选矿自动化之浓密过程控制与优化

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:666
   浓密过程控制主要关注浓密机的安全运转,以及对浓密机底流浓度、流量进行优化控制等。由于浓缩生产过程具有非线性、大滞后、变量间耦合程度高及受外界扰动频繁等特点,浓缩生产过程的自动控制水平一直较低,特别是底流浓度波动频繁,为下游工序的连续及稳定生产造成了困扰,并且“跑浑”或“压耙”等生产事故时有发生。

为了解决这些问题,Santos 早在1995年就提出了基于2个单回路控制的模糊控制器。一个回路是通过调节底流泵速来控制底流浓度,另一个则是通过调节絮凝剂添加量来调节溢流浊度,但是2个单回路间的相互影响并未提及。Segovia于2011年提出了一个多输入单输出(MISO)的模糊控制器,即通过调节底流泵速来控制泥床高度和底流浓度,遗憾的是未考虑到絮凝剂添加量对过程的影响。

另一方面,随着连续沉降偏微分数学模型被Bürger等提出,许多基于该模型的浓缩过程先进控制策略开始涌现。Diehl提出了一个比例控制器,该控制器以理想条件下基于模型计算出的浓密机内部储矿量作为被控变量来调节底流泵速,目标是维持浓密机内矿量的稳定。Betancourt则利用模型计算的给入物料属性系数来动态调整絮凝剂的添加浓度以控制泥床高度。但由于以上基于模型的策略都是在假设系统处于稳定状态下,且没有过载的情况下计算得到的模型系数,它们在实际控制过程中的使用均受到了限制。

在国内,随着可编程逻辑控制器(PLC Program Logic Controller)的发展和工业过程自动化控制应用的成熟,浓密机生产过程控制开始朝着自动化、智能化的方向发展。

李海波针对赤矿磁选-浓密-浮选过程中浓密机的底流矿浆浓度受到中矿矿浆随机干扰的影响,提出了由流量设定和跟踪流量设定值控制组成的矿浆浓度与流量区间双闭环控制,并提出了基于静态模型的流量预设定、模糊推理的流量设定补偿、流量设定保持器和规则推理的切换机制组成的流量设定智能切换控制方法。耿增显采用Fuzzy-PID 混合控制策略控制浓密机底流浓度,设计了基于误差统计特性的切换机制, 根据当前浓度偏差的多次统计值判断是否需要在PID 控制和模糊控制之间进行切换。姚倩通过调整底流渣浆泵转速, 控制矿浆的排出速度来调节浓密机浓度,将PID 和模糊控制相结合进行控制。缪天宇等根据德兴矿工业现场的实际情况,实现了浓密机的底流流量自动控制、泥层自动控制。

浓缩脱水是实现有价属和水资源高效回收的流程。该流程所需的物料流量、矿浆浓度、泵池料位等检测仪表也已有成熟的解决方案;在此基础上,通过集成浓密机、陶瓷过滤机、压滤机等主要设备运转信息,实现浓缩过程连锁和保护。

浓缩脱水过程基础控制回路主要包括絮凝剂自动制备和比例添加控制,浓密机底流恒定浓度或者恒定流量控制,该控制回路以射线浓度计或者电磁流量计为检测仪表,以变频器或者调节阀为执行机构,通常采用单变量单回路的控制方式实现闭环控制;为了优化控制指标,国内高校针对赤铁矿磁选-浓密-浮选过程中浓密机的底流矿浆浓度受到中矿矿浆随机干扰的影响,提出了由流量设定和跟踪流量设定值控制组成的矿浆浓度与流量区间双闭环控制,并提出了基于静态模型的流量预设定、模糊推理的流量设定补偿、流量设定保持器和规则推理的切换机制组成的流量设定智能切换控制方法;也有将模糊控制与PID控制结合起来,实现浓密机底流恒定控制的报道。

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