Спосіб управління розподілом потоку рудної галі

Реферат: Винахід належить до гірничої промисловості, зокрема до способу автоматизації процесу здрібнення мінеральної маси в барабанних млинах. Спосіб включає дозоване завантаження рудною галею рудно-галькового барабанного млина. Рудну галю, розділяють на два технологічних потоки, один із яких направляють як циркулююче навантаження у млин мокрого самоподрібнення, а другий потік направляють у барабанний рудно-гальковий млин. Формування технологічних потоків здійснюють за допомогою виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі. За допомогою інформаційного датчика формують сигнал активної потужності приводу рудно-галькового млина, який перетворюють у пропорційний аналоговий сигнал. Отриманий аналоговий сигнал активної потужності приводу порівнюють із сигналом еталонної активної потужності приводу, значення якого відповідає типу сировини, що переробляється. Визначають різницю значень фактичного та еталонного сигналів і отримане значення різниці сигналів подають у ПІД і ШІМ регулятори, формуючи виконавчий сигнал для UA 109224 C2 (12) UA 109224 C2 системи управління. За допомогою системи управління формують сигнал, який направляють у привід виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі і змінюють об'єм галі, що подають в рудно-гальковий млин. Формують інформаційний сигнал про фактичне положення виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, що передають у вигляді коригувального сигналу у ПІД і ШІМ регулятори, у яких формують коригувальний сигнал для зміни положення виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі. Техніко-економічний результат від використання способу полягає у тому, що підвищується рівень автоматизації, ефективності і оптимальності процесу здрібнення рудної маси. UA 109224 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої промисловості, зокрема до способів автоматизації процесу здрібнення мінеральної маси в барабанних млинах. Зокрема, винахід належить до способів, що забезпечують автоматизацію управління оптимальним завантаженням барабанних млинів, за допомогою яких на гірничозбагачувальних комбінатах подрібнюють руду і рудну галю, що забезпечує доведення продукту, що подрібнюється, до необхідного гранулометричного складу. Оптимальність роботи привідного устаткування обумовлена необхідністю навантаження на виконавчі і привідні механізми, які забезпечують усунення ймовірності передчасного зношування і виникнення позаштатних ситуацій, що приводять до зупинки млинів на позаплановий ремонт. Спосіб призначений для високопродуктивних млинів, що застосовуються на гірничозбагачувальних комбінатах для автоматизації раціонального управління розподілом потоку рудної галі між млинами мокрого самоподрібнення і барабанними млинами, що подрібнюють рудну галю. Критерієм оптимальності, що забезпечує функціонування системи управління розподілу руд, з завантаженням рудною галею барабанного млина, завдяки якому здійснюється максимальна якість подрібненої рудної маси при раціональному навантаженні на привод, що дозволяє оптимізувати процес подрібнення значних об'ємів руди в балансі системи подачі рудної галі і забезпечити оптимальне навантаження на барабанний млин. Спосіб реалізується в тих випадках, коли необхідна мінімізація затримки технологічної системи з метою попередження перевантаження млина вихідними матеріалом і попередження навантаження на приводну частину устаткування, попереджаючи його передчасне зношування. Це дозволяє використовувати спосіб в технологічному циклі переробки рудної маси із застосуванням млинів мокрого самоподрібнення (ММС) і в другій стадії рудно-галькових млинів: від подрібнення рудної маси до одержання товарного концентрату для металургійної промисловості. Відомий спосіб управління розподілом потоку рудної галі при завантаженні млина. Спосіб передбачає подачу сигналу від системи управління на завантажувальний пристрій, привід якого, залежно від конструкції і потужності, забезпечує завантаження рудної галі в барабанний млин першої стадії подрібнювання або в рудно-гальковий млин для подрібнення часток рудної галі до необхідного гранулометричного складу [Взрывная рудоподготовка для процессов самоизмельчеиия Ю.С.Мец, А.П.Левицкий. Нові технології № 2 (28) - 2010. Науковий вісник КУЕІТУ с 192-196]. Недоліком відомого способу є те, що налаштування параметрів виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі здійснюється у стаціонарному режимі відносно процесу подрібнення і, відповідно, змінності сировини, що переробляється. При зміні фізико-механічних властивостей сировини, нове налаштування виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі вимагає значного часу, вказане налаштування неможливо виконати оперативно і безпосередньо під час процесу подрібнення сировини, що призводить до ймовірності перевантаження млина, порушення оптимального режиму подрібнення рудної маси, перевантаження приводу і конструктивних елементів, що приводить до прискореного зносу та необхідності позапланових ремонтів. Реалізація способу розподілу потоку рудної галі з налаштуванням виконавчого пристрою у стаціонарному режимі при значних об'ємах переробки рудної маси і змінного технологічного навантаження на подрібнююче устаткування приводить до ймовірності переподрібнення або недоподрібнення рудної маси, що призводить до втрат руди із хвостами збагачення або необхідності додаткового подрібнення руди у барабанному млині, до непродуктивного навантаження на технологічне устаткування і до збільшення собівартості одержання залізорудного концентрату. Відомий спосіб дозволяє забезпечити тільки доставку рудної галі у млин у заданому обсязі. Зміну об'ємів подачі рудної галі, а тим більше зміну регламентованих технологічних потоків спосіб не передбачає. Найбільш близьким рішенням, вибраним як прототип, є спосіб управління розподілом потоку рудної галі, що містить дозоване завантаження рудної галі в рудно-гальковий млин [Патент Росії № 2062148]. Відповідно до відомого способу, здійснюють контроль заповнення рудною масою барабанного млина за допомогою датчиків. Отриману інформацію передають у блок обробки інформації. Залежно від ступеня завантаження барабанного млина, інформація надходить у блок управління виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, за допомогою якого забезпечується зміна об'єму галі, що надходить у барабанний млин. Реалізація відомого пристрою заснована на реагуванні тензометричної системи па зміну ваги млина в процесі поточного його завантаження. У міру завантаження млина і зміни його 1 UA 109224 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ваги до необхідного рівня, регулюється завантаження рудної маси. По досягненню необхідного об'єму завантаження, а значить і маси завантаженого млина, припиняється завантаження рудної галі. Недоліком відомого способу є те, що його ефективність обмежена фізико-механічними властивостями рудної галі. Спосіб не передбачає оцінки параметрів вихідної сировини і оперативної зміни технологічних режимів при мінімальній затримці на регулювання процесу, що реалізується шляхом подачі галі на подрібнення у млин першої стадії подрібнення або подачі необхідного об'єму галі, яка надходить на доподрібнення до необхідного гранулометричного складу. Спосіб може бути реалізований тільки для встановленого виду сировини. Основним недоліком способу є те, що він не передбачає формування оперативної бази даних, необхідної для прийняття системою управління адекватного рішення по формуванню керуючого сигналу, що забезпечує оптимальне завантаження млинів і алею, критерієм якого є: - оптимальний об'єм матеріалу, що завантажується в барабанний рудно-гальковий млин; - оптимальне навантаження на привідні двигуни; - мінімізація навантаження на виконавчі вузли і механізми. Задачею винаходу є удосконалення способу управління розподілом потоку рудної галі за рахунок контролю активної потужності привідного двигуна млина, величина якого визначена стосовно до кожного типу сировини, що переробляється. Розподіл потоку рудної галі здійснюється на два технологічних потоки, один із яких направляють назад у барабанний млин, а другий потік направляють у рудно-гальковий млин для доподрібнення до необхідного гранулометричного складу. Згідно зі способом, що заявляється, формування оптимального режиму подрібнення змінюється в оперативному режимі при мінімальних витратах часу на ухвалення адекватного рішення. Спосіб передбачає оптимальне завантаження рудно-галькового барабанного млина, що забезпечує його оптимальне подрібнення. Технічний результат від використання способу полягає в тому, що: - підвищується рівень автоматизації процесу подрібнення рудної маси; - забезпечується високий рівень реагування системи на технологічні умови, що змінюються; - знижується собівартість переробки рудної маси на збагачувальному комбінаті; - забезпечується постійний зв'язок у режимі реального часу положення виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі з фактичним об'ємом подачі рудної маси у млин; - забезпечується можливість формування бази даних, що передбачає різні умови здрібнення сировини, стосовно до конкретних фізико-механічних параметрів рудної маси. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб управління розподілом потоку рудної галі включає дозоване завантаження рудною галею рудно-галькового барабанного млина. Відповідно до винаходу, рудну галю, отриману при розвантаженні млина мокрого самоподрібнення, розділяють на два технологічних потоки: один із яких направляють як циркулююче навантаження в барабанний млин мокрого самоподрібнення, а другий потік направляють у барабанний рудно-гальковий млин. Формування технологічних потоків здійснюють за допомогою виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, управління яким здійснюють за допомогою системи управління. За допомогою інформаційного датчика формують сигнал активної потужності приводу рудно-галькового млина, який перетворюють у пропорційний аналоговий сигнал, значення якого становить від 4,0 до 20 мл. Отриманий аналоговий сигнал активної потужності приводу порівнюють із еталонним значенням активної потужності приводу, значення якого відповідає гину сировини, що переробляється. Визначають різницю значень фактичного та еталонного сигналів і отриману величину різниці сигналів подають у пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор і регулятор із широтноімпульсною модуляцією. За допомогою регуляторів перетворюють значення різниці між фактичним і еталонним сигналами активної потужності приводу у виконавчий сигнал, що подають у систему управління. За допомогою системи управління формують регулюючий пропорційний сигнал, який направляють у виконавчий пристрій розподілювача потоку рудної галі, за допомогою якого змінюють об'єм галі, що подають в рудно-гальковий млин. За допомогою інформаційного датчика формують інформаційний сигнал про фактичне положення виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, що передають у вигляді коригувального сигналу в пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор і регулятор із широтно-імпульсною модуляцією. У регуляторах формують коригувальний сигнал і передають його в систему управління, за допомогою якої вносять зміни в положення виконавчого пристрою 2 UA 109224 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 розподілювача потоку рудної галі, змінюючи об'єм рудної галі, що надходить у барабанний млин мокрого самоподрібнення і в барабанний рудно-гальковий млин. Спосіб реалізується таким чином. Па гірничозбагачувальних комбінатах тонке здрібнення рудної маси досягається за рахунок здрібнення рудної маси в різного роду барабанних і рудно-галькових млинах. Розвантаження барабанних млинів мокрого самоподрібнення класифікується у бутарі з отвором 20 мм на два класи: надрешітний (галя) - крупністю від мінус 70 мм до плюс 20 мм, що подається в рудно-гальковий млин як подрібнююче середовище, і підрешітний - крупністю від мінус 20 мм до плюс 0 мм, що направляється на класифікацію у спіральний класифікатор. Піски класифікатора повертаються на подрібнення в барабанний млин, злив є живленням першої стадії магнітної сепарації. У свою чергу, на виході із млина галя за допомогою виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі розділяється на два потоки. Одна частина вертається знову в барабанний млин першої стадії, друга надходить у млин другої стадії подрібнення - рудно-гальковий млин. Основним завданням розподілювача потоку рудної галі є підтримка завантаження рудногалькового млина на заданому рівні, забезпечуючи його максимальну продуктивність. Виконавчий пристрій розподілювача потоку рудної галі являє собою поворотну заслінку, закріплену на приводному валу, що з'єднаний тягою, наприклад телескопічною, із прямохідним виконавчим механізмом лінійного типу. Для забезпечення максимальної продуктивності рудно-галькового млина використаний алгоритм із контролем активної потужності приводу рудно-галькового млина, реалізований на базі ПІД і ШІМ регуляторів. Час, протягом якого виконавчий пристрій розподілювача потоку рудної галі відкритий/закритий, визначає регулятор по відхиленню поточної потужності рудногалькового млина від заданої. Суть ЛІД-ШІМ регулювання полягає в послідовному вмиканні/вимиканні виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі. Параметри керуючого імпульсу, за допомогою якого відкривають і закривають виконавчий пристрій розподілювача потоку рудної галі, змінюються залежно від довжини імпульсу включення і паузи між імпульсами. За рахунок ПІДШІМ регуляторів відбувається регулювання роботи приводу виконавчого пристрою періодичного включення і відключення струму. Стосовно до приводів, регулятори дозволяють змінювати в підключеному стані паузи між підключеннями, а також, при необхідності, можна регулювати і підтримувати необхідну швидкість обертання ротора приводу. Таким чином, завдання регулятора полягає у виконанні керуючого впливу або заданого режиму роботи виконавчих пристроїв або їхніх приводів, робота яких дозволяє підгримувати роботу агрегату в оптимальному режимі відповідно до конкретних умов роботи, виходячи з перетворених сигналів датчика, що фіксує необхідні дані. За допомогою регулятора забезпечується робота регулюючих систем, завдяки чому технологічний режим триває в заданому режимі навіть при коливаннях зовнішніх умов. Завдяки пропорційно-інтегрально-диференціальному регулятору (ПІД-регулятору) і точному його налаштуванню, досягається краща точність управління порівняно з двопозиційним, наприклад, релейним регулятором. При 1ІІД-регулюваниі сигнал управління залежить не тільки від різниці між поточними і заданим значеннями (значенням помилки або неузгодженості), а також від накопиченої помилки (інтеграла) і від швидкості зміни помилки в часі (диференціала). У результаті ПІД-регулятор забезпечує таке значення сигналу управління, при якому помилка в сталому режимі прагне до нуля. Якість управління визначається багатьма факторами, де ключовими є: недетермінованість об'єкта управління, точність введення-виведення регулятора та інтенсивність зовнішніх впливів. Таке сполучення регуляторів дозволяє відпрацьовувати завдання на завантаження рудногалькового млина по параметру контролю активної потужності з можливістю пошуку за критерієм максимальної продуктивності з переробки галі. ПІД-регулятор дозволяє відпрацьовувати вплив по різниці сигналу і завдання (активна потужність приводу рудно-галькового млина) з урахуванням відомих факторів, що залежать від настроювання впливу пропорційної частини (абсолютне відхилення), диференціальної частини (критерій прогнозу) і інтегральної частини (критерій помилки попереднього періоду), яка практично перекриває математичну обробку всіх необхідних факторів, що впливає на процес регулювання. Наявність адаптивної частини налаштування регулятора у вигляді пошуку критерію максимуму завантаження млина МГР реалізує функцію максимального виводу галі із циклу млина першої стадії (млин ММС). 3 UA 109224 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Функція ШІМ у цьому випадку використана для виконавчого механізму з дискретним управлінням для реалізації дії періодичного відкриття і закриття виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі. Дана дія необхідна в практичній реалізації вузла регулювання у вигляді гою, що перебуваючи в нерухомому стані, цей вузол піддається засміченню пісками дрібних фракцій, які є у потоці галі, а за наявності постійних переміщень, реалізованих за допомогою ШІМрегуляторів, цей процес мінімізований. Подрібнена руда з розвантажувальної частини барабанного млина надходить на класифікацію до спірального класифікатора. Відділена на виході з барабанного млина, рудна галя надходить на додаткове подрібнення в рудно-гальковий млин або як циркулююче навантаження барабанного млина, з якого вона була витягнута. Регулювання технологічних потоків здійснюється за рахунок зміни просторової орієнтації виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, що виконують у вигляді регульованої заслінки. Залежно від просторової орієнтації виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, змінюється об'єм подачі рудної галі в барабанний млин або барабанний рудно-гальковий млин. Установлено, що найбільш об'єктивним показником, що характеризує ступінь завантаження млина, є зміна активної потужності приводу млина. Виходячи з цього, зміну ступеня завантаження оцінюють по величині активної потужності приводу млина, що фіксують за допомогою інформаційного датчика. За допомогою інформаційного датчика під час роботи привідного двигуна формують сигнал активної потужності приводу рудно-галькового млина. Для наступної обробки сигнал активної потужності перетворюють у пропорційний аналоговий сигнал, значення якого становить від 4,0 до 20 мА. Отриманий під час роботи рудно-галькового млина робочий аналоговий сигнал активної потужності приводу порівнюють із еталонним сигналом активної потужності приводу. Сигнали формують у вигляді бази даних, яку зберігають у пристрої довгострокової пам'яті електронно-обчислювальної машини. Кожний еталонний сигнал відповідає тому або іншому типу рудної маси і різним режимам роботи млина. Робочий аналоговий сигнал порівнюють із заданим, значення якого відповідає даному типу барабанного млина і фізико-механічним параметрам рудної маси, що переробляється. При порівнянні цих значень вираховується значення розбіжності. Якщо різниця величин сигналів залишається у межах припустимого, то рудно-гальковий млин працює у встановленому режимі, і виконавчий пристрій розподілювача потоку рудної галі забезпечує необхідний об'єм подачі рудної сировини по обох технологічних потоках. Якщо значення різниці значне (значно відхилене) в ту чи іншу сторону, то це означає, що: або млин працює з перевантаженням і відбувається недоподрібнення рудної галі, або млин працює не на повну потужність і є певний ризик одержання нерівномірного подрібнення, у результаті якого буде отримана або не подрібнена, або переподрібнена рудна маса. Отримане значення різниці сигналів подають у пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор і регулятор із широтно-імпульсною модуляцією. За допомогою цих регуляторів перетворюють величину різниці між фактичним робочим і еталонним сигналом активної потужності приводу у виконавчий сигнал. Виконавчий сигнал подають у систему управління, де формують регулюючий пропорційний сигнал. Цей сигнал забезпечує можливість виконавчому пристрою розподілювача потоку рудної галі зробити його переміщення, в результаті якого відбувається зміна об'ємів подачі рудної маси в барабанний млин або в рудно-гальковий млин. Зміна положення виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі фіксується інформаційним датчиком. Цей датчик дозволяє сформувати інформаційний сигнал про фактичне положення виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі. Цей інформаційний сигнал передають у вигляді коригувального сигналу в пропорційноінтегрально-диференціальний регулятор і регулятор із широтно-імпульсною модуляцією. У регуляторах інформаційний сигнал перетворюють у коригувальний сигнал і передають його в систему управління. Система управління вносить коригувальні зміни в положення виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, змінюючи об'єм рудної галі, що надходить у класифікатор і в рудно-гальковий млин. Дослідно-промислові випробування способу розподілу потоку рудної галі показали його високу ефективність і можливість реалізації на всіх гірничозбагачувальних комбінатах, де застосовуються барабанні млини самоподрібнення. 4 UA 109224 C2 Спосіб дозволяє забезпечити високу ефективність подрібнення рудної галі в рудногальковому барабанному млині при оптимальному навантаженні приводу. Спосіб дозволяє знизити ймовірність передчасного зношування приводу і конструктивних елементів млина і тим самим підвищити їхній експлуатаційний ресурс. 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 Спосіб управління розподілом потоку рудної галі, що включає дозоване завантаження рудною галею рудно-галькового барабанного млина, який відрізняється тим, що рудну галю, отриману при розвантаженні млина мокрого самоподрібнення, розділяють на два технологічних потоки, один із яких направляють як циркулююче навантаження у млин мокрого самоподрібнення, а другий потік направляють у барабанний рудно-гальковий млин, при цьому формування технологічних потоків здійснюють за допомогою виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, управління яким здійснюють за допомогою системи управління, при цьому за допомогою інформаційного датчика формують сигнал активної потужності приводу рудногалькового млина, який перетворюють у пропорційний аналоговий сигнал, при цьому отриманий аналоговий сигнал активної потужності приводу порівнюють із сигналом еталонної активної потужності приводу, величина якого відповідає типу сировини, що переробляється, після цього визначають різницю значень фактичного і еталонного сигналів і отримане значення різниці сигналів подають у пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор і регулятор із широтно-імпульсною модуляцією, за допомогою яких перетворюють значення різниці між фактичним і еталонним сигналами активної потужності приводу у виконавчий сигнал, що подають у систему управління, при цьому за допомогою системи управління формують регулюючий пропорційний сигнал, який направляють у виконавчий пристрій розподілювача потоку рудної галі, за допомогою якого змінюють об'єм галі, що подають в рудно-гальковий млин, причому за допомогою інформаційного датчика формують інформаційний сигнал про фактичне положення виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, що передають у вигляді коригувального сигналу в пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор і регулятор із широтно-імпульсною модуляцією, у яких формують коригувальний сигнал і передають його в систему управління за допомогою якої вносять зміни в положення виконавчого пристрою розподілювача потоку рудної галі, коригуючи об'єм рудної галі, що надходить у барабанний млин мокрого самоподрібнення та в барабанний рудно-гальковий млин. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5