模糊智能控制在选矿系统中的开发与应用

摘要

论文以鲁南矿业选矿生产线过程控制工程为对象，结合工艺流程和设备现状的特点，研究了选矿生产过程特别是磨矿过程的特点和过程控制的特性，提出了适用于生产需要的选矿生产过程的模糊智能控制的方案。
　　选矿过程是一个复杂、非线性的，存在众多干扰因素的过程，惯性大、滞后时间长，各变量间耦合严重，有很强的时变性，是难以用精确的数学模型描述的，而我国在磨矿自动控制领域起步较晚，70年代中后期才正式开始选矿自动控制的研究工作，但国内所开发系统的控制角度往往基于简单数字控制或者单变量PID控制，并没有在智能控制的方向上取得较大的突破。某些选矿厂引进的国外磨矿控制系统又过分依赖于先进机械设备，因此不能很好的与国内生产现状相融合。针对选矿过程的这种实际特点，本课题先对选矿工艺进行分析，将整个控制系统分为三个层级，整个选矿控制回路、部分控制回路和关键控制回路，对于前两个层级，整个选矿业控制策略和思路大致相同，所以本课题主要针对标志着选矿控制系统优劣的关键控制回路进行研究和应用，而这里的关键控制回路指的是磨矿过程，因为磨矿产品的细度不够，矿物粒子间不能达到充分分离，选别的指标不会太高，且磨矿作业能耗占选矿厂整个选矿过程的40％～60%，因此控制好磨矿过程，实现磨矿过程自动控制对于节能降耗、提高最终产品的品位和产量意义重大。
　　本课题主要是磨矿系统这个关键控制回路进行了研究和应用，以最大限度的提高球磨机的台时量，提高磨矿分级生产效率为目标，对磨矿系统的过程控制提出了优化传统的控制策略，提高企业的市场竞争力的目标，并制定了对磨矿这个复杂、非线性、大滞后的控制回路，采用模糊智能控制方案。为了实现这个方案，本文从实际出发，制作了相应的数据采集和分析的趋势画面，根据模糊智能控制方案对于软硬件的性能要求，给出硬件滤波、软件滤波和开发替代时间继电器功能块等解决方案，在此基础上，对影响磨矿浓度的给矿水这一控制回路，采用模糊智能控制的思路，制定了模糊控制规则，实现了磨机给矿水的模糊智能控制；对球磨机给矿量的控制回路采用模糊数学和模糊推理，实现了对磨机给矿过程的模糊智能控制。
　　上述设计的控制系统已实际投入使用，本文选取了与质量密切相关的品位和产量等实际数据进行分析，结果表明，该自动控制系统的使用，特别是模糊智能控制技术的应用，效果显著，达到了课题预期目标。

目录

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目录

1 绪论

1.1 选矿工艺概述

1.2 工业自动化的发展及现状

1.3 选矿自动化的发展及现状

1.4 问题的提出

1.5 解决问题的途径[23,24,25]

1.6 论文结构

2 选矿系统技术及软硬件方案

2.1 生产线的主要概况

2.2 磨矿系统的控制内容

2.3 磨矿系统的控制目标

2.4 磨矿系统控制方案的确定

2.5 磨矿系统的硬件方案

2.6 磨矿控制系统的软件方案

2.7 本章小节

3 模糊智能控制原理及实现要求

3.1 模糊控制系统的基本原理

3.2 模糊智能方案对本系统性能要求

3.3 模糊智能方案对本系统信号的要求

3.4 模糊智能方案对本系统信号速率的要求

3.5 模糊控制方案概要设计

3.6 本章小结

4 模糊控制技术的应用

4.1 球磨机给补水的模糊控制的实现

4.2 球磨机给矿量的模糊智能控制的实现

4.3 本章小结

5 模糊智能控制系统运行效果的分析

5.1 安全可靠性分析

5.2 产量的分析

5.3 产品品位的分析

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 进一步工作展望

参考文献

致谢

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