

а А

Wj в слив классификатора, получае4461

мом на выходе вычислительного блока 25, и текущим W от датчика 12 расхода воды.

5 Заданный расход воды W определяется в вычислительном блоке 25 по следующему выражению:

wr (t)

J(t)-xW, (t)Q(t-r,) Ла.а ()

- w,(,)-w,(,) -T,)wjt- r)+Wj(t-Tpj

(1)

где p(t)и5 (t)

0

5

текущая и заданная плотность пульпы в сливе классификатора в момент времени t, в который определяется управляющее воздействие на изменение расхода воды в слив классификатора;

Q(t-,)

- измеренное значение расхода руды в мельницу в момент времени (t-C,), гдеГ - запаздывание по каналу;

W (t-Cj) - расход основной воды в мельницу в момент времени (t-T), запаздьюаиие по каналу f ,

) - расход воды в слив классификатора в момент времени (t-T), где Т - запаз- дьшание по каналу W - f;

WjCt-T) - расхрд дополнительной воды через разгрузочную горловину внутрь мельницы в момент времени (t-Tj), где С,- запаэдьшание по каналу W f.

Величины сдвига измеренных и вы- числяемых параметров находятся в со- отношении Г i Т LJ i t и зависят от конструктивных особенностей и типа установленного оборудования, определяются в процессе первоначальной настройки - наладки системы и могут уточняться в процессе работы, адаптируясь к изменению динамики объекта регулирования.

При этом управляющее воздействие от регулятора 21 формируется пропорционально величине

отношения Т расхода руды Q к сумме расхода основной W, и дополнительной

Wj воды в мельницу, т.е.

МИч

Make

макс W, + W,

. (Г-)

cT-f

,(3)

3ag

dW - W (t) - W(t)

,ЗАД

В которой за счет того, что W определяется по вьфажению (1), автоматически учитьтаются изменяющиеся ста тические коэффициенты передачи по ка налам возмущения, а именно: W f, , , и изменяющийся тип руды за счет оценки и расчета удельного веса твердой фазы в сливе классификатора по параметрам процесса и подстановки его в выражение (1).

Весовое количество крупной фракции неизмельченной руды, т.е. выход скрапа из мельницы, зависит от свойств руды, режима измельчения, состояния оборудования и измеряется датчиком 26, в качестве которого может быть использован, например, электромеханический счетчик выхода скрапа.

Исследованиями установлено, что существуют нормальные пределы изменения параметра выхода скрапа от Г Д° к Внутри указанного диапазона этот параметр подвержен случайным возмущениям и какой-либо коррекции на управляющее воздействие вводить не нужно.

При изменении величины выхода скрапа от до максимально допустимого значения S необходимо изменять плотность внутримельничной загрузки в зоне разгрузки в сторону ее уменьщения для более интенсивного осаждения крупных классов и недопущения их чрезмерного выхода через разгрузочную горловину. Предел изменения этой плотности ограничен величиной максимально допустимого разжижения пульпы, равного плотности пульпы в сливе классификатора f . Максимально допустимое разжижение пульпы соответствует максимальному значению

Q где Wjравно величине расхода воды

Wj в слив классификатора, необходимой для достижения заданной плотности пульпы f при измельчении руды с удельным весом а , расходе руды Q и

15 заданном соотношении руда - вода, (2)т.е. известном расходе основной воды

W в мельницу. Таким образом определяется из балансового управления для плотности пульпы в сливе - 20 классификатора при условии, что W О.

При уменьшении величины выхода скрапа меньше минимального значения к ц необходимо уменьшить рас25 ход дополнительной воды W в зону разгрузки мельницы. Минимально допустимое разжижение пульпы в зоне разгрузки соответствует максимальному соотношению Q/() при условии,

30 что Wj О, т.е. отношению руда - вода в мельницу

„макс

0 W.

35

мим

40

Величина Т задается задатчиком 40, а - задатчиком 23,

Если никаким изменением расхода дополнительной воды Wj не удается компенсировать изменение типа руды, т,е, ввести величину в допустимый диапазон, где

45

минаоп

SK S, S ,

(5)

50

необходимо осуществить коррекцию заданного расхода руды в мельницу, причем при S S и Wj О необходимо увеличить задание на расход руды, а

при S.. S.,

Ио-кс

И

Q

НИН

т неW, - W3

обходимо уменьшить задание на расход РУДЫ,

55 Если после введения указанных коррекций объект приводится в область нормальной работы, определяемой выражением (5), то осуществляется стабилизация Q, W , Wj и / на новых

1Д4616

отношения Т расхода руды Q к сумме расхода основной W, и дополнительной

Wj воды в мельницу, т.е.

макс W, + W,

. (Г-)

cT-f

,(3)

Make

j

„макс

0 W.

мим

Величина Т задается задатчиком 40, а - задатчиком 23,

Если никаким изменением расхода дополнительной воды Wj не удается компенсировать изменение типа руды, т,е, ввести величину в допустимый диапазон, где

45

минаоп

SK S, S ,

(5)

необходимо осуществить коррекцию заданного расхода руды в мельницу, причем при S S и Wj О необходимо увеличить задание на расход руды, а

при S.. S.,

Ио-кс

И

Q

НИН

т неW, - W3

обходимо уменьшить задание на расход РУДЫ,

Если после введения указанных коррекций объект приводится в область нормальной работы, определяемой выражением (5), то осуществляется стабилизация Q, W , Wj и / на новых

71

скорректироплниых значениях до прихода следующих возмущений. Если де указанные коррекции не. при1зодят через время переходного режима к области нормальных ситуаций (5), то коррекция повторяется по величине и знаку в том же направлении.

Указанный контур коррекции работает следу)01Щ1м образом. На первые входы блоков 44 - 46 сравнения подаются снгнальг от задатчиков 37-39, а на вторые входы - сигнал от датчика 26 весового расхода крупной фракции S, причем задатчики 37-39 задают соответственно величины sr sf

На выходе пороговых элементов 33- 36 формируется сигнал логической 1, если на его вход поступает сигнал болыие или равный нулю. В блоках 44- 47 сравнения определяются разности

мин„макс

,, - - 5, SK R I rriM и иriT

-j , Т- 1 соотнегстпенпо,

ми/

При S i S, Л О на выходе элемента 33 появляется сигнал логическо 1 , который поступает па элемент И 29 и 42, открывая его и рая„нин

решая прохождение величины Ь, - Ьц с выхода блока 44 сравнении на блок 48 сложения и далее на регулятор 20 расхода воды, который через механизм 14 и задвижку 17 уменьшает расход воды Wj в зону разгрузки мельницы 8,

При уменьшении расхода воды W до минимального уровня срабатьгоает пороговый элемент 32, т.е. при W О, и на его выходе формируется сигнал логической 1, поступаюрщй на второй вход элемента И. Если на обоих входах элемента И находятся сигналы логической 1, на его выходе также формируется сигнал логической 1, поступающий на вход регулятора 22 коррекции задания, который ступенчато на 10% увеличивает величину задания от задатчика 2 расхода руды. Все остальные контуры стабилизации работают как и прежде. Элемент И 29 введен для предотвращения ложных сраба- тьшаний контура коррекции при кратковременном изменении типа перерабатываемой руды. ,

г. макс„мо-х

При S S величина S.

S 0, на выходе порогового элемента 34 формируется сигнал логического О, поступающий на элемент И 31 и инвертор 49, на выходе которого формируется сигнал логической 1.

18

При максимальном разжижении, когда Т i Т текутцее от вычислительного блока 24, величина на выходе бло- ка47Т-Т 0ина выходе порогового элемента 36 формируется сигнал логической 1, постут1аю1ций на второй вход элемента И 30, Если на обоих последнего присутствуют сигналы логической 1, то с его выхода сигнал логической 1 поступает на второй вход регулятора 22 коррекции задания на ступенчатое уменьшение задания от задатчика 2 расхода руды.

При выполнении условия (5) на выходах блоков сравнения присутствуют сигналы больше нуля, следовательно, на выходе пороговых элементов 34 и 35 - сигналы логической 1, поступаю1цие па элемент И, логическая I на выходе которого открывает ключ 43, пропуская на второй вход блока 4В сло- сложении сигнал от блока 46 сравнения, равный S - S , поступающий на

унеличение расхода дополнительной воды Wj через регулятор 20 и уменьшение р-асхода воды в слив классификатора через регулятор 21.

Таким образом, во всех режимах

осушествляется максимизация производительности цикла по вновь образованному готовому продукту при минимизации дисперсии колебаний плотности и недопущения возникновения аварийных ситуаций. Все сигналы коррекции поступают с коэффициентами, которые определяются опытным путем, и учитывается процент долевого участия кон- тролирую цих параметров в формироваНИИ управляющих воздействий.

Использование предлагаемого способа позволит добиться повышения производительности по вновь образованному готовому продукту на 2,5-3% при

одновременном снижении дисперсии ко- лебани крупности на 30%.

Формула изобретения

Способ автоматического управления одностадийным циклом мокрого измельчения, включающий измерение расхода руды и воды в мельницу, измерение расхода воды в слив классификатора, измерение плотности пульпы в сливе классификатора, измерение весового расхода крупной фракции неизмельченной руды через разгрузочную горловину мельницы, стабилизацию расхода руды на заданном значении, стабилизацию соотношения руда - вода в мельницу на заданном значении изменением расхода воды в мельницу, стабилизацию плотности пульпы в сливе классификатора на заданном значении изменением расхода воды в слив классификатора, о т л и ч а ю- Г1 и и с я тем, что, с целью повышения качества управления, измеряют расход дополнительной воды, подаваемой через разгрузочную горловину внутрь мельницы в конец измельченной камеры, изменяют расход дополнительной воды в мельницу, корректируют расход воды в кляссификатор, изменяют заданное значение расхода руды, вычисляют отиошейие расхода руды к суммарному расходу основной и дополнительной воды в мельницу, причем

1446110

коррекцию расхода воды в классификатор и изменение расхода дополнительной воды в мельницу осуществляют в зависимости от величины разности заданного и измеренного значений весового расхода крупной фракции неизмельченной руды через разгрузочную горловину мельницы, изменение заданного

10 значения расхода руды в мельницу осуществляют при выходе вычислительного отношения расхода руды к суммарному расходу основной и дополнительной воды в мельницу за предельные задавае15 Mbie значения, при этом при уменьшении зтого отношения меньше минимального заданного значения уменьшают заданное з,начение расхода руды в мельницу, а при достижении величины этого отно20 шения максимального значения увеличивают заданное значение расхода руды .в мельницу.