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球磨機系统控制的原理
创建时间 2013-08-05   浏览:  網站管理員: 产品咨询  聯系電話:13849116116

一、球磨機-旋流器闭路环节自动控制
Ⅰ段磨礦分級環節由Ⅰ段球磨機一水力旋流器组成,是整个磨选工艺流程的入口 ,其工作状态的好坏对選礦工藝指標、能源消耗以及生産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複雜系統。爲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-旋流器闭路环节模糊前馈解耦控制
在Ⅰ段球磨機一旋流器组成的闭路环节中,球磨機和旋流器在控制上存在着复杂的耦合关系,因此需要设计解耦控制系统,将球磨機一旋流器闭路环节的控制系统分解成为球磨機控制系统和旋流器控制系统。

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,對被控對象實現准確控制。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段球磨機的给矿自校正模糊控制器设计
由于球磨機磨矿过程的复杂性和参数的时变性及大滞后特性,无法定量地判断球磨機的工作状态和矿石的性质,只能定性地或趋势性地判断,这种判断是无法实现球磨機的精确控制的。要发挥球磨機的磨矿效率,就必须对球磨機的球荷球比、球磨機充填率、球磨機磨矿浓度、矿石特性等因素进行充分考虑,才能实现对球磨機的精确控制。

实际生产过程中,反映球磨機磨矿状况的参数很多。其中主要包括磨音频谱、球磨機功率、旋流器的沉砂量等。在控制过程中,这些参数作为球磨機模糊控制器的输入,而模糊控制器的最后输出是球磨機给矿量和给水量。这些输出值经处理后作为PID控制器的输入,PID控制器的输出,指导系统中的执行机构进行调节。球磨機控制原理见图2。

球磨機系统控制的原理

球磨機模糊控制的主要自动化仪器有磨音、功率变送器、流量计、浓度计、变频器、皮带电子枰等。主要控制思想是保证球磨機入口浓度,球磨機入口主要有给矿量(含水率3%)、给矿水量、旋流器沉砂量3部。前两者可以直接测量,后者通过旋流器给矿流量计、浓度计,溢流流量计、浓度计间接计算得出,从而完成球磨機浓度控制。

球磨機系统控制的原理

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,由于球磨機的工作机理复杂、非线性、高阶次、时变性以及随机干扰等因素,造成模糊规则的粗糙或不完善,就会不同程度的影响控制效果。针对这种情况,设计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见图4。

球磨機系统控制的原理

模糊控制器经过模糊运算和模糊推理,并根据推理结果,给出一种适合此时球磨機状况的给矿控制方案。同时自校正模糊控制器通过采样、估计、校正等处理,使得模糊控制参数和规则在控制过程中自动的调整、修改和完善,从而使系统的控制性能不断改善,达到最佳的控制效果。

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、沈砂濃度及其處理量。旋流器的控制是一個複雜的控制過程,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给矿浓度、给矿压力均影响旋流器溢流浓度指标,当溢流浓度指标发生变化时,无论调节给矿浓度还是调节给矿压力(往往是同时调节),调节幅度均无法精确定义,并且要考虑泵池液位、球磨機负荷的变化;
③由于磨礦生産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爲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,並根據推理結果,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。

球磨機系统控制的原理

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

安全范围外到高低报警之间,变频器参与控制液位,但是频率的调节范围要保证旋流器工作在合理的压 力范围内;液位高低报警之外,变频器优先保证液位进行调频,发生冒矿时,自动切断补加水,打空泵时,增加补加水到设定的最大值。压力控制为在安全液位范围内优先保证压力,实行定压控制;安全范围外到高低报警之间,保证在旋流器工作在正常工作范围内;液位高低报警之外,放弃压力控制,优先液位。溢流浓度控制把球磨機认为是一个进出平衡的黑匣子,设定一个旋流器溢流浓度,通过给矿量、给矿水的检测值,间接计箅出应该配比补加水的水量的计算值,再根据旋流器溢流浓度计检测的浓度值,再进行微凋补加水。

安全範圍外到高低報警之間,變頻器參與控制液位,但是頻率的調節範圍要保證旋流器工作在合理的壓力範圍內;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。壓力控制爲在安全液位範圍內優先保證壓力,實行定壓控制;安全範圍外到高低報警之間,保證在旋流器工作在正常工作範圍內;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爲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。