江中紀元服務熱線：15250805088
江中紀元服務熱線：15250805088
旋流器自動控制系統的設計研究
旋流器是一種應用廣泛的離心分級設備。其結構簡單，本身無運動部件,操作容易，體積小處理量 大，分級效果好，占地面積小，礦漿在其內停留的數量和時間少，維護方便。
旋流器的缺點是：運輸礦漿和礦砂泵消耗動力 大，而且泵的進口和出口等處磨損嚴重，維護頻繁。 工作時要求給礦粒度、濃度和壓力平衡，否則會影響分級質量。因此，提高旋流器有關易損件的使用壽命，嚴格控制操作條件，是推廣應用的重大課題。隨著控制技術和檢測技術的發展，對旋流器實施自動控制，大大改善了旋流器的操作條件，為旋流器的推廣應用帶來廣闊的前景。
根據某選礦廠的工藝流程特點,在設計時將整個工藝過程的控制劃分為一段磨礦分級控制系統、 二段磨礦分級控制系統、粗細分級控制系統。這些子系統都存在對旋流器的自動控制。
旋流器控制：旋流器控制的主要目的是保證其溢流粒度、沉砂濃度及其處理量。在結構參數固定及礦石性質不可控的情況下，控制系統將給礦壓力和給礦濃度作 為控制旋流器旋的主要控制對象。
旋流器給礦濃度控制：當旋流器壓力一定時，給礦濃度對溢流粒度及分級效率有重要影響。給礦濃度髙，礦漿濃度大、含泥量髙時，礦漿粘度和密度將加大，礦粒在旋流器中運行的阻力加大,而使分離粒度變粗，分級效率亦將降低。反之，當給礦濃度低時，阻力變小，分離粒度變細，分級效率髙。所以對于給礦濃度的控制非常關鍵。選用濃度計實時檢測給礦濃度的變化情況， 通過調節旋流器礦漿池的補加水來控制給礦濃度， 從而保證了旋流器的分級效率。
旋流器給礦壓力控制：給礦壓力是旋流器中礦漿產生速度的原因，它直接影響旋流器的處理量和分級粒度。當壓力加大時，可以提髙分級效率，但是這將增加動力消耗和設備磨損，所以利用加大壓力來提高分級效率是不經濟的。但在必要的情況下，也可以通過穩定濃度適 當調節旋流器給礦壓力來提高旋流器的分級效率。
旋流器沉砂濃度控制：旋流器沉砂濃度的大小直接影響磨機的磨礦效 率,當濃度一定時，通過在一定范圍內調節旋流器給礦壓力，使旋流器的沉砂濃度保證在工藝要求范圍內。否則就會出現磨礦分級過程“死循環”的現象。 從這個意義上講，旋流器的控制又定要將旋流器沉砂濃度的控制作為旋流器控制的核心之一。
旋流器給礦量控制：在旋流器給礦管道上安裝流量計來檢測旋流器給礦量，根據工藝流程中旋流器的處理能力,當旋流 器的給礦量加大時，系統根據流量和旋流器的處理量進行分析、判斷，增加旋流器組的開啟數量，反之減少旋流器組的開啟數量。
旋流器的控制是一個復雜的控制過程，主要體現在3個方面:①泵池液位、給礦濃度、給礦壓力任 一因素發生變化，均會導致旋流器原有控制平衡被破壞;②給礦濃度、給礦壓力均影響旋流器溢流粒度指標，當溢流粒度指標發生變化時，無論調節給礦濃度還是調節給礦壓力(往往是同時調節)，調節幅度 均無法詳細定義,并且要考慮泵池液位、球磨機負荷的變化;③由于磨礦生產工藝過程的時變性和不確 定性，也導致旋流器各工藝參數的時變性和不確定性。
如果采用單純的控制方式（濃度不合適就 控制濃度，壓力不合適就控制壓力）來控制旋流器， 不僅達不到控制效果，還會造成生產混亂。
控制系統將檢測到的旋流器給礦濃度、給礦壓力及礦漿池液位的信號作為旋流器模糊控制器輸 入，模糊控制器經過模糊運算和模糊推理,并根據推 理結果，給出一種適合此時旋流器工作的控制方案。
模糊控制器的控制原理：模糊控制特別適合參數難以詳細表達的物理對象,對解決不能直接檢測，但入為可以粗略判斷的事件尤其突出。
在旋流器的自動控制系統中，選擇旋流器的給礦壓力、給礦濃度、泵池液位作為模糊控制器的輸 入。模糊控制器的后輸出是礦漿泵轉速和泵池補加水。這些輸出值經限幅處理后作為PID控制器的輸入、PID控制器的輸出控制系統中的執行機構進行生產。
詳細輸入量的模糊化：輸入量的模糊化首先需確定詳細輸入量的基本論域，基本論域確定后可以由事先決定的隸屬函數計算輸入值的隸屬度。根據以上確定的隸屬函數，就可以在程序中計算每個輸入量對應的隸屬度，這樣就完成了對詳細輸入量的模糊化。
模糊規則及模糊推理：模糊規則的確定是基于現場操作工入的經驗和 控制工程師的專業知識。一般應考慮以下幾方面的問題。
選擇描述輸入量模糊狀態的語言變量。顯 然選擇較多的詞匯，對每個變量用較多的狀態來描 述，制訂規則時就比較靈活，控制精度也比較髙。但規則多就會大大增加程序量及計算量，控制系統的 響應時間也會相應增長，從而會造成系統的滯后響 應。一般每個變量宜選用10個狀態來描述。這里選用5個狀態:很低、較低、一般、高、很高。
定義代表各模糊狀態的模糊集。確定了各變量的模糊狀態就可以定義此狀態的模糊集。在確定描述某一變量的模糊集時，要考慮它們對論域的覆蓋程度。在定義這些模糊集時應使論域中的任何 一點對這些模糊集的隸屬度的大值都不能太小， 否則在這樣的點就會出現“空檔”，從而引起失控。
確定模糊控制規則。在模糊控制中，模糊控制規則通常是由模糊條件語句來描述的。制訂模糊規則以后就可以根據這些規則進行模糊推理。
解模糊判決：模糊控制器的輸出是模糊量，它包含了控制量 的各種信息，需要把這些模糊量轉變成被控對象能夠接受的詳細的控制量。為了充分利用控制器輸出模糊集的所有信息，可以采用加權平均判決方法，其 中的加權系數選擇隸屬函數。
該控制系統在傳統的閉環負反饋PID控制系統基礎上，引入對動態的、隨機的因素適應性更強的模糊控制器，起到自適應PID控制器參數自校正的作用。這樣既可保持 PID控制的無靜差、穩定性好的特點，又具有模糊控制對參數的適應性和調節速度快的特點。實踐證明，該控制方法應用于旋流器的控制，結果是令人滿意的。
江蘇江中紀元科技有限公司?? 蘇ICP備17067886號???????????手機：15250805088（瞿先生）