Способ автоматического управления многооперационным процессом флотации Советский патент 1990 года по МПК B03D1/00 

(21)4453832/25-03

(22)06.07.88

(46) 30.05.90. Бюл. № 20

(71)Алма-Атинское проектно-конструк- торское бюро автоматизированных систем управления Казахского научно- производственного объединения Системотехника

(72)В.И.Топоров, А.С.Гладкий, Л.А.Барский, Х.Х.Муслимов

и Ю.П.Григорьев

(53)622.765 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 738670, кл. В 03 D 1/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1036382, кл. В 03 D 1/00, 1983.

(54)СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГООПЕРАЦИОННЫМ ПРОЦЕССОМ ФЛОТАЦИИ

(57)Изобретение относится к автоматизации процессов флотационного обогащения и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии. Цель изобретения - повышение точности управИзобретение относится к автоматизации процессов флотационного обогащения и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии.

Целью изобретения является повышение точности управления процессом за счет учета неравнозначности влияния потоков пенных продуктов каждой операции процесса на результирующий пенный продукт.

ления процессом за счет учета неравнозначности влияния потоков пенных продуктов (НП) каждой операции процесса на результирующий ПП. Для этого измеряют толщину слоя пены, содержание полезных компонентов (ПК) и расход твердого (РТ) в ПП по операциям процесса флотации. Измеряют РТ в результирующем ПП и его отклонение от заданного. Измеряют содержание ПК в ПП каждой операции и результирующем ПП как произведение содержания ПК в ПП на РТ в нем. Определяют коэффициент относительной ценности ПП каждой операции как отношение содержания ПК в ПП каждой операции к содержанию ПК в результирующем ПП. Корректируют задание на уровень пульпы в операциях обратно пропорционально найденным величинам коэффициентов относительной ценности ПП операций при положительном отклонении расхода твердого в результирующем ПП от заданного и прямо пропорционально при отрицательном отклонении последнего. 1 ил.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления процессом флотации, с помощью которой осуществляется данный способ.

Способ заключается в том, что измеряют толщину слоя пены, содержание полезных компонентов и расход твердого в пенных продуктах по операциям процесса флотации, регулируют уровень пульпы по операциям, измеряют расход твердого в результируюс

$

(Л

ел

Р j

ю ел

щем пенном продукте и его отклонение от заданного, определяют количество полезных компонентов в пенных продуктах каждой из операций и результирующем пенном продукте как произведение количества полезных компонентов в пенном продукте на расход твердого в нем, определяют коэффициент относительной ценности пенного продукта каждой операции как отношение количества полезных компонентов в пенном продукте каждой операции к количеству полезных компонентов в результирующем пенном продукте и кор- ректируют задание на уровень пульпы в операциях обратно пропорционально найденным величинам коэффициентов относительной ценности пенных про

5672754

регуляторы 9 уровня пульпы в операциях ФМ1, ФМ2..., ФМН, блок 10 формирования базовых заданий на регуляторы 9 уровня пульпы в операциях ФМ1, ФМ2,..., ФММ, блок 11 формирования корректирующих воздействий на регуляторы 9 уровня пульпы в каждой из операций флотомашины ФМ1, ФМ2,..., ..., OMN.

Операции процесса, реализуемые на флотомашинах ФМ1, ФМ2,..., ФМЫ, соединены последовательно, что имеет место практически во всех технологических схемах флотации полиметаллических руд, включающих циклы коллективной флотации, контрольные операции и т.д.

Выходы датчиков 1 толщины слоя пе10

Изобретение относится к автоматизации процессов флотационного обогащения и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии. Цель изобретения - повышение точности управления процессом за счет учета неравнозначности влияния потоков пенных продуктов /ПП/ каждой операции процесса на результирующий ПП. Для этого измеряют толщину слоя пены, содержание полезных компонентов /ПК/ и расход твердого (РТ) в ПП по операциям процесса флотации. Измеряют РТ в результирующем ПП и его отклонение от заданного. Измеряют содержание ПК в ПП каждой операции и результирующем ПП как произведение содержания ПК в ПП на РТ в нем. Определяют коэффициент относительной ценности ПП каждой операции как отношение содержания ПК в ПП каждой операции к содержанию ПК в результирующем ПП. Корректируют задание на уровень пульпы в операциях обратно пропорционально найденным величинам коэффициентов относительной ценности ПП операций при положительном отклонении расхода твердого в результирующем ПП от заданного и прямо пропорционально при отрицательном отклонении последнего. 1 ил.

25

30

35

дуктов операций при положительном от- 20 ны в операциях подключены к входам клонении расхода твердого в резуль тирующем пенном продукте от задания и прямо пропорционально - при отрицательном отклонении последнего.

Пример. Система включает в себя объект управления-каскад флотационных операций машин ФМ1, ФМ2...ФМЫ, подключенные к ним датчики 1 толщины слоя пены в операциях, датчики 2 содержания полезных компонентов (металлов) в пенных продуктах операций ФМ1, ФМ2,..., ФММ, датчик 3 содержания полезных компонентов (металлов) в результирующем (суммарном) пенном продукте, датчики 4 расхода твердого в пенных продуктах операций ФМ1, ФМ2,..., ФМН, датчик э расхода твердого в результирующем (суммарном) пенном продукте.

Датчики 2 и 4 установлены на выходе из операций флотомашин ФМ1, ФМ2,..., ФМЫ. Датчики 3 и 5 установлены на выходе из емкости (показана условно в виде отрезка выделенной линии), в которой пенные продукты операций-флотомашин ФМ1, ФМ2,..., ..., ФМЫ объединяются, образуя результирующий (суммарный) пенный продукт.

В систему входят также блок 6 расчета отклонения текущего значения рас хода твердого в результирующем пенном продукте от заданного, блок 7 определения количества полезных компонентов в пенных продуктах операций ФМ1, ФМ2,..., ФМК и в результирующем пенном продукте, блок 8 расчета коэффициентов относительной ценности пенного продукта каждой из операции,

40

45

50

55

блока 10 формирования базовых заданий на связанные с блоком регулятор 9 уровня пульпы в операциях.

Сигналы от датчиков содержания п лезных компонентов в пенных продукт операций, содержания полезных компо нентов в результирующем пенном продукте, расхода твердого в пенных пр дуктах операций, расхода твердого В результирующем пенном продукте 2-5 соответственно поступают на входы блока 7 определения количества поле ных компонентов в пенных продуктах операций и в результирующем пенном продукте, который через блок 8 расчета коэффициентов относительной це ности пенного продукта каждой из оп рации связан с блоком 11 формирован корректирующих воздействий на регуляторы 9 уровня пульпы в операциях.

Блок 6 расчета отклонения текуще значения расхода твердого в результ рующем пенном продукте от заданного соединен с датчиком 5, измеряющем текущие значения расхода твердого в результирующем пенном продукте, а также с блоком 11 формирования корректирующих воздействий, сигналы от которого, в свою очередь, поступают на входы регуляторов 9 уровня пульпы.

Система автоматического управления процессом флотации работает следующим образом.

В определенных ячейках памяти микроЭВМ предварительно вместе с программами размещают в виде цифровых кодов значения следующих постоянных параметров, предусмотренных

5

0

5

0 ны в операциях подключены к входам

0

5

0

5

блока 10 формирования базовых заданий на связанные с блоком регуляторы 9 уровня пульпы в операциях.

Сигналы от датчиков содержания полезных компонентов в пенных продуктах операций, содержания полезных компонентов в результирующем пенном продукте, расхода твердого в пенных продуктах операций, расхода твердого В результирующем пенном продукте 2-5 соответственно поступают на входы блока 7 определения количества полезных компонентов в пенных продуктах операций и в результирующем пенном продукте, который через блок 8 расчета коэффициентов относительной ценности пенного продукта каждой из операции связан с блоком 11 формирования корректирующих воздействий на регуляторы 9 уровня пульпы в операциях.

Блок 6 расчета отклонения текущего значения расхода твердого в результирующем пенном продукте от заданного соединен с датчиком 5, измеряющем текущие значения расхода твердого в результирующем пенном продукте, а также с блоком 11 формирования корректирующих воздействий, сигналы от которого, в свою очередь, поступают на входы регуляторов 9 уровня пульпы.

Система автоматического управления процессом флотации работает следующим образом.

В определенных ячейках памяти микроЭВМ предварительно вместе с программами размещают в виде цифровых кодов значения следующих постоянных параметров, предусмотренных

технологической картон процесса флотации: уровня сливного порога флото машин С в операции;коэффициента К, учитывающего степень минерализации пены по ее толщине и определяющего необходимую степень пеносъема во флотомашине; зоны нечувствительности о , определяющей точность стабилизации расхода твердого на выходе процесса флотации; значение задания

В

Y1 на расход твердого, а также значания выбора определенного закона регулирования (например, ПИ, ПИД)

Ц L2

На вход головной операции флотомашины, например ФМ1, подают исходное питание (пульпу).

В процессе обогащения камерный продукт каждой из предыдущих операций поступает на вход каждой последующей, в частности из ФМ1 на вход ФМ2 и т.д., а обогащенный (пенный) продукт из каждой операции сливается в общую емкость, образуя в ней результирующий пенный продукт.

Датчиками 1, контролирующими толщину слоя пены во флотомашинах ФМ1, ФМ2,..., ФММ, формируются сигналы, которые поступают поочередно от каждой из флотомашин в блок 10 формирования базовых заданий по уровню пульпы во флотомашинах.

В соответствии с поступившими от датчиков 1 сигналами, характеризующими толщину слоя пены в каждой из флотомашин, в блоке 10 формирования базовых заданий рассчитывают значения базовых заданий по уровню пульпы во флотомашинах следующим образом:

h; С; - К;-Н;,(1)

о где h - базовое задание по уровню

пульпы i-й флотомашины;

Cj - уровень сливного порога i-й флотомашины;

Н| - толщина слоя пены в 1-й флотомашине;

К- - коэффициент, учитывающий

степень минерализации пены по ее толщине и определяющи необходимую степень пеносъема в i-й флотомашине; i 1,N (где N - число флотомашин в каскаде). Полученные значения базовых заданий h. по уровню пульпы во флото10

6727Ь6

машинах из блока 10 подаются на регуляторы 9 для поддержания уровня пульпы в каждой из флотомашин в соответствии с заданием.

Датчиками 2 и 3 измеряют содержание полезных компонентов (металлов) соответственно в пенных продуктах каждой из флотомашнн и в результирующем пенном продукте, а датчиками 4 и 5 - расход твердого в пенных продуктах каждой из флотомашин и в результирующем пенном продукте.

Сигналы от всех этих датчиков пос- . 5 тупают на входы блока 7, в котором определяется количество полезных компонентов в пенном продукте каждой из флотомашин и в результирующем пенном продукте

20 QM| См; -у; .(QMr Уг- для результирующего пенного продукта),

(2)

5

где Q . - количество полезных компоМ i

нентов в пенном продукте i-й флотомашины; С м; - содержание полезных компонентов в пенном продукте i-й флотомашины;

Q Y - расход твердого в пенном продукте i-й флотомашины. Рассчитанные значения количества полезных компонентов в пенном продукте каждой из флотомашин Q м; ив результирующем пенном продукте Q мг передаются на вход блока 8расчета коэффициентов относительной ценности пенного продукта каждой из флотомашин.

В этом блоке расчет коэффициентов

0

осуществляется следующим образом:

п: .

(3)

:м

где П; - коэффициент относительной ценности пенного продукта i-й флотомашины;

Q - количество полезных компонентов в пенном продукте i-й флотомашины;

:мг

- количество полезных компо

нентов в результирующем пенном продукте.

Расчет коэффициентов в блоке 8 производится для оценки роли каждой из флотомашин в формировании результирующего пенного продукта.

Полученные значения коэффициентов из блока 8 поступают на вход

блока 11 формирования корректирующих воздействий на регуляторы 9 уровня пульпы во флотомашинах.

При эксплуатации каскада флото- машин изменение объемного расхода пульпы, поступающей в головную фло- томашину (например, ФМ1), приводит к колебаниям уровня пульпы как в ней так и в последующих флотомашинах (ФМ2,..., ФМН).

Эти колебания вызывают изменение объемных расходов выходных продуктов флотационного предела, что существенно влияет на стабильность технико-экономических показателей и, следовательно, приводит к ухудшению качества пенного продукта.

Воздействие на любую из флотома- шин различных возмущений (например, при изменении объемного расхода пульпы на входе ФМ1 изменяется суммарный расход пенного продукта на выходе флотационного передела) приводит к отклонению расхода твердого в результирующем пенном продукте от задания.

Для обеспечения стабильного объемного расхода пенного продукта на выходе флотационного передела расход твердого в результирующем пенном продукте постоянно измеряют датчиком 5, сигналы от которого одновременно с поступлением в блок 7 поступают и в блок 6 расчета отклонения текущего значения расхода твердого в результирующем пенном продукте от заданного.

В блоке 6 рассчитывают отклонение текущего значения расхода твердого в результирующем пенном продукте от заданного значения следующим образом:

-ь-1Ј, (4)

где V - расход твердого в результируютцем пенном продукте; V - задание на расход твердого (было введено предварительно в соответствии с технологической картой). Найденное значение отклонения Д также передается на вход блока 11 формирования корректирующих воздействий на регуляторы 9 уровня пульпы во флотомашинах.

В блоке 11 формирования корректирующих воздействий по сигналам от блоков 8 и 6с целью стабилизации расхода твердого в результирующем

пенном продукте осуществляется корректировка задания на пеносъем фло- томашин ФМ1, ФМ2,..., ФМК.

В связи с уменьшением степени насыщенности пенного продукта полезными компонентами по фронту каскада операций влияния каждой из них на содержание полезных компонентов в

результирующем пенном продукте неодинаковое .

Для повышения содержания полезных компонентов (метталлов) в результирующем пенном продукте стабилизация

расхода твердого на выходе каскада операций, т.е. в результирующем пенном продукте, обеспечивается путем формирования корректирующих воздействий на регуляторы 9 уровня пульпы

в операциях следующим образом:

Ah; YJ- ь,Ш при А /$ ;

25 ub; n;.L2( при д Ј|

(5)

Ah, О

при /Д| IS ,

5

0

где ДЬ -корректирующее воздействие

на регулятор 9 уровня пуль- 0 пы i-й операции;

П - коэффициент относительной ценности пенного продукта i-й операции;

Ц , L- - операторы, определяющие законы регулирования (напри- ч мер, ПИ, ПИД); b - зона нечувствительности,

определяющая точность стабилизации расхода твердого на выходе процесса.

Из выражения (5) следует, что при положительном отклонении Д расчет корректирующих воздействии осуществляется обратно пропорционально ко- с эффициенту П относительной ценности пенного продукта каждой из операций, а при отрицательном отклонении Д - прямо пропорционально коэффициенту II.

„ В случае, если отклонение Д по

абсолютной величине не превышает значение заданной зоны нечувствительности 5 расчет корректирующих воздействий на регулятор 9 не производится. Из блока 11 величина корректирующего воздействия Да; передается на вход регулятора 9, в котором опредепя- ется общее значение задания по уровню иучьиы i-й операции

h - Ь + uh;,

(6

где h, - базовое задание по уровню пульпы 1-й операции;

Дп - корректирующее задание на

уровни пульпы i-й операции

Таким образом, по сигналам от блоков 10 и 11 регуляторы 9 поддерживают заданный уровень пульпы в операциях.

Использование изобретения позволяет более эффективно управлять процессом флотации и существенно улучшить технико-экономические показатели флотационного процесса за счет повышения содержания полезных компонентов в пенных продуктах флотационных переделов, представляющих собой каскады флотационных операций.

Формула изобретения

Способ автоматического управления многооперационным процессом флотации, основанный на измерении толщины слоя пены, содержания полных компонентов и расхода твердого в пен Hbixt продуктах по операциям процесса флотации и регулирования уровня пуль)

.

-10

156727510

пы по операциям, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности управления процессом за счет учета неравнозначности влияния потоков пенных продуктов каждой операции на результирующий пенный продукт, измеряют расход твердого в результирующем пенном продукте и его отклонение от заданного, определяют количество полезных компонентов в пенных продуктах каждой из операций в результирующем пенном продукте как произведение содержания полезных компонентов в пенном продукте на расход твердого в нем, определяют коэффициент относительной ценности пенного продукта каждой операции как отношение количества полезных компонентов в пенном продукте каждой операции к количеству полезных компонентов в резупьтирующем пенном продукте и корректируют уровень пульпы в операциях обратно пропорционально найденным величинам и коэффициентов относительной ценности пенных продуктов операций при положительном отклонении расхода твердого в результирующем пенном продукте от заданного и прямо пропорционально при отрицательном отклонении последнего.

15

20

25

30