專利名稱：一種強(qiáng)磁選別過(guò)程運(yùn)行控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種強(qiáng)磁選別過(guò)程運(yùn)行控制方法。
背景技術(shù)：
磁選過(guò)程是赤鐵礦選礦生產(chǎn)流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是影響選礦產(chǎn)品質(zhì)量的最后一道工序，直接決定最終產(chǎn)品質(zhì)量，其主要任務(wù)是將經(jīng)磨礦過(guò)程研磨后的礦漿選別為品位合格的精礦和尾礦。其中，影響強(qiáng)磁選別工藝生產(chǎn)指標(biāo)的最主要因素是基礎(chǔ)控制回路的沖礦漂洗水流量(粗選漂洗水流量、一掃漂洗水流量、二掃漂洗水流量)、勵(lì)磁電流(粗選勵(lì)磁電流、掃選 勵(lì)磁電流)、掃選給礦濃度，此外，還受給礦品位、給礦粒度、礦石可選性、給礦量等因素的影響(工藝過(guò)程如圖I所示)。由于品位指標(biāo)與基礎(chǔ)控制回路過(guò)程變量之間具有強(qiáng)非線性、時(shí)變性、邊界條件變化頻繁等復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性，難以用精確數(shù)學(xué)模型描述，并且品位粒度指標(biāo)無(wú)法在線連續(xù)檢測(cè)，目前實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)僅能實(shí)現(xiàn)沖礦漂洗水流量、勵(lì)磁電流和掃選給礦濃度的基礎(chǔ)回路控制，而難以根據(jù)工藝指標(biāo)精礦品位和尾礦品位的目標(biāo)采用優(yōu)化控制方法實(shí)時(shí)給出基礎(chǔ)控制回路的設(shè)定值?，F(xiàn)有技術(shù)中，強(qiáng)磁選別過(guò)程控制的研究大多假定可以獲得理想的基礎(chǔ)控制回路設(shè)定值，集中在提高反饋控制的效果，忽略偏離理想設(shè)定點(diǎn)的反饋控制不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的良好運(yùn)行，近年來(lái)，眾多研究者開(kāi)始對(duì)強(qiáng)磁選別過(guò)程回路設(shè)定值優(yōu)化控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，然而這些系統(tǒng)由于缺乏對(duì)指標(biāo)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，難以及時(shí)有效地抑制各種未知干擾對(duì)工藝指標(biāo)的不利影響，造成系統(tǒng)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)處于開(kāi)環(huán)控制，很難或者根本不能使磁選過(guò)程在最佳的狀態(tài)下運(yùn)行，從而無(wú)法保證產(chǎn)品的質(zhì)量，造成原料的浪費(fèi)和生產(chǎn)效率的下降。傳統(tǒng)的優(yōu)化控制軟件大多屬于專用或者封閉式系統(tǒng)，算法可擴(kuò)展性差，且系統(tǒng)內(nèi)嵌的算法模型與開(kāi)發(fā)環(huán)境深度耦合，無(wú)法成為真正獨(dú)立的和可以互相移植的行業(yè)公共資源。每次微小的修改都要重新編譯、鏈接和調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)，不利于系統(tǒng)的維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種強(qiáng)磁選別過(guò)程運(yùn)行控制方法，用于根據(jù)強(qiáng)磁選品位指標(biāo)期望值，對(duì)強(qiáng)磁選別過(guò)程的基礎(chǔ)控制回路的設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化，從而提高精礦品位，降低尾礦品位。所述強(qiáng)磁選別過(guò)程的基礎(chǔ)控制回路的包括沖礦漂洗水流量(粗選漂洗水流量q 、一掃漂洗水流量qswl、二掃漂洗水流量qsw2)、勵(lì)磁電流(粗選勵(lì)磁電流仁、掃選勵(lì)磁電流is)、掃選給礦濃度dsf的控制回路。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的—種強(qiáng)磁選別過(guò)程運(yùn)行控制方法所采用的系統(tǒng)，包括一臺(tái)分礦箱、一臺(tái)粗選強(qiáng)磁機(jī)、一臺(tái)掃選強(qiáng)磁機(jī)、一臺(tái)濃密機(jī)，同時(shí)配備測(cè)量?jī)x表，執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及工業(yè)控制系統(tǒng)(分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS)或可編程邏輯控制器(PLC))，在此基礎(chǔ)上構(gòu)成回路控制系統(tǒng)，其中，測(cè)量?jī)x表包括核子濃度計(jì)、電磁流量計(jì)和電流互感器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門、變頻泵和勵(lì)磁電流整流裝置。在粗選強(qiáng)磁機(jī)的漂洗水加水管上安裝第一電磁流量計(jì)和第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門；在濃密機(jī)底流管路上安裝一臺(tái)變頻泵和一個(gè)核子濃度計(jì)；在掃選強(qiáng)磁機(jī)上下盤的漂洗水加水管上各安裝第二電磁流量計(jì)和第三電磁流量計(jì)，并配套安裝有第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門和第三電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門；粗強(qiáng)磁選機(jī)磁極處安裝有第一電流互感器和第一勵(lì)磁電流整流裝置，掃選強(qiáng)磁機(jī)的磁極處安裝第二電流互感器和第二勵(lì)磁電流整流裝置。本發(fā)明方法根據(jù)強(qiáng)磁選別過(guò)程的品位指標(biāo)期望值(精礦品位期望值Y *cg,尾礦品位期望值Y *tg、邊界條件B (給礦品位B1、給礦粒度B2、礦石可選性B3、給礦量B4)，以及基礎(chǔ)控制回路的實(shí)際值(粗選漂洗水流量q 、一掃漂洗水流量qswl、二掃漂洗水流量qsw2、粗選勵(lì)磁電流ip掃選勵(lì)磁電流is、掃選給礦濃度dsf)，對(duì)強(qiáng)磁選別過(guò)程的六個(gè)基礎(chǔ)控制回路(粗選漂洗水流量控制回路、一掃漂洗水流量控制回路、二掃漂洗水流量控制回路、粗選勵(lì)磁電流控制回路、掃選勵(lì)磁電流控制回路、掃選給礦濃度控制回路)的設(shè)定值(q:、q*swl> q *sw2>i*r> i*s> (Tsf)進(jìn)行控制，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行在與期望運(yùn)行指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)上。本發(fā)明的強(qiáng)磁選別過(guò)程運(yùn)行控制方法，具體步驟如下步驟I :研磨后的礦漿通過(guò)分礦箱自流入粗選強(qiáng)磁機(jī)進(jìn)行分選，第一電磁流量計(jì)采集粗選漂洗水流量q ，第一電流互感器采集粗選勵(lì)磁電流仁;步驟2 :粗選出的精礦進(jìn)入精礦大井，尾礦進(jìn)入中礦濃密機(jī)進(jìn)行濃縮，礦漿由濃密機(jī)底流的變頻泵打入掃選強(qiáng)磁機(jī)，核子濃度計(jì)采集掃選給礦濃度dsf ；步驟3 :礦漿進(jìn)入掃選強(qiáng)磁機(jī)進(jìn)行掃選，掃選強(qiáng)磁機(jī)上盤為一掃作業(yè)，一掃的尾礦進(jìn)入下盤進(jìn)行二掃，第二電磁流量計(jì)、第三電磁流量計(jì)分別采集掃選強(qiáng)磁機(jī)的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2，即一掃漂洗水流量和二掃漂洗水流量，第二電流互感器采集掃選勵(lì)磁電流is ;步驟4 :根據(jù)采集到的粗選漂洗水流量q 、粗選勵(lì)磁電流h、掃選給礦濃度dsf、掃選強(qiáng)磁機(jī)的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2實(shí)際值，對(duì)基礎(chǔ)控制回路的設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)磁選別過(guò)程品位指標(biāo)的控制；步驟4. I :設(shè)定品位指標(biāo)期望值和邊界條件B，品位指標(biāo)期望值包括精礦品位期望值廣。8，尾礦品位期望值Y、，邊界條件B包括給礦品位B1、給礦粒度B2、礦石可選性B3、給礦量B4 ；步驟4. 2 :判斷品位指標(biāo)期望值或邊界條件相對(duì)于上一時(shí)刻設(shè)定的品位指標(biāo)期望值或邊界條件是否發(fā)生改變，是，則執(zhí)行步驟4. 3，進(jìn)行基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值優(yōu)化；否，則執(zhí)行步驟4. 4，進(jìn)行品位指標(biāo)軟測(cè)量；步驟4. 3 :基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值優(yōu)化；基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值是指未經(jīng)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)控制回路設(shè)定值，本發(fā)明中將該基礎(chǔ)回路預(yù)設(shè)定值與步驟4. 5計(jì)算的補(bǔ)償量求和后作為最終的基礎(chǔ)控制回路設(shè)定值下載到工業(yè)控制系統(tǒng)(分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS)或可編程邏輯控制器(PLC))中；基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值優(yōu)化是根據(jù)品位指標(biāo)期望值、基礎(chǔ)控制回路實(shí)際值以及邊界條件信息，采用案例推理算法，對(duì)基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化。基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值優(yōu)化，其輸入為精礦品位期望值Y、與尾礦品位期望值Y'g、給礦品位B1、給礦粒度B2、礦石可選性B3、給礦量B4、基礎(chǔ)控制回路的當(dāng)前時(shí)刻粗選漂洗水流量實(shí)際值q (t)，一掃漂洗水流量實(shí)際值qswl (t)，二掃漂洗水流量實(shí)際值qsw2(t)，粗選勵(lì)磁電流實(shí)際值iJt)，掃選勵(lì)磁電流實(shí)際值is(t)，掃選給礦濃度實(shí)際值dsf(t)以及上一時(shí)刻粗選漂洗水流量設(shè)定值q* (t-l)，一掃漂洗水流量q*swl (t-1)，二掃漂洗水流量q*sw2 (t_D，粗選勵(lì)磁電流i*r(t-l)，掃選勵(lì)磁電流 Λ (t-i)，掃選給礦濃度cf(t-i)sf;其輸出為基礎(chǔ)控制回路的預(yù)設(shè)定值<wl、qL2s C、i:s、d-f ;采用案例推理算法，對(duì)基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化將品位指標(biāo)期望值、基礎(chǔ)控制回路的實(shí)際值和基礎(chǔ)控制回路的設(shè)定值，以案例形式進(jìn)行描述，從案例庫(kù)中檢索與當(dāng)前工況匹配的案例，根據(jù)檢索的結(jié)果進(jìn)行案例重用，得到基礎(chǔ)控制回路的預(yù)設(shè)定值。具體步驟如下(一)案例描述基于案例推理技術(shù)的預(yù)設(shè)定模型描述如下
權(quán)利要求
1. 一種強(qiáng)磁選別過(guò)程運(yùn)行控制方法，其特征在于包括如下步驟 步驟I:研磨后的礦漿通過(guò)分礦箱自流入粗選強(qiáng)磁機(jī)進(jìn)行分選，第一電磁流量計(jì)采集粗選漂洗水流量q ，第一電流互感器采集粗選勵(lì)磁電流仁; 步驟2 :，粗選出的精礦進(jìn)入精礦大井，尾礦進(jìn)入中礦濃密機(jī)進(jìn)行濃縮，礦漿由濃密機(jī)底流的變頻泵打入掃選強(qiáng)磁機(jī)，核子濃度計(jì)采集掃選給礦濃度dsf ； 步驟3 :礦漿進(jìn)入掃選強(qiáng)磁機(jī)進(jìn)行掃選，掃選強(qiáng)磁機(jī)上盤為一掃作業(yè)，一掃的尾礦進(jìn)入下盤進(jìn)行二掃，第二電磁流量計(jì)、第三電磁流量計(jì)分別采集掃選強(qiáng)磁機(jī)的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2，即一掃漂洗水流量和二掃漂洗水流量，第二電流互感器采集掃選勵(lì)磁電流is ； 步驟4 :根據(jù)采集到的粗選漂洗水流量q 、粗選勵(lì)磁電流掃選給礦濃度dsf、掃選強(qiáng)磁機(jī)的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2實(shí)際值，對(duì)基礎(chǔ)控制回路的設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)磁選別過(guò)程品位指標(biāo)的優(yōu)化，具體步驟如下； 步驟4. I :設(shè)定品位指標(biāo)期望值和邊界條件B，品位指標(biāo)期望值包括精礦品位期望值Y*cg,尾礦品位期望值Y *tg,邊界條件B包括給礦品位B1、給礦粒度B2、礦石可選性B3、給礦量B4 ； 步驟4. 2 :判斷品位指標(biāo)期望值或邊界條件相對(duì)于上一時(shí)刻設(shè)定的品位指標(biāo)期望值或邊界條件是否發(fā)生改變，是，則執(zhí)行步驟4. 3，進(jìn)行基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值優(yōu)化；否，則執(zhí)行步驟4. 4，進(jìn)行品位指標(biāo)軟測(cè)量； 步驟4. 3 :采用案例推理算法，對(duì)基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化將品位指標(biāo)期望值、基礎(chǔ)控制回路的實(shí)際值和基礎(chǔ)控制回路的設(shè)定值，以案例形式進(jìn)行描述，從案例庫(kù)中檢索與當(dāng)前工況匹配的案例，根據(jù)檢索的結(jié)果進(jìn)行案例重用，得到基礎(chǔ)控制回路的預(yù)設(shè)定值； 步驟4. 4 :進(jìn)行品位指標(biāo)軟測(cè)量采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對(duì)品位指標(biāo)進(jìn)行預(yù)報(bào)，得到品位指標(biāo)預(yù)報(bào)值，具體為對(duì)基礎(chǔ)控制回路的實(shí)際值與邊界條件進(jìn)行主元特征提取，將提取的主元與前一時(shí)刻品位指標(biāo)的預(yù)報(bào)值采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算，得到品位指標(biāo)的預(yù)報(bào)值； 步驟4. 5 :對(duì)基礎(chǔ)控制回路設(shè)定值進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償計(jì)算品位指標(biāo)預(yù)報(bào)值與品位指標(biāo)期望值之差，即基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值的補(bǔ)償值Λ Yt; 步驟4.6 :將補(bǔ)償值A(chǔ)Yt與基礎(chǔ)控制回路預(yù)設(shè)定值<求和后下載到分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)DCS ； 步驟5 :根據(jù)優(yōu)化后的基礎(chǔ)控制回路的設(shè)定值q:、q*swl, q*sw2, i*r, i*s, (Tsf，調(diào)節(jié)粗選漂洗水閥門的開(kāi)度 ' 控制粗掃上下盤漂洗水流量q ，第一勵(lì)磁電流整流裝置通過(guò)調(diào)節(jié)仁以改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度；粗選出的精礦進(jìn)入精礦大井，尾礦進(jìn)入濃密機(jī)進(jìn)行濃縮，改變變頻泵的轉(zhuǎn)速Sd實(shí)現(xiàn)礦漿濃度dsf調(diào)節(jié)，尾礦礦漿由濃密機(jī)底流的變頻泵打入掃選強(qiáng)磁機(jī)，掃選強(qiáng)磁機(jī)上盤為一掃作業(yè)，一掃的尾礦給入下盤進(jìn)行二掃，一掃漂洗水閥門的開(kāi)度Vsl與二掃漂洗水閥門的開(kāi)度Vs2分別控制掃選強(qiáng)磁機(jī)的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2，第二勵(lì)磁電流整流裝置通過(guò)調(diào)節(jié)is實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度的控制； 步驟6 :粗選精礦和掃選精礦為強(qiáng)磁選精礦，掃選尾礦為強(qiáng)磁選尾礦，通過(guò)溜槽進(jìn)入尾礦濃縮。
全文摘要
一種強(qiáng)磁選別過(guò)程運(yùn)行控制方法，屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，根據(jù)強(qiáng)磁選品位指標(biāo)期望值以及基礎(chǔ)控制回路的實(shí)際值，對(duì)強(qiáng)磁選別過(guò)程的基礎(chǔ)控制回路的設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化控制，提高精礦品位，降低尾礦品位。本發(fā)明保證系統(tǒng)運(yùn)行在精礦品位期望值與尾礦品位期望值對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)上，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)不可在線測(cè)量的精礦品位與尾礦品位進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法有效抑制各種未知干擾對(duì)選別過(guò)程的不利影響，從而在有效提高精礦品位的同時(shí)降低尾礦品位，提高選礦最終產(chǎn)品的金屬回收率。本方法可通過(guò)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟件功能模塊與算法文件的分離、解耦度低、易于算法擴(kuò)展與維護(hù)，為強(qiáng)磁選別過(guò)程運(yùn)行控制方法研究及系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐與運(yùn)行平臺(tái)。
文檔編號(hào)B03C1/02GK102778843SQ201210256039
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者丁進(jìn)良, 代偉, 劉長(zhǎng)鑫, 岳恒, 柴天佑, 秦巖 申請(qǐng)人:東北大學(xué)