Реферат: Методи автоматичного контролю та оптимізації технологічних комплексів мокрої магнітної сепарації залізних руд

Рис.8. Статичні характеристики системи, де: g - густина зливу класифікатора; g0 - оптимальна густина зливу; gA - квазіоптимальна густина зливу класифікатора у робочій точці А;  і  - статичні характеристики активної потужності, споживаної електродвигунами сепараторів першого і другого прийому; - зсунута статична характеристика;  і  - оптимальні значення сигналів активної потужності; C - постійний зсув; d - помилка системи.

Метод працює на диференціальному принцип екстремального регулювання.

У четвертому розділ на базі теоретичних і практичних результатів, що отримані в попередніх розділах, розроблена й досліджена безпошукова диференціальна система автоматичного контролю й оптимізації найбільш поширеного технологічного комплексу магнітної сепарації з паралельно працюючими магнітними сепараторами.

На рис.9 подана функціональна схема системи, а на рис.10 - її статичні характеристики.

Рис. 9. Функціональна схема системи автоматичної оптимізації, де: К - класифікатор; ПД - пульподільник; 1С, 2С, 3С - магнітні сепаратори; 1П, 2П, 3П - перетворювачі активної потужності; R - регулятор; B1, B2, B3 - витрати додаткової води в сепаратори; Вк - витрата додаткової води в класифікатор; Р1, Р2, Р3 - сигнали активної потужності приводних двигунів сепараторів.

Рис. 10. Статичні характеристики системи, де: В0 - оптимальне значення об'ємної витрати води на вході одного сепаратора;  - збільшення додаткової води у ванну сепаратора; Р1, Р2, Р3 - сигнали активної потужності приводних двигунів сепараторів.

Сигнали P1 і P2 включені назустріч один одному. Різниця цих сигналів надходить на вхід регулятора R, що через серводвигун управляє клапаном витрати води в класифікатор.

Зсув статичних характеристик магнітних сепараторів формує управляючий сигнал U, знак якого визначає відхилення режиму роботи комплексу магнітної сепарації від заданого режиму, що відповіда точці A на рис.10:

 (11)

де K3 - коефіцієнт передач регулятора.

Визначені статичні та динамічні характеристики технологічного комплексу магнітної сепарації як об'єкта автоматичного управління.

Нормована автокореляційна функція коливань якості руди:

 (12)

де ; .

Нормована автокореляційна функція коливань якості витрати води:

, (13)

де .

Виконані розрахунки параметрів налаштування системи за критерієм мінімуму середньоквадратичної помилки. На рис.11 наведений графік залежності середньоквадратичної помилки регулювання  від коефіцієнта передачі регулятора K, а на рис.12 - графік зміни помилки системи при її східчастій зміні.

Розроблені схеми алгоритмів технологічного контролю та автоматичної оптимізації технологічного комплексу магнітно сепарації. Запропонована технічна реалізація системи на основі використання промислових комп'ютерних робочих станцій.

Рис. 11. Графік залежност середньоквадратичної помилки від коефіцієнта підсилення.

Рис. 12. Графік зміни помилки системи при ступеневій зміні.

У додатках наведен таблиці експериментальних даних, а також акти про використання результатів дисертаційної роботи.

Висновки

Дисертація є завершеною науковою роботою, у якій вирішена актуальна науково-технічна задача обґрунтування методів автоматичного контролю й оптимізації технологічних комплексів магнітного збагачення за сигналами активної потужності, споживаної електродвигунами магнітних сепараторів, що має важливе народногосподарське значення і забезпечу практичне створення ефективних і надійних систем з автоматизації процесів й апаратів магнітної сепарації в умовах різноманітних технологічних схем магнітозбагачувальних фабрик.

Аналіз технологічних схем, процесів і апаратів магнітного збагачення з позицій задач управління та нові науково обґрунтован теоретичні й практичні результати, що були отримані у ході роботи, мають суттєве значення для подальшого розвитку концепції автоматизації комплексів магнітного збагачення руд на основі застосування магнітного сепаратора як природного аналізатора результатів рудопідготовки.

Основні наукові та практичні результати полягають у наступному:

1. Використання відносного зсуву двох статичних характеристик залежності активної потужності, споживано електродвигунами двох паралельно працюючих магнітних сепараторів, від густини зливу пульпи класифікатора забезпечує реалізацію диференціальної системи екстремального регулювання процесами механічної класифікації й магнітно сепарації, що забезпечує роботу системи без пошукових коливань і підвищення якост екстремального регулювання та кількості витягнутого магнітного продукту.

2. Непрямою характеристикою технологічних частот коливань масової частини заліза в збагачуваній руді є різниця двох множин технологічних частот коливань спектральних щільностей центрованих випадкових процесів зміни у часі сигналів активної потужності приводних двигунів магнітного сепаратора й спірального класифікатора, працюючих у першій стадії збагачення, що забезпечує автоматичний контроль ефективності усереднення руди за масовою частиною заліза.

3. Перевищення технологічно припустимого рівня активної потужності, споживаної електродвигуном барабана магнітного сепаратора, вказує на розгерметизацію барабана сепаратора, що забезпечує автоматичний контроль за станом сепаратора як елемента системи екстремального регулювання процесами механічної класифікації та магнітної сепарації.

4. Розроблений метод автоматичного контролю без пошукових коливань відхилення процесів механічної класифікації і магнітно сепарації від оптимального режиму за величиною активної потужност електродвигуна магнітного сепаратора, який відрізняється диференціальним принципом екстремального детектування за різницею сигналів активної потужност двох магнітних сепараторів із зміщеними статичними характеристиками, що працюють в одному комплексі. Це забезпечує розробку більш ефективних безпошукових систем автоматичної оптимізації процесів механічної класифікац магнітної сепарації.

5. Розроблений метод автоматичного контролю кількості паралельно працюючих магнітних сепараторів, які утворюють фронт магнітної сепарації, що відрізняється тим, що кількість працюючих магнітних сепараторів змінюють пропорційно середньоарифметичному значенню споживаної ними активної потужності. Це забезпечує підвищення оперативності й точност автоматичного управління фронтом магнітної сепарації при коливаннях продуктивності подрібнювальних агрегатів і властивостей збагачуваної руди.

6. Розроблений метод автоматичного контролю технічного стану барабанних магнітних сепараторів як елементів систем автоматичної оптимізації, який відрізняється тим, що сигнал про технічну несправність сепаратора встановлюється у випадку перевищення середнього арифметичного значення активної потужності електродвигуна припустимого значення або у випадку появи у спектральній щільності сигналу активної потужност максимуму на частоті обертання барабана сепаратора. Цей метод здійсню реалізацію більш ефективних автоматичних систем раннього контролю технічних несправностей промислових магнітних сепараторів у процесі їх роботи.

Публікації за темою дисертації

1. Полінський О.М. Автоматична діагностика властивостей збагачуваної руди // Науковий вісник НГУ. - Дніпропетровськ. - 2005. - № 1. - С.82-84.

2. Полінський О.М. Оптимізація подрібнювальних агрегатів з пілотним магнітним сепаратором у контурі управління // Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук. - техн. зб. НГУ. - Дніпропетровськ. - 2004. - №73. - С.50-52.

3. Полінський О.М. Використання магнітного сепаратора як пілотного апарата, що виконує технологічну та нформаційну функції у технологічних комплексах магнітного збагачення руди // Вісник Криворізького технічного університету. - Кривий Ріг. - 2005. - №9. - С.115-118.

4. Кочура Е.В., Полинский А.М. Автоматизация раздельной оценки частот и дисперсий колебаний текстурных и структурных свойств обогащаемой руды // Обогащение руд. - С. Пб. - 1997. - №3. - С.41-43.

5. Кочура Є.В., Полінський О.М. Оптимізація технологічного комплексу механічної класифікації та магнітно сепарації залізних руд // Збагачення корисних копалин: Наук. - техн. зб. НГУ. - Дніпропетровськ. - 2005. - №21 (62). - С.123-125.

6. Полінський О.М. Алгоритм оптимізації процесів механічної класифікації і магнітно сепарації залізних руд // Тези доп.10-ї ювіл. міждерж. наук. - метод. конф. "Проблеми математичного моделювання". - Дніпродзержинськ. - 2006. - С. 190-191.

7. Полінський О.М. Автоматичний контроль ефективності усереднення руди // Тези доп.13- міжнар. конф. з автоматич. упр. "Автоматика-2006". - Вінниця. - 2006. - С.155.

8. Полінський О.М. Оцінка результатів усереднення руди // Академічний вісник криворізького територіального відділення Міжнародної академії комп’ютерних наук і систем. - Кривий Ріг. - 2006. - №15-16. - С.82-85.

У результатах досліджень, опублікованих у співавторстві [4,5], автором виконана розробка математичних моделей, алгоритмів програм розрахунку числових характеристик констант в апроксимуючих залежностях.

Анотація

Полінський О.М. Методи автоматичного контролю та оптимізації технологічних комплексів мокрої магнітно сепарації залізних руд. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 - автоматизація технологічних процесів. - Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2007.

Дисертація присвячена подальшому розвитку досліджень автоматизації основного процесу збагачення залізних руд - магнітно сепарації та розробці на цій основі методів автоматичного контролю й оптимізації технологічних комплексів мокрої магнітної сепарації залізних руд.

У дисертації вирішена актуальна задача наукового обґрунтування методів автоматичного контролю й оптимізац технологічних комплексів магнітного збагачення за сигналами активно потужності, споживаної електродвигунами магнітних сепараторів. Розв’язання цієї проблеми має важливе народногосподарське значення й забезпечує практичне створення ефективних надійних систем з автоматизації процесів та апаратів магнітного збагачення в умовах різноманітних технологічних схем магнітозбагачувальних фабрик.

Ключові слова: магнітн сепаратори, електродвигун, залізорудний концентрат, автоматичний контроль.

Аннотация

Полинский А.М. Методы автоматического контроля и оптимизации технологических комплексов мокрой магнитной сепарации железных руд. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 - автоматизация технологических процессов. - Национальный горный университет, Днепропетровск, 2007.

Диссертация посвящена дальнейшему развитию исследований автоматизации основного процесса обогащения железных руд - магнитной сепарации и разработке на этой основе методов автоматического контроля и оптимизации технологических комплексов мокрой магнитной сепарации железных руд.

В диссертации решена актуальная задача научного обоснования методов автоматического контроля и оптимизации технологических комплексов магнитной сепарации по сигналам активной мощности, потребляемой электродвигателями магнитных сепараторов. Решение этой проблемы имеет важное народнохозяйственное значение и позволяет практически создать эффективные и надежные системы автоматизации процессов и аппаратов магнитной сепарации в условиях разных технологических схем магнитообогатительных фабрик.

В результате выполненного анализа установлено, что применение магнитного сепаратора в качестве технического средства автоматизации и естественного анализатора результатов рудоподготовки позволяет повысить эффективность горно-металлургического производства, качество железорудного концентрата, снизить затраты на производство концентрата.

Установлен вид и характер статических характеристик комплекса магнитной сепарации с перечисткой промпродукта, а также комплекса магнитной сепарации с параллельно работающими магнитными сепараторами. Анализ этих зависимостей показывает, что характеристики отдельных сепараторов, работающих в одном и том же комплексе, могут быть смещены относительно друг друга, что дает возможность построения дифференциальных систем автоматического контроля энергоресурсосберегающих технологических режимов.

Разработаны методы автоматического контроля колебаний свойств обогащаемой руды, автоматического контроля технического состояния барабанных магнитных сепараторов, автоматического контроля числа параллельно работающих магнитных сепараторов, автоматического контроля комплексов магнитной сепарации с перечисткой промпродукта и хвостов. Исследовались особенности технологического контроля комплексов магнитного обогащения с шаровыми мельницами и мельницами мокрого самоизмельчения с помощью сигнала активной мощности электродвигателей магнитного сепаратора и мельницы.

Разработана и исследована дифференциальная беспоисковая система автоматического контроля и оптимизации типового технологического комплекса магнитной сепарации с параллельно работающими магнитными сепараторами. Смещение статических характеристик обеспечивается подачей разного объемного расхода добавочной воды в ванны сепараторов. В результате получена дифференциальная следящая система, поддерживающая такой расход воды в ванну классификатора, который соответствует квазиоптимальному по производительности режиму работы комплекса магнитной сепарации. Техническая реализация системы выполняется на компьютерных рабочих станциях, используемых в промышленности. Разработанная система интегрирована в АСУТП параллельных секций обогащения обогатительной фабрики.

Полученные в работе теоретические и практические результаты использовали ОАО "Проектный и проектно-конструкторский институт "Металлургавтоматика" (г. Днепропетровск), Гипромашобогащение (г. Днепропетровск) и Ингулецкий ГОК (г. Кривой Рог).

Ключевые слова: магнитные сепараторы, электродвигатель, железорудный концентрат, автоматический контроль.

The summary

Polinskiy O. M. Automatic control and optimization methods of iron ore wet magnetic separation technological complexes. - Manuscript.

Ph. D. thesis work for degree in speciality 05.13.07 - automation of technological processes. National Mining University of Ukraine, Dnipropetrovs’k, 2007.

The thesis is devoted to further development of research in automation of main iron ore concentrate process - magnetic separation, and to based on it development of automatic control and optimization iron ore wet magnetic separation methods.

The urgency problem of scientific grounding for automatic control and optimization technologied complexes of magnetic separation methods on the based of active power signals consumed by electric engines of magnetic separators is solved in the thesis. The solve of this problem have an important value to the national economy and allows to create the effective and reliable automation processes systems and magnetic separation devices in different technological schemes of ore concentrate factories in practice.

Keywords: magnetic separators, electric engine, iron ore concentrated product, automatic control.