專利名稱：一種強磁選別過程運行控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于自動控制技術領域，特別涉及一種強磁選別過程運行控制方法。
背景技術：
磁選過程是赤鐵礦選礦生產流程中的一個重要環(huán)節(jié)，是影響選礦產品質量的最后一道工序，直接決定最終產品質量，其主要任務是將經磨礦過程研磨后的礦漿選別為品位合格的精礦和尾礦。其中，影響強磁選別工藝生產指標的最主要因素是基礎控制回路的沖礦漂洗水流量(粗選漂洗水流量、一掃漂洗水流量、二掃漂洗水流量)、勵磁電流(粗選勵磁電流、掃選 勵磁電流)、掃選給礦濃度，此外，還受給礦品位、給礦粒度、礦石可選性、給礦量等因素的影響(工藝過程如圖I所示)。由于品位指標與基礎控制回路過程變量之間具有強非線性、時變性、邊界條件變化頻繁等復雜動態(tài)特性，難以用精確數學模型描述，并且品位粒度指標無法在線連續(xù)檢測，目前實際現場僅能實現沖礦漂洗水流量、勵磁電流和掃選給礦濃度的基礎回路控制，而難以根據工藝指標精礦品位和尾礦品位的目標采用優(yōu)化控制方法實時給出基礎控制回路的設定值?，F有技術中，強磁選別過程控制的研究大多假定可以獲得理想的基礎控制回路設定值，集中在提高反饋控制的效果，忽略偏離理想設定點的反饋控制不能實現系統(tǒng)的良好運行，近年來，眾多研究者開始對強磁選別過程回路設定值優(yōu)化控制系統(tǒng)進行研究，然而這些系統(tǒng)由于缺乏對指標的實時檢測，難以及時有效地抑制各種未知干擾對工藝指標的不利影響，造成系統(tǒng)在相當長的時間內處于開環(huán)控制，很難或者根本不能使磁選過程在最佳的狀態(tài)下運行，從而無法保證產品的質量，造成原料的浪費和生產效率的下降。傳統(tǒng)的優(yōu)化控制軟件大多屬于專用或者封閉式系統(tǒng)，算法可擴展性差，且系統(tǒng)內嵌的算法模型與開發(fā)環(huán)境深度耦合，無法成為真正獨立的和可以互相移植的行業(yè)公共資源。每次微小的修改都要重新編譯、鏈接和調試整個系統(tǒng)，不利于系統(tǒng)的維護。

發(fā)明內容
針對現有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種強磁選別過程運行控制方法，用于根據強磁選品位指標期望值，對強磁選別過程的基礎控制回路的設定值進行優(yōu)化，從而提高精礦品位，降低尾礦品位。所述強磁選別過程的基礎控制回路的包括沖礦漂洗水流量(粗選漂洗水流量q 、一掃漂洗水流量qswl、二掃漂洗水流量qsw2)、勵磁電流(粗選勵磁電流仁、掃選勵磁電流is)、掃選給礦濃度dsf的控制回路。本發(fā)明的技術方案是這樣實現的—種強磁選別過程運行控制方法所采用的系統(tǒng)，包括一臺分礦箱、一臺粗選強磁機、一臺掃選強磁機、一臺濃密機，同時配備測量儀表，執(zhí)行機構以及工業(yè)控制系統(tǒng)(分布式計算機控制系統(tǒng)(DCS)或可編程邏輯控制器(PLC))，在此基礎上構成回路控制系統(tǒng)，其中，測量儀表包括核子濃度計、電磁流量計和電流互感器，執(zhí)行機構包括電動調節(jié)閥門、變頻泵和勵磁電流整流裝置。在粗選強磁機的漂洗水加水管上安裝第一電磁流量計和第一電動調節(jié)閥門；在濃密機底流管路上安裝一臺變頻泵和一個核子濃度計；在掃選強磁機上下盤的漂洗水加水管上各安裝第二電磁流量計和第三電磁流量計，并配套安裝有第二電動調節(jié)閥門和第三電動調節(jié)閥門；粗強磁選機磁極處安裝有第一電流互感器和第一勵磁電流整流裝置，掃選強磁機的磁極處安裝第二電流互感器和第二勵磁電流整流裝置。本發(fā)明方法根據強磁選別過程的品位指標期望值(精礦品位期望值Y *cg,尾礦品位期望值Y *tg、邊界條件B (給礦品位B1、給礦粒度B2、礦石可選性B3、給礦量B4)，以及基礎控制回路的實際值(粗選漂洗水流量q 、一掃漂洗水流量qswl、二掃漂洗水流量qsw2、粗選勵磁電流ip掃選勵磁電流is、掃選給礦濃度dsf)，對強磁選別過程的六個基礎控制回路(粗選漂洗水流量控制回路、一掃漂洗水流量控制回路、二掃漂洗水流量控制回路、粗選勵磁電流控制回路、掃選勵磁電流控制回路、掃選給礦濃度控制回路)的設定值(q:、q*swl> q *sw2>i*r> i*s> (Tsf)進行控制，從而保證系統(tǒng)運行在與期望運行指標相對應的工作點上。本發(fā)明的強磁選別過程運行控制方法，具體步驟如下步驟I :研磨后的礦漿通過分礦箱自流入粗選強磁機進行分選，第一電磁流量計采集粗選漂洗水流量q ，第一電流互感器采集粗選勵磁電流仁;步驟2 :粗選出的精礦進入精礦大井，尾礦進入中礦濃密機進行濃縮，礦漿由濃密機底流的變頻泵打入掃選強磁機，核子濃度計采集掃選給礦濃度dsf ；步驟3 :礦漿進入掃選強磁機進行掃選，掃選強磁機上盤為一掃作業(yè)，一掃的尾礦進入下盤進行二掃，第二電磁流量計、第三電磁流量計分別采集掃選強磁機的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2，即一掃漂洗水流量和二掃漂洗水流量，第二電流互感器采集掃選勵磁電流is ;步驟4 :根據采集到的粗選漂洗水流量q 、粗選勵磁電流h、掃選給礦濃度dsf、掃選強磁機的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2實際值，對基礎控制回路的設定值進行優(yōu)化，實現強磁選別過程品位指標的控制；步驟4. I :設定品位指標期望值和邊界條件B，品位指標期望值包括精礦品位期望值廣。8，尾礦品位期望值Y、，邊界條件B包括給礦品位B1、給礦粒度B2、礦石可選性B3、給礦量B4 ；步驟4. 2 :判斷品位指標期望值或邊界條件相對于上一時刻設定的品位指標期望值或邊界條件是否發(fā)生改變，是，則執(zhí)行步驟4. 3，進行基礎控制回路預設定值優(yōu)化；否，則執(zhí)行步驟4. 4，進行品位指標軟測量；步驟4. 3 :基礎控制回路預設定值優(yōu)化；基礎控制回路預設定值是指未經動態(tài)補償的基礎控制回路設定值，本發(fā)明中將該基礎回路預設定值與步驟4. 5計算的補償量求和后作為最終的基礎控制回路設定值下載到工業(yè)控制系統(tǒng)(分布式計算機控制系統(tǒng)(DCS)或可編程邏輯控制器(PLC))中；基礎控制回路預設定值優(yōu)化是根據品位指標期望值、基礎控制回路實際值以及邊界條件信息，采用案例推理算法，對基礎控制回路預設定值進行優(yōu)化?；A控制回路預設定值優(yōu)化，其輸入為精礦品位期望值Y、與尾礦品位期望值Y'g、給礦品位B1、給礦粒度B2、礦石可選性B3、給礦量B4、基礎控制回路的當前時刻粗選漂洗水流量實際值q (t)，一掃漂洗水流量實際值qswl (t)，二掃漂洗水流量實際值qsw2(t)，粗選勵磁電流實際值iJt)，掃選勵磁電流實際值is(t)，掃選給礦濃度實際值dsf(t)以及上一時刻粗選漂洗水流量設定值q* (t-l)，一掃漂洗水流量q*swl (t-1)，二掃漂洗水流量q*sw2 (t_D，粗選勵磁電流i*r(t-l)，掃選勵磁電流 Λ (t-i)，掃選給礦濃度cf(t-i)sf;其輸出為基礎控制回路的預設定值<wl、qL2s C、i:s、d-f ;采用案例推理算法，對基礎控制回路預設定值進行優(yōu)化將品位指標期望值、基礎控制回路的實際值和基礎控制回路的設定值，以案例形式進行描述，從案例庫中檢索與當前工況匹配的案例，根據檢索的結果進行案例重用，得到基礎控制回路的預設定值。具體步驟如下(一)案例描述基于案例推理技術的預設定模型描述如下
權利要求
1. 一種強磁選別過程運行控制方法，其特征在于包括如下步驟 步驟I:研磨后的礦漿通過分礦箱自流入粗選強磁機進行分選，第一電磁流量計采集粗選漂洗水流量q ，第一電流互感器采集粗選勵磁電流仁; 步驟2 :，粗選出的精礦進入精礦大井，尾礦進入中礦濃密機進行濃縮，礦漿由濃密機底流的變頻泵打入掃選強磁機，核子濃度計采集掃選給礦濃度dsf ； 步驟3 :礦漿進入掃選強磁機進行掃選，掃選強磁機上盤為一掃作業(yè)，一掃的尾礦進入下盤進行二掃，第二電磁流量計、第三電磁流量計分別采集掃選強磁機的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2，即一掃漂洗水流量和二掃漂洗水流量，第二電流互感器采集掃選勵磁電流is ； 步驟4 :根據采集到的粗選漂洗水流量q 、粗選勵磁電流掃選給礦濃度dsf、掃選強磁機的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2實際值，對基礎控制回路的設定值進行優(yōu)化，實現強磁選別過程品位指標的優(yōu)化，具體步驟如下； 步驟4. I :設定品位指標期望值和邊界條件B，品位指標期望值包括精礦品位期望值Y*cg,尾礦品位期望值Y *tg,邊界條件B包括給礦品位B1、給礦粒度B2、礦石可選性B3、給礦量B4 ； 步驟4. 2 :判斷品位指標期望值或邊界條件相對于上一時刻設定的品位指標期望值或邊界條件是否發(fā)生改變，是，則執(zhí)行步驟4. 3，進行基礎控制回路預設定值優(yōu)化；否，則執(zhí)行步驟4. 4，進行品位指標軟測量； 步驟4. 3 :采用案例推理算法，對基礎控制回路預設定值進行優(yōu)化將品位指標期望值、基礎控制回路的實際值和基礎控制回路的設定值，以案例形式進行描述，從案例庫中檢索與當前工況匹配的案例，根據檢索的結果進行案例重用，得到基礎控制回路的預設定值； 步驟4. 4 :進行品位指標軟測量采用神經網絡算法，對品位指標進行預報，得到品位指標預報值，具體為對基礎控制回路的實際值與邊界條件進行主元特征提取，將提取的主元與前一時刻品位指標的預報值采用神經網絡進行計算，得到品位指標的預報值； 步驟4. 5 :對基礎控制回路設定值進行動態(tài)補償計算品位指標預報值與品位指標期望值之差，即基礎控制回路預設定值的補償值Λ Yt; 步驟4.6 :將補償值AYt與基礎控制回路預設定值<求和后下載到分布式計算機控制系統(tǒng)DCS ； 步驟5 :根據優(yōu)化后的基礎控制回路的設定值q:、q*swl, q*sw2, i*r, i*s, (Tsf，調節(jié)粗選漂洗水閥門的開度 ' 控制粗掃上下盤漂洗水流量q ，第一勵磁電流整流裝置通過調節(jié)仁以改變磁場的強度；粗選出的精礦進入精礦大井，尾礦進入濃密機進行濃縮，改變變頻泵的轉速Sd實現礦漿濃度dsf調節(jié)，尾礦礦漿由濃密機底流的變頻泵打入掃選強磁機，掃選強磁機上盤為一掃作業(yè)，一掃的尾礦給入下盤進行二掃，一掃漂洗水閥門的開度Vsl與二掃漂洗水閥門的開度Vs2分別控制掃選強磁機的上下盤漂洗水流量qswl和qsw2，第二勵磁電流整流裝置通過調節(jié)is實現磁場強度的控制； 步驟6 :粗選精礦和掃選精礦為強磁選精礦，掃選尾礦為強磁選尾礦，通過溜槽進入尾礦濃縮。
全文摘要
一種強磁選別過程運行控制方法，屬于自動控制技術領域，根據強磁選品位指標期望值以及基礎控制回路的實際值，對強磁選別過程的基礎控制回路的設定值進行優(yōu)化控制，提高精礦品位，降低尾礦品位。本發(fā)明保證系統(tǒng)運行在精礦品位期望值與尾礦品位期望值對應的工作點上，使用神經網絡對不可在線測量的精礦品位與尾礦品位進行實時預報，采用動態(tài)補償方法有效抑制各種未知干擾對選別過程的不利影響，從而在有效提高精礦品位的同時降低尾礦品位，提高選礦最終產品的金屬回收率。本方法可通過軟件系統(tǒng)實現，軟件系統(tǒng)實現軟件功能模塊與算法文件的分離、解耦度低、易于算法擴展與維護，為強磁選別過程運行控制方法研究及系統(tǒng)設計提供技術支撐與運行平臺。
文檔編號B03C1/02GK102778843SQ201210256039
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權日2012年7月23日
發(fā)明者丁進良, 代偉, 劉長鑫, 岳恒, 柴天佑, 秦巖 申請人:東北大學