SU927321A1 - Устройство автоматического управлени гидроциклоном - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию процессом обогащени  полезных ископаемых и может быть использовано дл  управлени  классифицирующим оборудованием обогатительных фабрик в услови х дрейфа его статических характеристик , вызванного изменением качества перерабатываемого сырь  и износом.

Известно устройство автоматического управлени  гидроциклоном, содержащее датчик содержани  полезного компонента в питании гидроциклона, выход которого св зан через регул тор с исполнительным механизмом на линии подачи воды в технологический зумпф 1.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что ввиду отсутстви  достаточно точных датчиков содержани  полезного компонента в потоке пульпы невозможно получить достоверную оценку контролируемого параметра, что. в совокупности со значительным транспортным запаздыванием приводит к ухудшению качества регулировани  и снижению извлечени  полезного ископаемого в концентрат. ГИДРОЦИКЛОНОМ

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство автоматического управлени  гидроциклоном, содержащее блок контрол  гранулометрического состава

5 твердой фазы пульпы в сливе гидроциклона и задатчик, выходы которых соединены с элементом сравнени , и формирователь управл ющего воздействи , соединенный, с приводом двигател  насоса, установленного

10 на линии подачи пульпы из технологического зумпфа в гидроциклон 2.

Отклонение текущего значени  содержани  контролируемого класса крупности твердой фракции пульпы от заданного значени  приводит к возникновению в замкнутой системе управлени  переходного режима, качественные и количественные характеристики которого определ ютс  параметрами объекта управлени . При изменении качества перерабатываемого сырь  и износе

20 технологического оборудовани  происходит изменение параметров передаточной функции объекта управлени , в частности, коэффициента передачи гидроциклона по каналу: производительность питающего насоса-выход контролируемого класса крупности твердой фракции пульпы на сливе гидроциклона. В этом случае характеристики переходного процесса, возникающего в замкнутой системе автоматического управлени , отличаютс  от выбранных оптимальных, вследствие чего имеют место значительные потери контролируемого «готового класса крупности измельченного материала в песках гидроциклона .

Целью изобретени   вл етс  повышение выхода концентрата заданного качества в сливе.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено первым, вторым и третьим блоками определени  модул , блоком умножени , первым и вторым дифференциаторами , первым и вторым фильтрами, первым и вторым масштабирующими блоками , сумматором, вычислительным блоком, ограничителем, амплитудным детектором, блоком хранени  и выборки информации, блоком формировани  выдержки времени и частотным преобразователем, при этом выход блока контрол  св зан со входами блока умножени  и первого блока определени  модул , выход которого через второй фильтр, второй дифференциатор и третий блок определени  модул  соединен со входом амплитудного детектора, вход блока умножени  св зан с выходами элемента сравнени  и блока хранени  и выработки информации, а выход - с формирователем управл ющего воздействи , другой вход амплитудного детектора соединен с выходом блока формировани  выдержки времени, а выход - со входом вычислительного блока , другие входы вычислительного блока св заны с выходами сумматора и блока хранени  и выборки информации, входы логического блока соединены с выходами второго дифференциатора и блока формировани  выдержки времени, а выход - со входами первого масштабирующего блока и первого фильтра, другой вход которого св зан через первый дифференциатор и второй блок определени  модул  с выходом блока контрол , входы сумматора соединены с выходами первого и второго масштабирующих блоков , выход второго фильтра св зан через ограничитель со входом второго масштабирующего блока, а выход вычислительного блока соединен с блоком хранени  и выборки информации.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство автоматического управлени  содержит гидроциклон 1, питающий насос 2, технологический зумпф 3, блок контрол  4 гранулометрического состава твердой фракции пульпы в сливе, например ультразвукового типа, элемент сравнени  5, задатчик 6, первый блок определени  модул  7, блок умножени  8, первый дифференциатор 9, второй блок определени  модул  10, первый фильтр 11, логический блок 12, первый масштабирующий блок 13, сумматор 14, вычислительный блок 15, второй масщтабирующий блок 16, ограничитель 17, второй фильтр 18, второй дифференциатор 19, третий блок определени  модул  20, амплитудный детектор 21, блок хранени  и выборки информации 22, блок формировани  выдержки времени 23, формирователь управл ющего воздействи  24 и частотный преобразователь 25.

0 Устройство автоматического управлени  гидроциклоном работает следующим образом .

Гидроциклон 1 осуществл ет классификацию измельченного материала. При этом требуемое содержание контролируемого класса крупности твердой фракции пульпы в сливе гидроциклона 1 определ етс  характером вкрапленности полезного компонента и на основе предварительно проведенных исследований устанавливаетс  задатчиком 6.

Текущее значение X содержани  контролируемого класса крупности твердой фракции в пульпе в сливе гидроциклона 1, измеренное блоком контрол  4 гранулометрического состава твердой фракции пульпы, сравниваетс  на элементе сравнени  5 с сигналом Xj

5 задатчика. В первом блоке определени  модул  7 определ етс  величина , представл юща  собой разность текущего X и заданного Хз (т. е. текущее отклонение) содержани  контролируемого класса крупности твердой фракции пульпы.

Второй дифференциатор 19 оценивает производную с модул  сигнала ошибки /f/, а третий блок определени  модул  20 совместно с амплитудным детектором 21 выдел ет максимальное значение модул  произ5 водной сигнала ощибки У.

Сигнал с блока контрол  4 гранулометрического состава твердой фракции пульпы нар ду с информацией о содержании контролируемого класса крупности твердой фракции пульпы включает высокочастотную помеху , обусловленную микрофлуктуаци ми твердого в пульпе и колебани ми величины слива гидроциклона 1. Дл  оценки параметров сигнала помехи первый дифференциатор 9, второй блок определени  модул  10

5 и первый фильтр 11 оценивают среднее значение модул  производной текущего содержани  контролируемого класса крупности твердого в пульпе Д.

Величина Д с первого фильтра 11, умножени  в первом масщтабирующем блоке

° 13 на посто нный коэффициент Кь складываетс  в сумматоре 14 с величиной /6/ со второго фильтра 18, умноженной на посто нный коэффициент Кг во втором масштабирующем блоке 16.

5 Сумма этих величин, а также значение У поступает в вычислительный блок 15, который реализует вычисление поправочного коэффициента 5: л ./g/

(1)

5тгде ST Sn текущее и предыдущее значени  поправочного коэффициента .

Дл  повыщени  надежности устройства автоматического управлени  в ограничителе 17 устанавливаетс  диапазон ограничени  модул  сигнала ощибки /f/, т. е. ограничиваетс  максимальное значение , которое может быть использовано дл  вычислени  Sp

Логический блок 12, представл ющий собой два последовательно соединенных триггера , по достижению производной модул  сигнала ощибки нулевгого значени  (при условии выхода перед этим значени  за пределы зоны нечувствительности логического блока 12) запускает блок формировани  выдержки времени 23, который через контрольный промежуток времени формирует импульс , по которому в блоке хр анени  и выборки информации 22 осуществл етс  сравнение записанного предыдущего61,и текущего 6т- значений поправочного коэффициента SL Этот же импульс осуществл ет сброс старого значени  У в амплитудном детекторе 21 и возвращает логический блок 12 в исходное положение.

Если предыдущее значение 5 не отличаетс  от текущего S.a это возможно в том случае , если не изменились параметры объекта управлени  (т. е. отнощение ), то ранее записанное и хранимое значение сохран етс , присутствует на выходе блока хранени  и выборки информации 22 и возвращаетс  в вычислительный блок 15. На это же значение в блоке умножени  8 умножаетс  сигнал ощибки .

Условие выхода значени  за пределы зоны нечувствительности логического блока 12, т. е. зоны установивщегос  режима, означает окончание установивщегос  режима и возникновение в замкнутой системе автоматического управлени  существенного пере ходного процесса.

Измерение значени  модул  сигнала ощибки / / через определенный контрольный промежуток времени после достижени  производной модул  сигнала ощибки нулевого значени  (при условии выхода перед этим значение за пределы зоны нечувствительности логического блока 12) соответствует измерению значени  через некоторое врем  после достижени  модулем сигнала ощибки своего максимального дл  текущего переходного процесса значени . В случае затухающего переходного процесса это позвол ет оценить скорость затухани , а следовательно, быстродействие объекта управлени .

При уменьшении коэффициента передачи объекта по выбранному каналу управлени  уменьщаетс  его быстродействие, увеличиваетс  отношение , а следовательно, увеличиваетс  поправочный коэффициент S, формируемый в вычислительном блоке 15.

Наоборот, при увеличении коэффициента передачи объекта растет его быстродействие , уменьщаетс  отнощение , и как следствие уменьшаетс  поправочный коэффициент S.

В случае расход щегос  переходного процесса на выходе блока хранени  и выборки информации 22 устанавливаетс  минимальное значение поправочного коэффициента 5, что позвол ет повысить степень устойчивости замкнутой системы управлеки .

Дл  компенсации вли ни  помехи в сигнале с блока контрол  4 гранулометрического состава твердой фракции пульпы на формируемый подправочный коэффициент

5 5 в числитель выражени  (1) вводитс  величина КI А, представл юща  собой усредненное значение уровн  сигнала помехи.

С увеличением уровн  помехи увеличиваетс  величина У, т. е. знаменатель выражени  (1). Однако, одновременное увеличение слагаемого KiA в числителе этого выражени  компенсирует вли ние помехи на вычисленное значение 5.

Логический блок 12 осуществл ет запуск блока формировани  выдержки времени 23 после достижени  определенного выбранного уровн , т. е. выхода значени  i за пределы зоны нечувствительности логического блока 12. При значительных величинах амплитуды сигнала помехи возможны ложные срабатывани  логического блока 12, что приводит к установке неоправданного значени  &, не соответствующего параметрам объекта управлени . Дл  устранени  возможности возникновени  подобной ситуации осуществл етс  коррекци  зоны нечувствительности логического блока

12 (зоны установивщегос  режима) в соответствии с уровнем сигнала помехи, дл  чего величина Д с выхода первого фильтра 11 подаетс  на первый вход логического блока 12 (на одно из плеч триггера, на

0 второе плечо которого - второй вход ло.гического блока 12, поступает величина &). Скорректированный сигнал ощибки в виде произведени  Е с блока умножени  8 поступает на формирователь управл ющего воздействи  24, т. е. ПИД - регул тор, ко5 торый реализует формирование выходного сигнала по закону, параметры которого определены с учетом характеристик объекта управлени .

0 Формирователь управл ющего воздействи  24 посредством частотного преобразовател  25 измен ет число оборотов питающего насоса 2. При этом за счет изменени  производительности питающего насоса 2 происходит изменение условий

разделени  частиц твердой фракции пульпы в .гидроциклоне 1 и после пре- : кращени  переходного процесса, желательные характеристики которого предварительно подбираютс  и выставл ютс  с помощью формировател  управл ющего воздействи  24, устанавливаетс  необходимое содержание контролируемого класса крупности измельченного материала в сливе гидроциклона 1.

Таким образом, устройство автоматического управлени  поддерживает требуемое содержание контролируемого класса крупности твердой фракции пульпы в сливе гидроциклона 1 вне зависимости от возмущений по качеству перерабатываемого сырь  и состо нию технологического оборудовани  при различных режимах работы гидроциклона 1 и вне зависимости от уровн  помехи в выходном сигнале с блока контрол  4 гранулометрического состава твердой фракци и пульпы.

Способ автоматического управлени  гидроциклоном позвол ет повысить выход «готового класса крупности твердой фракции пульпы на сливе гидроциклона на 0,2- 0,3/о, что способствует увеличению выхода концентрата заданного качества при общем уменьщении расхода сырь  на 1 т концентрата.

При этом экономический эффект от внедрени  способа управлени  применительно к услови м горнообогатительного комбината составит 353 тыс. руб.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство автоматического управлени  гидроциклоном, содержащее блок контрол  гранулометрического состава твердой фазы пульпы в сливе гидроциклона и задатчик, выходы которых соединены с элементом сравнени , и формирователь управл ющего воздействи , соединенный с приводом двигател  насоса, установленного на линии подачи пульпы -из технологического зумпфа в гидроциклон, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  выхода концентрата заданного качества; в сливе, устройство снабжено первым, вторым и третьим блоками

   определени  модул , блоком умножени , первым и вторым дифференциаторами, первым и вторым фильтрами, первым и вторым масштабирующими блоками, сумматором, вычислительным блоком, ограничителем,

   амплитудным детектором, логическим блоком, блоком хранени  и выборки информации, блоком формировани  выдержки времени и частотным преобразователем, при этом выг ход блока контрол  св зан с входами блока умножени  и первого блока определени  модул , выход которого через второй фильтр, второй дифференциатор и третий блок определени  модул  соединен с входом амплитудного детектора, входы блока умножени  св заны с выходами элемента сравнени  и

   5 блока хранени  и выработки информации, а выход - с формирователем управл ющего воздействи , другой вход амплитудного детектора соединен с выходом блока формировани  выдержки времени, а выход - с входом вычислительного блока, другие входы вычислительного блока св заны с выходами сумматора и блока хранени  и выборки информации, входы логического блока соединены с выходами второго дифференциатора и блока формировани  выдержки времени , а выход - с входами первого масштабирующего блока и первого фильтра, другой вход которого св зан через первый дифференциатор и второй блок определени  модул  с выходом блока контрол , входы сумматора соединены с выходами первого и второго масштабирующих блоков, выход второго фильтра св зан через ограничитель с входом второго масщтабирующего блока, а выход вычислительного блока соединен с блоком хранени  и выборки информации.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Марюта А. Н. и др. Автоматическа  оптимизаци  процесса обогащени  руд на магнито-обогатительных фабриках. М., «Недра, 1975, с. 203.

   0
2. 2. Повышение эффективности производства в услови х горнодобывающих железорудных комбинатов. Свердловск, 1976, с. 169-173.