Раздел 2
Концепция автоматического управления
Технологическими процессами
углеобогатительной фабрики
2.1.Технологические процессы обогащения угля как объекты управления
УОФ является многомерным объектом с интенсивными потоками разнотипной
производственной информации, который относится к многосвязным, сложным системам
[44,45,109-112]. Данную нотацию рассмотрим на примере процессов флотации,
отсадки и тяжелосредной сепарации.
Флотационная машина как ОУ характеризуется рядом входных, выходных и внутренних
переменных (рис.2.1). Основными входными переменными являются объемная
производительность и содержание твердого в пульпе. Стабилизация их возмущений
равносильна стабилизации производительности флотомашины по твердому. При этом
автоматически стабилизируется уровень пульпы в камерах флотомашины. Однако
такая стабилизация на большинстве УОФ невозможна из-за отсутствия демпфирующих
емкостей или другого вспомогательного оборудования. Именно поэтому реализация
автоматических систем стабилизации значения зольности флотоконцентрата
базируется в основном на изменении удельных расходов флотореагентов [67,89].
В большинстве случаев в отсадочных машинах получают три продукта: концентрат,
промежуточный продукт и породу [58,67]. Отсадочная машина состоит из двух
отделений – промпродуктового и породного и как объект управления
характеризуется множеством внутренних, входных и выходных параметров (рис.2.2).
Разрыхленность породной постели регулируется изменением расхода и времени
выпуска сжатого воздуха, а высота породной постели – изме-
Рис. 2.1. Флотационная машина как ОУ
нением производительности разгрузочных устройств.
Тяжелосредные обогатительные процессы характеризуются общими параметрами,
влияющими на результаты разделения [45,57,63,66,67,85] (рис.2.3):
производительность по исходному углю; содержание в исходном угле тяжелых,
средних и легких фракций и их зольность; концентрация шлама в суспензии;
Рис. 2.2. Отсадочная машина как ОУ
Рис. 2.3. Тяжелосредная установка как ОУ
плотность рабочей суспензии и ее вязкость; влажность исходного материала,
диаметр разгрузочного отверстия (для гидроциклона). Главным фактором,
определяющим эффективность обогащения в тяжелосредных аппаратах, является
плотность разделения, которая прежде всего зависит от плотности разделительной
среды и ее вязкости [67].
На рис.2.4 приведен пример функциональной схемы обобщенной САУ ТП УОФ (в
скобках указаны основные управляющие воздействия [85]: для флотации – удельные
расходы реагентов пенообразователя и собирателя, для отсадки – высота породной
постели и степень ее разрыхленности, для тяжелых сред –
Рис. 2.4. Пример функциональной схемы обобщенной САУ
технологическими процессами УОФ
плотность магнетитовой суспензии и ее вязкость). Обозначения имеют следующий
контекст: Кф, Ко, Кт, Оф, Оо, От – мелкий (флотация), средний (отсадка) и
крупный (тяжелосредная сепарация) концентрат и отходы, соответственно; Д1 –
датчик зольности отходов (флотация); Д3, Д6, Д9 – датчики зольности концентрата
(флотация), (отсадка) и (тяжелосредная сепарация); Д4, Д7, Д10 – датчики
производительности концентрата Qкф (флотация), Qко (отсадка) и Qкт
(тяжелосредная сепарация); Д2, Д5, Д8 – датчики производительности отходов Qоф
(флотация), Qоо (отсадка) и Qот (тяжелосредная сепарация); – вычисленные в
блоке автоматической оптимизации задания зольности концентрата и отходов; Q*кф,
Q*ко, Q*кт – вычисленные в блоке автоматической оптимизации задания
производительности по концентрату флотации, отсадки и тяжелосредной сепарации;
– соответственно заданные значения зольности суммарных концентрата и отходов,
устанавливаемые оператором. Исходный уголь после гранулометрической
классификации до 1, 1-13 и более 13 мм в отделении углеприема поступает на
обогащение соответственно флотацией, отсадкой и тяжелыми средами (нижний
уровень контроллерного автоматического регулирования). Суммарный концентрат
получается смешиванием обогащенных углей разной крупности, качественные и
количественные характеристики которых вычисляются в блоке автоматической
оптимизации комплекса ТП (средний уровень управления отдельными ТП на базе
SCADA-систем). Основным критерием управления комплексом ТП является минимизация
себестоимости единицы обогащенной продукции, которая по своей сути отражает
интегральную величину технического, экономического, экологического,
эргономического и других показателей производства (верхний уровень
автоматического управления комплексом ТП) [57]. Учитывая многомерность,
нечеткость, разнотипность и неполноту технологической информации, на всех
уровнях управления для поддержки принятия решений операторов ТП и повышения
качества принимаемых им решений необходимо применение ЭС.
Основные каналы управления процессов обогащения угля приведены в табл. 2.1.
2.2.Симплициальный анализ иерархических связей структуры фабрики
Для оценивания проектируемых вариантов и анализа иерархических зави-
Таблица 2.1
Основные каналы управления процессов обогащения угля
Процесс
Канал управления
Тип САУ
Вход
Выход
Флотация
Изменение состояния РУ объемной производительности Qп
Объемная производительность Qп
Одноканальная САУ режимным параметром (объемная производительность Qп)
Изменение состояния РУ добавления технической воды в АКП
Содержание твердого в исходной пульпе Сиф
Одноканальная САУ режимным параметром (содержание твердого в исходной пульпе
Сиф)
Удельный расход реагента-пенообразователя Qпф
Зольность флотоконцентрата Adкф, отходов Adоф
Двухканальная САУ качеством конечного продукта (флотоконцентрата Adкф, отходов
Adоф)
- Київ+380960830922