4.2. Выбор принципов контроля и управления комплексом

Основной задачей технологического комплекса измельчения является подготовка руды к обогащению, т.е. получение определенного грансостава и степени раскрытия рудных минералов и при этом переработать плановое количество руды. В связи с этим цели управления технологическим комплексом могут быть следующие:

1. Стабилизация грансостава слива классифицирующего аппарата последней стадии при постоянной производительности.

2. Стабилизация грансостава и плотности слива классификатора последней стадии.

3. Максимизация производительности комплекса по готовому классу.

4. Стабилизация грансостава слива при максимальной производительности.

Система управления технологическим комплексом должна скомпенсировать следующие возмущающие воздействия:

- изменение физико-механических свойств исходной руды, вызывающих постепенное изменение расходных и качественных характеристик потоков пульпы на выходе комплекса;

- изменение расходных характеристик входного потока руды вызывающих изменение грансостава и плотности пульпы на выходе комплекса;

- изменение расходных характеристик: расходов воды в комплекс, вызывающих нарушение условий измельчения и классификации;

- нарушение количественных и качественных характеристик внутри цикловых потоков пульпы также вызывающих нарушение условий измельчения и классификации.

В связи с этим система управления комплексом должна решать следующие задачи:

1. Компенсация изменения физико-механических свойств исходной руды;

2. Стабилизация расходов руды и воды в комплекс;

3. Стабилизация условий измельчения, стабилизация условий классификатора.

Для решения этих задач было предложено множество принципов, которые можно классифицировать по группам в зависимости от использования управляющего воздействия:

1. Регулирование воздействием на подачу исходной руды в цикл измельчения.

2. Регулирование воздействием на расход воды в барабан мельницы.

3. Регулирование воздействием на уровень пульпы в зумпфе насоса гидроциклона.

4. Регулирование гранулометрического состава пульпы на выходе цикла.

5. Регулирование воздействием на подачу измельчающих тел в барабан мельницы.

4.3.Аппаратурная реализация систем автоматизации комплекса

Схема автоматизации комплекса, представленная в Приложении 2, выполнена с использованием регуляторов РС-29 и Р-17, магнитных пускателей ПБР-2М, вторичных приборов ДИСК 250, устройства многоканальной сигнализации УМС-3, Метран-144-ДД, для измерения расхода воды, плотномер ПР-1027, преобразователей частоты MICROMASTER 440, датчика гранулометра PSI-200, аппаратно программного комплекса ВАЗМ-1, весоизмерительное устройство АКВС-1, ультразвуковые датчики уровня Probe, управляемого тиристорного электропривода, исполнительных механизмов МЭО.

5. СИНТЕЗ ЛОКАЛЬНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ

5.1. Выбор датчика и вторичного прибора

Выбор датчиков технологических параметров определятся физической природой параметра. При этом анализируется возможность использования ряда датчиков, пригодных для измерения регулируемой величины.

При анализе, в процессе выбора датчика, в первую очередь необходимо учитывать характеристики контролируемой и окружающей сред. Условия окружающей среды влияют на исполнение датчика.

Диапазон действия датчика выбирается с учетом минимальных и максимальных значений контролируемой величины, которая определяется технологией производства.

Погрешность датчика не должна превышать допустимую погрешность контроля регулируемой величины.

Принимая во внимание характеристику контролируемой среды, выбираем радиометрический метод контроля плотности пульпы. Он имеет следующие преимущества: измерительный прибор не соприкасается с пульпой; непрерывное измерение происходит на всем потоке пульпы; измерение не зависит от прочих характеристик пульпы. При применении радиометрических плотномеров необходима тщательная дегазация пульпы, т.к. пузырьки воздуха практически не поглощают γ-излучение, этим вносится погрешность измерения. Необходимо обеспечить полное заполнение трубопровода и избегать появления осадка. Для этого плотномер необходимо устанавливать на вертикальном прямолинейном участке пульпопровода.

Радиометрический метод реализуем с помощью плотномера ПР-1027.

В состав радиометрического плотномера входят: блок источника излучения типа БГИ-20А, блок детектирования типа БДИ-24-1, блок обработки информации БОИ-2, вторичный самопишущий прибор ДИСК 250. Блок детектирования преобразует интенсивность радиоактивного излучения в пропорциональное число электрических импульсов, блок обработки информации преобразует поступающую информацию с блока детектирования в унифицированный токовый сигнал 0-5 mA постоянного тока. В качестве вторичного прибора используется Диск-250.

Диапазон измерения плотномера ПР-1027 0,5-3,5 г/см3 при основной погрешности не более 0,5%. Разность между наибольшим и наименьшим значением диапазона может быть установлена от 50 до 500 кг/м3. Плотномер может устанавливаться на трубопроводах диаметром то 100-300 мм и суммарной толщиной стенок 10-20 мм.

При использовании плотномера в автоматических системах контроля и регулирования применяется унифицированный токовый сигнал 0-5 mA пост. тока.

Пылебрызгозащищенное конструктивное исполнение датчика дает возможность его установки на участке пульпопровода в производственном корпусе, где возможно случайное попадание на датчик воды и пыли. Вероятность безотказной работы за 2000с не менее 0,9.

В качестве вторичного прибора выбираем Диск 250М. Он представляет собой одноточечный показывающий и регистрирующий прибор с записью информации на дисковой диаграмме в полярных координатах.

Преимущества Диск 250М:

– отсутствие реохорда;

– универсальный вход;

– полный набор выходных функций в одном исполнении (сигнализация, преобразование входного сигнала в токовый, источник питания внешних датчиков, регулирование ПИД и позиционное по заданию постоянному и изменяющемуся во времени);

– простота конфигурирования прибора;

– повышенная точность измерений;

– цифровая и аналоговая индикация результата измерений;

– возможность хранения результатов измерения во внутренней энергонезависимой памяти;

– возможность применения внешней термокомпенсации холодного спая термопары;

– наличие цифрового интерфейса и программы связи с компьютером;

– возможность работы с барьерами искрозащиты;

– межповерочный интервал – 2 года.

Таблица 3. – Технические характеристики Диск 250М

Входные сигналы	Термопары: L, K, S, B, N, J, A-1; Термопреобразователи сопротивления: 50М, 100М, 50П, 100П (схема подключения 4-х и 3-х-проводная); Пирометры: РК-15; РК-20; РС-20; Унифицированные сигналы: 0…5; 4…20 мА; 0…10; 0…100 мВ; 0…1 В. Сигналы 0…10 и минус 10…10 мГн в комплекте с преобразователем НП-П10
Выходные функции
Источник питания внешних датчиков	Номинальные значения - 36 В, 30 мА, защита от перегрузки - 50 мА
Преобразование результата измерений в токовый сигнал, пропорциональный результату измерения	4…20 мА (нагрузка не более 500 Ом)
Сигнализация от 1 до 4 уставок с релейным выходом и с выбором типа уставок «больше» или «меньше»	Коммутируемая мощность 220 В, 1 А переменного тока.
Регистрация	Фломастером на дисковой диаграммной бумаге, в полярных координатах
Регулирование	Законы регулирования: – ON/OFF (с релейным выходом); – ПИД-С(с аналоговым выходом); – ПИД-S (с двумя релейными выходами), – ПИД-Н/С (с релейным ШИМ-выходом). Задание - постоянное во времени или представленное кусочно-линейной (до 30 участков) функцией времени (технологической программой).
Характеристики
Предел погрешности измерений	0,25 % от диапазона измерений. Погрешность термокомпенсации – 0,5 0С
Напряжение питания	175…245 В
Потребляемая мощность, не более	10 ВА
Габаритные размеры	322х322х117 (длина × ширина × глубина)
Масса, не более	5 кг
Время оборота диаграммного диска	Выбирается из ряда: 1; 2; 4; 8; 12; 24; 48; 72; 96; 120; 144; 168; 192 ч.
Тип диаграммной бумаги	0…100 % (реестровый номер 2190 по ГОСТ 7826)
Рабочие условия	Рабочая температура от 5 до 50 0С, относительная влажность: – для исполнения УХЛ 4.2 - 80 % при температуре 35 0С без конденсации влаги; – для исполнения О4.2 – 98 % при температуре 35 0С без конденсации влаги.
Средняя наработка на отказ	25000 ч
Средний срок службы	10 лет
Конструктивное исполнение	щитовое или настенное