Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Лебедкин, В. Ф. Проектирование систем управления обогатительными производствами

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

22.10.2023

Размер:

12.44 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2918 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 > Следующая >>>

сти искать управляющие воздействия, обеспечивающие максимиза цию функции F, при определенных ограничениях со стороны из мельчения. Эти ограничения можно выразить в виде зависимостей

f ( Q w >mß)=0 .

Подобные зависимости для двух крайних случаев измельчитель-

ного агрегата должны быть определены заранее:
для		руды, соответствующей						наилучшим	условиям	измельчае-
мости,
						/i(Q«on, Р )=0 ;
для руды, соответствующей наихудшим условиям измельчае
мое™
		/2(<2доп,		Р) =	о.			Q l
Вышеуказанные					зависимо
сти делят плоскость					координат
на три зоны			(рис. III.32).
Зона I , лежащая выше кри
вой fi	(QH O n,		ß ) = 0 ,		соответст
вует сочетаниям значений Q и
ß, которые никогда не могут
быть получены в реальных ус
ловиях.
Зона		I I , лежащая ниже кри
вой [ 2 ( Q Ä o n ,			ß ) = 0 ,		соответст						ß
вует режимам работы измель-
чительного			агрегата,			которые		Рис. III.32. Поиск оптимального режима
можно		применять при				любых			измельчения
типах	руд,		характерных				для
данного		месторождения.					между кривыми /і (QROn,
Зона		I I I , заключенная									ß) = 0 и
h(Qnon,		ß); = 0, представляет					собой область, в которой			лежат зави
симости		f (Сдоп, ß ) = 0				для	руд,	занимающих	некоторое		промежу
точное положение по условиям измельчаемости.
Учитывая вышесказанное, рассмотрим следующий способ уп
равления измельчительным							отделением.
Измеряются				возмущающие				воздействия:	содержание		металла
в руде,		отдельные характеристики минералогического								состава (со

отношение окисленных и сульфидных форм) и др.

С помощью вычислительной машины одним из известных мето дов решается задача определения величин управляющих воздейст вий (в том числе Q и ß), обеспечивающих максимум целевой функ ции управления F. При этом в качестве ограничения со стороны измельчительного отделения рассматривается область режимов, ог раниченная осями координат Q и ß и кривой /і (<ЗДОп, ß ) = 0 .

Режим работы измельчительного отделения, определенный в ре зультате решения задачи оптимизации, может соответствовать

173

на плоскости координат Q, ß	либо одной из точек зоны /У (напри
мер, точка Лі), либо одной из	точек зоны / / / (например, А[).

В первом случае режим можно использовать при любых типах руд. Поэтому вычисленные Qi и ßi следует использовать в качестве уставок для местных систем регулирования (система стабилизации подачи исходной руды в мельницу и система стабилизации крупно сти на сливе классификатора).

Во втором случае, не имея полной информации о физико-меха нических свойствах перерабатываемой руды, нельзя сделать вывод об осуществимости рекомендованного режима. В связи с этим не обходимо провести повторное решение задачи оптимизации, исполь зуя в качестве ограничения со стороны измельчительного отделе ния область режимов, ограниченную осями координат Q и ß и кривой МФдоп, ß ) = 0 , в результате чего будет получен режим, соот ветствующий некоторой точке Л2 , принадлежащей зоне // .

Полученные значения Q2 и ß 2 используются в качестве исходных уставок для местных систем автоматического регулирования. Вы числяется величина максимизируемой функции F— Fi. Дальнейшие действия предпринимаются с целью изменения режима работы из мельчительного агрегата для движения из точки Л 2 в точку А'.'

Этот переход можно осуществить, например, на основе шагового принципа.

Траекторию движения можно определить одним из известных методов. Например, в качестве подобной траектории может быть выбрана кривая, соединяющая некоторые точки, координаты кото рых получены в результате максимизации функции F при постоян

ных значениях производительности Qi=const	или крупности			гото
вого продукта ßi = const. Здесь Q i < Q , ^ Q 2 ;	ß i ^ ß , - < ß 2 ;	i =	l,	2, . . .
..., п (п — число достаточно малых равных интервалов,		на	которые

разбивается диапазон производительности или крупности готового продукта измельчительного агрегата, лежащих между значениями соответствующих координат точек А\ и Аг). На каждом шаге дви жения изменяются задания местным системам автоматического ре гулирования измельчительного агрегата.

В зависимости от свойств перерабатываемой руды и состояния измельчительного агрегата кривая fi (<ЗДОп, ß ) = 0 , ограничивающая область возможных режимов, занимает некоторое промежуточное положение в зоне /// . В связи с этим в процессе движения по выб

ранной траектории		могут возникнуть два случая:
система	достигает		оптимального режима,				соответствующего
точке А[, и дальнейшее движение					продолжается;
система	наталкивается на			ограничение		fi ( Q a o n , ß)==0 и должна
быть возвращена		в	точку,	из	которой	произведен		последний
шаг.
Нарушение ограничения /ч (<Здош ß ) = 0 ,						а следовательно, тенден
цию к срыву нормального технологического режима								(завалу из
мельчительного агрегата), можно					обнаружить		по соответствую-

174

т е м у изменению сигнала датчика шума мельницы, датчика потреб ляемой мощности двигателя классификатора и т. п.

Аналогичным образом можно выявить при изменении условий

измельчения	отклонение ограничения fi (Qn0n> ß) = 0 в ту или				иную
сторону, что	явится	сигналом	к перемещению системы из		точки
А \ в сторону приближения или удаления от максимума				функции F
по выбранной траектории движения.
Таким образом,		подобное	управление позволит	выводить и

удерживать измельчительный агрегат в области оптимальных ре жимов, обусловленных как состоянием самого агрегата, так и свой ствами перерабатываемой руды и обеспечивающих максимум функ ции цели.

Для замкнутого цикла измельчения с контрольной классифика цией в гидроциклонах рассмотрим более подробно использование алгоритма управления [37].

Алгоритм управления измельчительным агрегатом решает сле дующие задачи:

максимизации производительности агрегата; определения коэффициентов регрессионного уравнения, связы

вающего содержания класса —0,074 мм с плотностью в сливе гидроциклона;

опознавания аварийных ситуаций, вызванных перегрузками аг регата, неисправностью оборудования или аппаратуры.

Перечисленные задачи предполагается решать параллельно.

Максимизация производительности агрегата осуществляется

методом поиска экстремума нелинейной зависимости производи

тельности по исходному питанию от шума, издаваемого

мельницей.

Необходимым условием реализации этого способа является на

личие системы

автоматического

регулирования

производительно

сти мельницы с коррекцией по шуму.

Операции совершаются в следующем порядке.

1. Запись констант и условных

обозначений:

к — шум мельницы,

% шкалы

показывающего

прибора;

у — производительность

агрегата, т/ч;

ту'

— производительность

агрегата

до шага системы по шуму, т/ч;

ту"

— производительность

агрегата

после

шага

системы по шуму,

Ах

т/ч;

— шаг системы регулирования

по шуму, % шкалы показываю

Ау

щего прибора;

— чувствительность системы регулирования, т/ч;

At— выдержка

времени

на период

переходного процесса

в си

стеме, мин;

// — порядковый номер

замера мгновенных значений

параметров

X и у с интервалом

1 мин;

п — число замеров параметров х и у;

N — порядковый номер

эксперимента

(под экспериментом

пони

мается

цикл

опроса

датчиков,

позволяющий

получить

175

необходимую для расчетов по приведенным формулам ин формацию) .

2. Измерение и запоминание мгновенных значений параметров x и у.

3. Вычисление скользящего среднего параметра у и определение установившегося состояния в системе

		( Л г - 1 ) + 2«
		j =	N±n
Операция останавливается при		mVN^Ay.
4. Изменение задания системе		автоматического регулирования
производительности агрегата с	коррекцией		по шуму в сторону
уменьшения производительности	( + А х ) .

5.Выдержка времени At на период переходных процессов в си стеме.

6.Повторение операций 2 и 3. Исчисление порядкового номера эксперимента производить заново.

7.Сравнение величин производительностей до и после шага си

стемы по шуму

,, .

I гпуі — OTw-|=Ay.

Если разность меньше или равна величине А у , вернуться к опе рации 4.

Если разность больше А у , приступить к следующей операции.

8.Изменение задания системе в сторону увеличения производи тельности (—Ах).

9.Повторение операций 5, б и 7.

10.Обнаружение поисковых автоколебаний системы. Признак— неизменное чередование операций 4, 5, 6, 7, 8, 4, 5, 6, и 7...

11.Прекращение поиска экстремума после 2—3 периодов авто колебаний.

12.- Возобновление поиска осуществить после четырехчасового перерыва или по сигналу диспетчера фабрики (оператора главного корпуса).

Определение коэффициентов регрессионного уравнения, свя

зывающего содержание класса —0,074 мм с плотностью в сливе гидроциклона, необходимо с целью получения и последующего уточнения данных для расчета величины задания системе автома тического регулирования плотности слива гидроциклона.

Коэффициенты вычисляются адаптационным методом. 1. Запись констант и условных обозначений.

Линейное уравнение регрессии задается в следующем виде:

		у = а ! — а2х,
где	х - п л о т н о с т ь слива	гидроциклона		(среднесменные			данные),
кг/л;	«/ — содержание класса		—0,074 мм		в сливе	гидроциклона
(среднесменные данные),		%;	^ = 1 0 2	j	к о э ф ф и ц	и е н т ь і	у р а в н е .
176

ния регрессии; ІѴ=1, 2, 3 ... — порядковый номер замеров мгно венных значений параметров с интервалом 60 мин; і = 1, 2, 3 ... — порядковый номер эксперимента; п = 8 — число замеров пара метров.

2. Вычисление коэффициентов по формулам:

						1	(N-Ц+п
а 1, N + 1 =а			Ум	а 1, N '	а.2,	1
а 1, N + 1 =а	1,	Л'	Ум	а 1, N '	а.2,	N '	l =	N
							l =	N
							( і Ѵ - 1 ) + л
			>N	UN	a 2 ,	N ~~^Г	2	X i
а,2, ЛГ + 1	а 2 ,	N	—			n	l =	N
а,2, ЛГ + 1	а 2 ,	N	—	-		S
				-		S
						--N

Опознавание аварийных ситуаций. Под аварийной ситуацией

в данном случае понимается нарушение нормального хода техно логического процесса вследствие перегрузки измельчительного аг регата исходным питанием или засорения (забивки) Песковых от верстий гидроциклонов или отсадочной машины. В этой же части алгоритма предусмотрена также возможность опознавания отказа (потери чувствительности) датчика шума мельницы, так как шум является одним из наиболее важных параметров, используемых для контроля и управления измельчительным агрегатом.

При составлении уравнений и расчетных формул использован ма тематический аппарат теорий опознавания, адаптации и обучения.


Перегрузка		мельницы
а) система автоматического регулирования производительности
агрегата по шуму		включена.
1. Запись констант и условных			обозначений:
хі	— шум мельницы, % шкалы показывающего прибора;
Х2	— производительность агрегата, т/ч;
сі = 5 — предельное значение уровня шума, % шкалы пока
	зывающего прибора;
Сг=150 — предельное значение производительности, т/ч;
аі = 2 ]
аг = 6		коэффициенты	аппроксимирующего уравнения;

	аз = 0,65 I
	i,j = \, 2, 3 ... — порядковый номер замера мгновенных		зна
	чений параметров хі, Хг с интервалом 1 мин;
	п = 10 — число замеров мгновенных значений;
	N = — 1, 2, 3 ... —порядковый	номер эксперимента;
	k = 1, 2, 3 ... — число десятков	экспериментов;
sign ф (х) = (—) — аварийная ситуация;
5І^Пф(д:)= ( + ) —технологический режим в пределах нормы.
2.	Опознавание ситуации. Производится в результате		ре
шения	уравнения, аппроксимирующего разделяющую функцию.

12 З а к а з № 510

177

Аппроксимирующее уравнение задано в следующем виде:

	y = s i g n ср (x)==sign	\—а 1 . "	1			а 2 , N X
	y = s i g n ср (x)==sign	\—а 1 . "	(N—	1) +	2л	а 2 , N X
			ci — —	2		Хі -1
		\	п i=N	+	n
		m	/ ( І Ѵ - П + л			( У Ѵ - 1 ) + 2 и
х -	1	-а•3. ІѴ '
х -	( W - l ) + 2 n	-а•3. ІѴ '	(N—l)+2n
	2,	/	2			* 2 . £
	i = N + n		j = Л ' +		л
			j = Л ' +		л

3. Корректировка коэффициентов аппроксимирующего уравне ния. Осуществляется адаптационным методом по формулам:

s i g n V — s i 2 n	1 - Я Ь Л Г \| '	1
		( A f - l ) + 2 n

								C l	__ L	2	*ы
									l =	N +	n
а 1 , N + \ ~ a	i , N					(N-\)	+ 2n		\ 2
					"	t=N	+	n	I
						1
			2, / V /	j ( / Ѵ - 1 ) + 2 л
						i=N +	n
				( 7 Ѵ - 1 ) + 2 л				\ 2
			"	i — N		+ n		/
	/	m / ( Л г — 1) + л		(W — 1 ) + 2 л
	/	S 2 * 2 . i -				2 ' 2 ,			;
3, /V	ft = 1 \		( = Л'		j = N + n
3, /V	V		(W —2l ) + 2 n		' 2 , /					( Л Г - 1 ) + 2в
	V		г = Л/	+ л							" 1 , (>
	m	/(JV	— l) + n	(N	—	1 ) + 2 я					" 1 , (>
X	2		2 - 2 , ,		2 - 2 , ;
X	ft =	l \	i = K	2n
			(/V— l ) +	2n
			2	' 2 . «
					1 —a1. N				1
					1 —a1. N		I		, < У Ѵ - 1 ) + 2 л
								Cl
									i =	N +	n
a 2 , W + l — # 2 , Л Г						( У Ѵ - 1 ) 4 - 2 л			, -
				4 -		2		n	.. +
						i=N	+	n

178

(jV — l ) +

Со •

-*2,

l =

N +

(N—\)^2n

* 2 .

/ I +

i =

N +

/(N-\)+2n

U V - l ) + 2 n

3, ЛГ

ft=l

і = У Ѵ+ п

+ 2 n

j=sN

+ n

(/V — 1)

*2.

/ ( У Ѵ - 1 ) +

= /V +

U V — 1 ) + 2л

2п

^,/-

*2.j

k = \ \

l = N

j = N + n

(TV — l)

*2.

1 — N+

	(N-l)	^2n
П	i = N	л 2 , t i
П		+ n
		+ n

a3, N+l—ö3,

12*

sign f N

— sign

1 — a1,

U V - l ) +

— —

* i . *

i =

N+n

(TV — l ) + 2 n

\ 2

u i

i = N + n

— a,

( T V — l ) + 2 n

'2,

C2-

i=N+n

•*2, г

X LL

(TV — 1) +

2л

2 ,

/V + re

,'(N — \)

(iV —1)

+ 2 n

2 - 2 ,

-*2,

3, TV

ft = l V

i - N

j = N + n

( T V — l ) + 2 n

2 ,

-X

m /(N—

1 ) +

2лг =

Т Ѵ + я ( T V — l ) + 2 n

* 2 . i -

- * 2 . ; -

ft = 1 У t = TV

j = N + n

—

l)+2n

X 2 ,

- m

i =

+ n

/ ( T V - l ) + 2 n

( Л Г - 1 ) + 2 я

2 * 2 . f ~

2 - 2 , ;

fc=l

t = TV

у =

/ѵ +

(TV — l

) +

- 2 , I

179

; = л+/і

4. Завершение опознавания. При обнаружении перегрузки мель ницы процесс опознавания прерывается и производятся следую щие операции: выдается оповещающий сигнал диспетчеру фаб рики (оператору главного корпуса); поиск максимальной произво дительности прекращается; на 5 мин останавливается подача руды в мельницу; задание системе автоматического регулирования про изводительности агрегата с коррекцией по шуму увеличивается на один шаг (в случае работы системы регулирования про изводительности без коррекции по шуму задание уменьшается на 5 т/ч).

5. Возобновление процесса опознавания. Через 20 мин после совершения четвертой операции процесс опознавания возоб новляется.

б) система автоматического регулирования производительности

агрегата

по шуму отключена.

1. Запись констант и условных обозначений:

ХІ

— производительность

агрегата, т/ч;

Хг — шум мельницы,

% шкалы показывающего прибора;

аі = 6

а.2 = 2

—коэффициенты

аппроксимирующего уравнения;

0,0lj

і,/

= 1, 2, 3 ... — порядковый

номер

замера

мгновенных

зна

чений параметров Xi, х2

с интервалом

1 мин;

я = 10 — число замеров параметров;

N=1,

3 ... — порядковый

номер эксперимента;

k =

З...т

— количество

десятков экспериментов;

sign ф (х)

(—) — аварийная ситуация;

sign ф (х) =

( + ) —технологический

режим

в пределах

нормы.

Последующие операции аналогичны алгоритму опознавания пе

регрузки

мельницы.

Забивка

пескового

отверстия

гидроциклона

1. Запись констант и условных обозначений:

ХІ

— плотность слива гидроциклона, кг/л;

Х2-—шум

мельницы,

% шкалы показывающего

прибора;

ai —0,011—коэффициенты аппроксимирующего

уравнения;

0,2=

]

і = 1 ,

2, 3 ... — порядковый

номер

замера

мгновенных

зна

чений

параметров xi,

Х2 с интервалом

1 мин;

я = 10— число

замеров

мгновенных значений

параметров;

/Ѵ= 1, 2, 3 . . . — порядковый номер

эксперимента;

s i g n ф ( x ) = ( — ) — з а б и в к а

пескового

отверстия

гидроциклона;

sign ф (х) = ( + ) — нормальная работа

гидроциклона.

2. Опознавание ситуации. Уравнение, аппроксимирующее раз

деляющую

функцию

для

опознавания

данной

ситуации, имеет

180

следующий вид:

	(	(N-D+n
y = s i g n 1 — а		(N-D+n
y = s i g n 1 — а				У,	X l ,	і —х\,	ОѴ- •1) + я
				l = N
—(N-D 2 +			n	*2.l-	*2,	(N-D	+ n
n		l = N
•a2,N\			(N-D		+ n
		—		S	x 2 ,	i
				i = N

3. Корректировка коэффициентов аппроксимирующего уравне ния осуществляется по формулам:

(N—D

+ n

s l g n ? N — s i g n

U i'

1 — a

a l , N + l ttl,N

l =

•1-

(N-D+n

\ 2

( Л Г - 1 ) + я

l =2N

X 2 , (N-D

+ n

X 2 , i

X l , (N-D

+ n I

a 2 , W |

(N-D

^ 2 ,

i =

(N- i=N2

, ,

( Л Г - І ) - і - п

s'gn f N — sign

ï-^bivl—

a 2 , N + 1

a 2 , N

i =

( Л Г - 1 ) + я

\ 2

l=N2

* 1 . i

j < < V - l ) + n

—

2 ,

l~~X2,(N-D

+ n

' X \ , ( N - D +n

~ Û 2 , N

1 1

l=N

(N-D

+ n

i =

—

( J V - l ) - j - n

*2> '

X —

л 2 , г

i =

* L l -

•X

4.Завершение опознавания. При обнаружении аварийной си туации процесс опознавания прерывается и производятся следую щие операции: выдается сигнал диспетчеру фабрики (оператору главного корпуса) об обнаруженной аварийной ситуации; работа алгоритма поиска максимальной производительности прерывается, задание системе автоматического регулирования производительно сти агрегата по шуму увеличивается на один шаг (в случае работы системы регулирования производительности без коррекций по шуму задание уменьшается на 5 т/ч).

5.Возобновление процесса опознавания. Через 20 мин после совершения четвертой операции работа алгоритма возобновляется.

Забивка пескового отверстия отсадочной машины

Необходимым условием использования этого алгоритма явля ется наличие системы автоматического регулирования плотности

слива

классификатора.

1. Запись констант и условных

обозначений:

хі — шум

мельницы,

шкалы

показывающего прибора;

Хг - -расход воды в отсадочную машину, м3 /ч;

ß i =

-0 1 I—коэффициенты

аппроксимирующего

уравнения;

а2--

М =

• I ,

2, 3, ..., п

— порядковый

номер

замера

мгновенных

значений параметров

х\, х2

с интервалом

1 мин;

п = -• 10 — число замеров

параметров;

N--

= 1, 2, 3 — количество

экспериментов;

äign ф (х) =

[—] — забивка

пескового

отверстия

отсадочной

ма

sign ф (х)

шины;

[ + ]—-нормальная

работа

отсадочной машины.

Опознавани(

е ситуации.

Производится по

уравнению

( i V — \)+п

(JV — 1) +

2п

y = s i g n 9 (^)=sign

j =

+ n

XUj

•а 2,

N '

Разность вычисляется,

только

если

xi,j>xyti\

остальных

слу

чаях выражение в скобках принимается равным нулю.

Корректировка коэффициентов. Производится

по

формулам:

/ ( j V - l )

+ n

s i g n <fN — siSa

i =

1, i

+ 1—аи

H.N

(N-l)

i=N+n

182

<<< < Предыдущая 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2918 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ