一種選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化方法
【專(zhuān)利摘要】一種選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化方法，屬于選礦過(guò)程【技術(shù)領(lǐng)域】，采集選礦過(guò)程各工序運(yùn)行指標(biāo)；根據(jù)采集到的各運(yùn)行指標(biāo)和各運(yùn)行指標(biāo)邊界約束，對(duì)選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，從而將選礦過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)優(yōu)化，優(yōu)化過(guò)程包括設(shè)定選礦過(guò)程邊界約束、質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值和產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值，對(duì)設(shè)定的質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值和產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)質(zhì)量指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)行預(yù)報(bào)，得到質(zhì)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值和產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值，校正運(yùn)行指標(biāo)目標(biāo)值的預(yù)設(shè)定值，得到運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化值；根據(jù)各運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化值下發(fā)控制指令至選礦過(guò)程各工序。本方法可實(shí)現(xiàn)通過(guò)設(shè)置相應(yīng)工況參數(shù)將企業(yè)全流程日綜合生產(chǎn)指標(biāo)優(yōu)化控制出不同工序?qū)?yīng)的運(yùn)行指標(biāo)目標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)選礦過(guò)程各工序協(xié)調(diào)優(yōu)化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于選礦過(guò)程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到一種選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]礦業(yè)是歷史最悠久的產(chǎn)業(yè)，同時(shí)又是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，涉及到農(nóng)業(yè)、輕工、化工、冶金、機(jī)械、建筑、能源、交通、國(guó)防以及人們?nèi)粘Ｉ畹亩鄠€(gè)領(lǐng)域，而且已經(jīng)滲透到航空航天、信息等高科技產(chǎn)業(yè)之中?？梢?jiàn)，礦業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著不可替代的重要作用。而選礦過(guò)程又是一個(gè)極其復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程，涉及到豎爐、磨礦(強(qiáng)、弱磨礦)及磁選(強(qiáng)、弱磁選礦)等多選礦過(guò)程工序，同時(shí)各個(gè)工序之間交互耦合，涉及物理、化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。此夕卜，選礦過(guò)程中的工藝指標(biāo)值不能及時(shí)在線獲得，而是通過(guò)抽樣的方式化驗(yàn)得到，對(duì)整個(gè)過(guò)程造成一定的滯后性。因此為了更好的實(shí)現(xiàn)綜合生產(chǎn)指標(biāo)，僅僅憑借人工設(shè)定及調(diào)整是難以滿(mǎn)足越來(lái)越高的工藝指標(biāo)要求，這就需要對(duì)選礦過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，即根據(jù)綜合生產(chǎn)指標(biāo)的信息，尋找出最佳的工藝指標(biāo)設(shè)定值，然后將每個(gè)設(shè)定值下達(dá)給運(yùn)行控制層轉(zhuǎn)化成控制回路中的操作參數(shù)，使得每個(gè)工序都能實(shí)現(xiàn)每個(gè)工藝指標(biāo)的要求，進(jìn)而完成企業(yè)生產(chǎn)管理者下達(dá)的綜合生產(chǎn)指標(biāo)的要求。
[0003]另外由于選礦過(guò)程的原料性質(zhì)波動(dòng)、生產(chǎn)工況(工作狀況)條件多變等因素，使得選礦過(guò)程設(shè)定模塊給出的運(yùn)行指標(biāo)設(shè)定值并不能達(dá)到完全滿(mǎn)足預(yù)期的綜合生產(chǎn)指標(biāo)目標(biāo)值。為了解決這一問(wèn)題，需要對(duì)各個(gè)工序的指標(biāo)設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整，以使得將調(diào)整后的運(yùn)行指標(biāo)值下達(dá)給各個(gè)工序后，能夠使綜合生產(chǎn)指標(biāo)滿(mǎn)足預(yù)期的目標(biāo)值。但是由于選礦過(guò)程的復(fù)雜性，當(dāng)前的選礦生產(chǎn)作業(yè)中更多的是依賴(lài)于操作員的手動(dòng)操作，也就是操作員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況條件完全憑借自己的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，至于在何種情況下，對(duì)哪些運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的幅度等并沒(méi)有固定的方案，帶有很強(qiáng)的人為主觀性，這樣的操作方式很容易使生產(chǎn)偏離正常操作點(diǎn)，影響生產(chǎn)流程。由以上分析，如何通過(guò)合理設(shè)定各個(gè)工序的運(yùn)行指標(biāo)使得綜合生產(chǎn)指標(biāo)達(dá)到目標(biāo)范圍內(nèi)，同時(shí)又可以減少因?yàn)槿斯ぴO(shè)定而造成的一些水電氣及能源的消耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益成為了企業(yè)越來(lái)越重視的環(huán)節(jié)。
[0004]現(xiàn)有的老式選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化控制系統(tǒng)的功能單一且技術(shù)較落后，不能很好的將最新的控制技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等融入到控制系統(tǒng)中。針對(duì)這種情況，很多選礦廠都開(kāi)始引進(jìn)較先進(jìn)的組態(tài)系統(tǒng)。這樣雖然設(shè)備都比較先進(jìn)了，但是這些系統(tǒng)往往不符合礦產(chǎn)資源的實(shí)際情況，很難滿(mǎn)足提高礦產(chǎn)資源的產(chǎn)量的要求。此外由于這些系統(tǒng)操作流程一般都比較復(fù)雜，所以通常每年需要聘請(qǐng)知名技術(shù)專(zhuān)家對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，這又提高了生產(chǎn)成本。
[0005]總的來(lái)講，目前選礦過(guò)程優(yōu)化控制系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題有:
[0006]1.未能實(shí)現(xiàn)基于全流程工藝指標(biāo)的企業(yè)生產(chǎn)全流程多控制變量的整體優(yōu)化運(yùn)行。傳統(tǒng)的優(yōu)化控制系統(tǒng)大部分研究只是局限于對(duì)單個(gè)工序的局部?jī)?yōu)化，而沒(méi)有同時(shí)把影響選礦流程工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的各種因素集中考慮在內(nèi)。
[0007]2.研究的優(yōu)化控制目標(biāo)不夠全面。比如只考慮效益或成本等單一指標(biāo)，忽略資源消耗、能耗和產(chǎn)量等指標(biāo)。
[0008]3.生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化信息、生產(chǎn)過(guò)程管理信息難以有效集成。如果大量的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)不能被充分利用，那么也必然不能有效的挖掘、使用其中隱含的信息來(lái)進(jìn)一步提高企業(yè)生產(chǎn)效益。
[0009]4.企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵工藝指標(biāo)往往由人工憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整。由于頻繁多變的生產(chǎn)工況條件和缺少過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的支持，這種方式常常難以實(shí)現(xiàn)工藝指標(biāo)的優(yōu)化。
[0010]5.現(xiàn)有的研究往往只進(jìn)行孤立的工藝指標(biāo)控制算法研究，沒(méi)有通過(guò)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程實(shí)際環(huán)境下的整體驗(yàn)證測(cè)試，難以變用于復(fù)雜多變的生產(chǎn)過(guò)程。
[0011]6.現(xiàn)有的算法封裝方法只支持封裝基于數(shù)學(xué)模型的算法而且不能根據(jù)環(huán)境參數(shù)的變化而動(dòng)態(tài)變化。然而指標(biāo)優(yōu)化控制過(guò)程中每一種模型對(duì)應(yīng)的優(yōu)化算法許多都是基于數(shù)據(jù)的智能算法，并且指標(biāo)優(yōu)化控制系統(tǒng)需要多種算法交互執(zhí)行，每一步計(jì)算環(huán)境參數(shù)是動(dòng)態(tài)變化的，不能通過(guò)事先的文件預(yù)先定義好。因此這種封裝方法難以有效解決實(shí)際指標(biāo)優(yōu)化的需求。
[0012]綜上可見(jiàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)綜合性的選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化控制系統(tǒng)是非常有研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化控制方法。
[0014]本發(fā)明的選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化控制方法應(yīng)用于選礦過(guò)程中，選礦過(guò)程的工藝流程為:原礦篩分、豎爐焙燒、磨礦、強(qiáng)磁磁選和弱磁磁選、尾礦處理；
[0015]本方法所采用的控制系統(tǒng)平臺(tái)，包括破碎機(jī)、振動(dòng)篩、傳送帶、豎爐、一段球磨機(jī)、一段分級(jí)機(jī)、二段球磨機(jī)、水利旋轉(zhuǎn)器、強(qiáng)磁圓筒礦倉(cāng)、弱磁圓筒礦倉(cāng)、磁選機(jī)、濃縮系統(tǒng)，同時(shí)配備測(cè)量?jī)x表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及工業(yè)控制系統(tǒng)(分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS)或可編程邏輯控制器(PLC))；
[0016]所述破碎機(jī)、振動(dòng)篩和傳送帶用于原礦區(qū)工段，將原礦石處理生成粒級(jí)較小的粉礦(0-15mm的礦石)和粒級(jí)較大的塊礦(>15mm的礦石)，然后分別進(jìn)行強(qiáng)磁磨礦和豎爐焙
燒工序；
[0017]所述豎爐用于對(duì)進(jìn)入豎爐的塊礦進(jìn)行焙燒作業(yè)，其焙燒過(guò)程包括預(yù)熱、加熱、還原、冷卻和搬出環(huán)節(jié)，其中加熱、還原為主要的工藝過(guò)程，由加熱空氣變頻器、加熱煤氣電磁閥和還原煤氣電磁閥完成。通過(guò)熱輻射高溫計(jì)檢測(cè)爐內(nèi)溫度；由傳送帶速度確定給礦量；通過(guò)非接觸式壓力傳感器檢測(cè)壓力；泵池水量控制由變頻器控制底流變頻泵；將檢測(cè)的信號(hào)傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)(變頻器和電磁閥)，以此來(lái)調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度、給礦量以及壓力值，從而控制該工序運(yùn)行在邊界約束(廢石品位)下，使其在有效范圍內(nèi)波動(dòng)。豎爐工序處理過(guò)程的主要任務(wù):
[0018]I)增加磁性,將弱磁性的赤鐵礦(Fe2O3)還原為強(qiáng)磁性的磁鐵礦(Fe3O4)；
[0019]2)通過(guò)焙燒進(jìn)行粉碎，焙燒后的礦石經(jīng)過(guò)磁滑輪進(jìn)行磁選分為廢石和有用礦石，廢石經(jīng)過(guò)皮帶運(yùn)輸及卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)運(yùn)往廢石山堆砌，有用的礦石再經(jīng)過(guò)干洗機(jī)干洗，然后將焙燒礦送往弱磁圓筒倉(cāng)作為弱磁磨礦工序的原料。豎爐工序邊界約束包括:弱磁入磨品位、弱磁球磨機(jī)處理量、弱磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間。[0020]磨礦工序包括強(qiáng)磁磨礦工序和弱磁磨礦工序，均采用兩段閉合回路工藝流程，一段磨礦閉合回路由一段球磨機(jī)與螺旋分級(jí)機(jī)構(gòu)成，二段磨礦閉合回路由二段球磨機(jī)、泵池和水力旋流器構(gòu)成。水力旋流器上安裝有核子濃度計(jì)，用以檢測(cè)礦漿濃度。磨礦工序的具體工藝流程如下:經(jīng)處理過(guò)的原礦石和一定比例的水進(jìn)入一段球磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨后的礦漿(礦水混合物)排入螺旋分級(jí)機(jī)，同時(shí)為分級(jí)機(jī)補(bǔ)加水，分級(jí)機(jī)返砂再送入一段球磨機(jī)形成循環(huán)負(fù)荷，分級(jí)機(jī)溢流進(jìn)入泵池，同時(shí)在泵池入口補(bǔ)加一定量的水，泵池內(nèi)的礦漿由底流泵打入旋流器，礦漿在旋流器內(nèi)部離心力的作用下進(jìn)行分級(jí)，符合要求的細(xì)粒級(jí)礦漿從溢流口排放以進(jìn)入下段選別工序，粗粒級(jí)礦漿由旋流器沉砂口排入二段球磨機(jī)重磨。
[0021]粉礦直接進(jìn)行強(qiáng)磁磨礦，本發(fā)明采集粉礦在強(qiáng)磁磨礦工序所產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)強(qiáng)磁粒度以及邊界約束，邊界約束包括強(qiáng)磁入磨品位、強(qiáng)磁磨礦球磨機(jī)處理量和強(qiáng)磁磨礦球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間；塊礦經(jīng)過(guò)豎爐焙燒后進(jìn)入磨礦工序,本發(fā)明采集塊礦在弱磁磨礦工序產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)，該弱磁磨礦工序運(yùn)行指標(biāo)包括弱磁入磨品位和弱磁粒度，該弱磁磨礦工序的邊界約束包括弱磁磨礦球磨機(jī)處理量和弱磁磨礦球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間。
[0022]磁選處理工序包括強(qiáng)磁處理和弱磁處理。磁選作用是將經(jīng)磨礦工序磨好的粒度合格的礦漿選別為品位合格的精礦礦漿和尾礦礦漿，主要原理是利用不同礦物的磁性差異在磁選機(jī)受到不同的磁場(chǎng)力，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)途徑不同，磁性礦粒被吸附在強(qiáng)磁機(jī)齒板上而形成精礦礦漿，非磁性礦粒被水流沖掉為尾礦礦漿。采集該強(qiáng)磁選別過(guò)程產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)，運(yùn)行指標(biāo)為強(qiáng)磁粒度，邊界約束包括強(qiáng)磁入磨品位、強(qiáng)磁球磨機(jī)處理量、強(qiáng)磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間；
[0023]選別出的精礦進(jìn)入濃縮系統(tǒng)內(nèi)濃縮，濃縮后的精礦進(jìn)入精礦庫(kù)。尾礦經(jīng)濃縮后進(jìn)入尾礦壩。
[0024]在以上選礦流程中每一步都會(huì)根據(jù)相應(yīng)的指標(biāo)來(lái)處理，本發(fā)明的功能就是根據(jù)上層的計(jì)劃調(diào)度給予的生產(chǎn)指標(biāo)期望值和約束條件來(lái)優(yōu)化運(yùn)行指標(biāo)，然后將優(yōu)化的運(yùn)行指標(biāo)下達(dá)給運(yùn)行控制層(用來(lái)控制上述選礦過(guò)程的各個(gè)子流程)，運(yùn)行控制層根據(jù)優(yōu)化指標(biāo)來(lái)完成豎爐、磨礦、磁選等工藝過(guò)程。
[0025]選礦過(guò)程既是將從地下開(kāi)采出來(lái)的原礦石(簡(jiǎn)稱(chēng)原礦)中有用礦物進(jìn)行富集的過(guò)程，通常由多個(gè)工序組成。工序之間的功能互相獨(dú)立，完成各自的產(chǎn)品生產(chǎn)加工任務(wù)并使反應(yīng)產(chǎn)品在加工過(guò)程的質(zhì)量、效率、消耗等相關(guān)的工藝指標(biāo)-運(yùn)行指標(biāo)在目標(biāo)值范圍內(nèi)；這些工序又相互協(xié)作完成生產(chǎn)全流程的產(chǎn)品加工任務(wù)，保證選礦過(guò)程的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、消耗、成本等方面的生產(chǎn)指標(biāo)在目標(biāo)值范圍內(nèi)。
[0026]本發(fā)明主要解決對(duì)上述選礦過(guò)程中產(chǎn)生的性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，然后將結(jié)果下達(dá)給運(yùn)行控制層，從而使綜合生產(chǎn)指標(biāo)滿(mǎn)足預(yù)期的目標(biāo)值。選礦過(guò)程涉及的性能指標(biāo)包括各個(gè)工藝的運(yùn)行指標(biāo)、邊界約束以及綜合生產(chǎn)指標(biāo)。其中工藝運(yùn)行指標(biāo)為磁選管回收率(D1)、強(qiáng)磨粒度(強(qiáng)磁磨礦粒度D2)、弱磨粒度(弱磁磨礦粒度D3)、強(qiáng)精品位(強(qiáng)磁精礦品位D4)、弱精品位(弱磁精礦品位D5)、強(qiáng)尾品位(強(qiáng)磁尾礦品位D6)、弱尾品位(弱磁尾礦品位D7)七個(gè)指標(biāo)；邊界約束為弱磁入磨品位(C1)、強(qiáng)磁入磨品位(C2)、強(qiáng)磁球磨機(jī)處理量(C3)、弱磁球磨機(jī)處理量(C4)、廢石品位(C5)、強(qiáng)磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間(C6)、弱磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間(C7)七個(gè)指標(biāo)；綜合生廣指標(biāo)為綜精廣量(綜合精礦廣量P1)和綜精品位(綜合精礦品位P2)。
[0027]本發(fā)明的選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化方法，包括如下步驟:
[0028]步驟1:采集選礦過(guò)程各工序運(yùn)行指標(biāo)，包括弱磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)、弱磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)、強(qiáng)磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)和強(qiáng)磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)；
[0029]所述弱磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)為弱磨粒度；
[0030]所述弱磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)包括弱磁精礦品位和弱磁尾礦品位；
[0031]所述強(qiáng)磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)即強(qiáng)磨粒度；
[0032]所述強(qiáng)磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)包括強(qiáng)磁精礦品位和強(qiáng)磁尾礦品位；
[0033]步驟2:根據(jù)采集到的各運(yùn)行指標(biāo)和各運(yùn)行指標(biāo)邊界約束，對(duì)選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，從而將選礦過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)優(yōu)化；
[0034]步驟2.1:用戶(hù)根據(jù)實(shí)際工況條件自行設(shè)定選礦過(guò)程邊界約束、質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值和廣量指標(biāo)目標(biāo)值；
[0035]所述的選礦過(guò)程邊界約束包括弱磁入磨品位、強(qiáng)磁入磨品位、強(qiáng)磁球磨機(jī)處理量、弱磁球磨機(jī)處理量、廢石品位、強(qiáng)磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間、弱磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間；
[0036]所述的質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值為綜合精礦品位目標(biāo)值；
[0037]所述的產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值為綜合精礦產(chǎn)量目標(biāo)值；
[0038]步驟2.2:根據(jù)采集到的選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)對(duì)設(shè)定的質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值和產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值進(jìn)行優(yōu)化:在滿(mǎn)足邊界約束的條件下，以綜合精礦品位最大化和綜合精礦產(chǎn)量最大化為目標(biāo)，采用建立多目標(biāo)優(yōu)化模型的方式優(yōu)化得到運(yùn)行指標(biāo)目標(biāo)值的預(yù)設(shè)定值；
[0039]步驟2.3:根據(jù)得到的運(yùn)行指標(biāo)預(yù)設(shè)定值對(duì)質(zhì)量指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)行預(yù)報(bào)，得到質(zhì)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值和產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值:建立一個(gè)質(zhì)量指標(biāo)與產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)模型，來(lái)描述當(dāng)前運(yùn)行指標(biāo)預(yù)設(shè)定值、當(dāng)前工況條件、前一時(shí)刻選礦過(guò)程的質(zhì)量指標(biāo)實(shí)際值與產(chǎn)量指標(biāo)實(shí)際值之間的函數(shù)關(guān)系，目標(biāo)為當(dāng)前時(shí)刻質(zhì)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值和產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值；
[0040]步驟2.4:根據(jù)質(zhì)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值與質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值之差、產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值與產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值之差，來(lái)校正運(yùn)行指標(biāo)目標(biāo)值的預(yù)設(shè)定值，得到運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化值，具體步驟為:
[0041]步驟2.4.1:利用粗糙集理論，建立運(yùn)行指標(biāo)校正模型來(lái)描述運(yùn)行指標(biāo)校正值、綜合精礦產(chǎn)量預(yù)報(bào)值、綜合精礦品位預(yù)報(bào)值、運(yùn)行指標(biāo)預(yù)設(shè)定值之間的函數(shù)關(guān)系；
[0042]步驟2.4.2:對(duì)運(yùn)行指標(biāo)校正模型進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)，確定相對(duì)核；
[0043]將運(yùn)行指標(biāo)設(shè)定為決策屬性，質(zhì)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值與質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值之差、產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值與產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值之差、邊界約束設(shè)定為條件屬性；
[0044]步驟2.4.3:根據(jù)步驟2.4.2確定的相對(duì)核，生成校正規(guī)則決策表，并通過(guò)校正規(guī)則決策表來(lái)對(duì)運(yùn)行指標(biāo)目標(biāo)值的預(yù)設(shè)定值進(jìn)行校正，得到選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化值；
[0045]步驟3:選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化后，工業(yè)控制系統(tǒng)根據(jù)選礦過(guò)程各運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化值下發(fā)控制指令至選礦過(guò)程各工序。
[0046]有益效果:
[0047]利用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的工況參數(shù)將企業(yè)全流程日綜合生產(chǎn)指標(biāo)優(yōu)化控制出不同工序?qū)?yīng)的運(yùn)行指標(biāo)目標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)選礦過(guò)程各工序協(xié)調(diào)優(yōu)化?？梢栽诓粩嘧兓墓r條件和運(yùn)行指標(biāo)精度等級(jí)要求下大大提高選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化控制的建模、研究、測(cè)試效率和生產(chǎn)實(shí)踐研發(fā)部署效率。非常適合于選礦過(guò)程的工業(yè)應(yīng)用以及自動(dòng)化相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等，有著非常廣泛的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0048]圖1選礦過(guò)程工藝流程圖；
[0049]圖2本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化控制方法流程圖；
[0050]圖3本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的根據(jù)采集到的各運(yùn)行指標(biāo)和各運(yùn)行指標(biāo)邊界約束，對(duì)選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0052]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】為某大型鐵礦選礦廠的選礦過(guò)程。該選礦廠的主要鐵礦石為黃鐵礦、褐鐵礦，脈石以重晶石、石英、碧玉及鐵白云石為主，礦石實(shí)際含鐵品位33%。選礦過(guò)程工藝流程如圖1所示，原礦石經(jīng)過(guò)破碎機(jī)破碎、篩分后，形成粉礦和塊礦；然后粉礦和塊礦分別進(jìn)入緩沖礦倉(cāng)，作為后續(xù)工序的原料。粉礦經(jīng)過(guò)強(qiáng)磁磨礦和強(qiáng)磁選礦工序生成強(qiáng)磁精礦和強(qiáng)磁尾礦；塊礦經(jīng)過(guò)豎爐焙燒、弱磁磨礦和弱磁選礦工序生成弱磁精礦和弱磁尾礦。最后強(qiáng)磁精礦礦漿和弱磁精礦礦漿在精礦池中進(jìn)行混合，形成精礦礦漿，在精礦處理工序中進(jìn)行濃縮水處理后輸送到精礦庫(kù)中作為燒結(jié)廠原料；強(qiáng)磁尾礦礦漿和弱磁尾礦礦漿在尾礦池中行混合，形成綜合尾礦礦漿，在尾礦處理工序進(jìn)行濃縮水處理后輸送到尾礦壩堆存。
[0053]本【具體實(shí)施方式】所采用的控制系統(tǒng)平臺(tái)，包括破碎機(jī)、振動(dòng)篩、傳送帶、豎爐、一段球磨機(jī)、一段分級(jí)機(jī)、二段球磨機(jī)、水利旋轉(zhuǎn)器、強(qiáng)磁圓筒礦倉(cāng)、弱磁圓筒礦倉(cāng)、磁選機(jī)、濃縮系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備，同時(shí)配備測(cè)量?jī)x表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及工業(yè)控制系統(tǒng)(分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS)或可編程邏輯控制器(PLC))；
[0054]破碎機(jī)采用PE-800X 1060型顎式破碎機(jī)，進(jìn)料口尺寸為800mmX 1060mm,最大給料粒為680mm，排料口調(diào)整范圍為100mm-200mm，處理能力為85_143t/h，被破碎物料的最高抗壓強(qiáng)度為320Mpa。
[0055]振動(dòng)篩采用2YK1548型圓振篩,篩面規(guī)格為4800mm應(yīng)1500mm,篩面層數(shù)為2,篩孔尺寸為3mm?100mm,進(jìn)料粒度< 400mm,處理量為30?275m/h。
[0056]豎爐采用焙燒豎爐，有效容積為100m3，并配有一臺(tái)流量為15500mVh的鼓風(fēng)機(jī)，一臺(tái)流量為43900m3/h的抽煙機(jī)，豎爐兩側(cè)設(shè)有排除焙燒產(chǎn)品用的直徑為600mm的輥式排礦機(jī)。
[0057]一段球磨機(jī)和二段球磨機(jī)均采用01200X3000型中礦球磨機(jī)，筒體轉(zhuǎn)速為36r/min，裝球量為3.5t，進(jìn)料粒度小于25mm，出料粒度范圍為0.074mm-0.4mm，處理量為1.6_5t/h。
[0058]磁選機(jī)米用SHP-3200型濕式強(qiáng)磁選機(jī),轉(zhuǎn)盤(pán)直徑3200mm,轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速3.3r/min,額定磁感應(yīng)強(qiáng)度13500mT。
[0059]按照要求安裝相關(guān)設(shè)備及測(cè)量?jī)x表，具體如下:
[0060]在豎爐焙燒過(guò)程安裝有熱輻射高溫計(jì)、非接觸式壓力傳感器用來(lái)檢測(cè)溫度和壓力；
[0061]在破碎篩選過(guò)程以及磨礦過(guò)程安裝有PSM-400線粒度計(jì)用于檢測(cè)粒度(D2，D3)；
[0062]在磁選過(guò)程中，濃密機(jī)底流管路上安裝的核子濃度計(jì)采用NMF-216T系列核子濃度計(jì)，測(cè)量給礦濃度；[0063]采用AB公司的1336PLUS系列變頻器控制底流變頻泵的轉(zhuǎn)速?gòu)亩梢钥刂平o礦量;
[0064]本實(shí)施例的工業(yè)控制系統(tǒng)采用美國(guó)Rockwell公司ControlLogix系統(tǒng)平臺(tái)。該分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的上位機(jī)(即監(jiān)控計(jì)算機(jī))是使用監(jiān)控組態(tài)軟件RSView32和通訊軟件RSlink配合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集以及人機(jī)監(jiān)控。
[0065]本方法首先采集各測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù)，然后企業(yè)計(jì)劃調(diào)度的綜精產(chǎn)量和綜精品位目標(biāo)值進(jìn)行優(yōu)化設(shè)定。本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化控制策略如圖2所示。
[0066]本實(shí)施方式的選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化方法，如圖2所示，包括如下步驟:
[0067]步驟1:采集選礦過(guò)程各工序運(yùn)行指標(biāo)，包括弱磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)、弱磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)、強(qiáng)磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)和強(qiáng)磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)；
[0068]弱磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)為弱磨粒度；[0069]弱磁選別廣生的運(yùn)彳丁指標(biāo)包括弱磁精礦品位和弱磁尾礦品位;
[0070]強(qiáng)磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)即強(qiáng)磨粒度；
[0071]強(qiáng)磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)包括強(qiáng)磁精礦品位和強(qiáng)磁尾礦品位；
[0072]步驟2:根據(jù)采集到的各運(yùn)行指標(biāo)和各運(yùn)行指標(biāo)邊界約束，對(duì)選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，從而將選礦過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)優(yōu)化；
[0073]步驟2.1:用戶(hù)根據(jù)實(shí)際工況條件自行設(shè)定選礦過(guò)程邊界約束、質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值和產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值；
[0074]選礦過(guò)程邊界約束包括弱磁入磨品位(C1)、強(qiáng)磁入磨品位(C2)、強(qiáng)磁球磨機(jī)處理量(C3)、弱磁球磨機(jī)處理量(C4)、廢石品位(C5)、強(qiáng)磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間(C6)、弱磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間(C7)；
[0075]質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值為綜合精礦品位P2目標(biāo)值；
[0076]產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值為綜合精礦產(chǎn)量P1目標(biāo)值；
[0077]本實(shí)施方式的運(yùn)行指標(biāo)上下限值取值如下表所示
[0078]
【權(quán)利要求】
1.一種選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:采集選礦過(guò)程各工序運(yùn)行指標(biāo)，包括弱磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)、弱磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)、強(qiáng)磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)和強(qiáng)磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)； 所述弱磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)為弱磨粒度； 所述弱磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)包括弱磁精礦品位和弱磁尾礦品位； 所述強(qiáng)磁磨礦產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)即強(qiáng)磨粒度； 所述強(qiáng)磁選別產(chǎn)生的運(yùn)行指標(biāo)包括強(qiáng)磁精礦品位和強(qiáng)磁尾礦品位； 步驟2:根據(jù)采集到的各運(yùn)行指標(biāo)和各運(yùn)行指標(biāo)邊界約束，對(duì)選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，從而將選礦過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)優(yōu)化； 步驟2.1:用戶(hù)根據(jù)實(shí)際工況條件自行設(shè)定選礦過(guò)程邊界約束、質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值和產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值； 所述的選礦過(guò)程邊界約束包括弱磁入磨品位、強(qiáng)磁入磨品位、強(qiáng)磁球磨機(jī)處理量、弱磁球磨機(jī)處理量、廢石品位、強(qiáng)磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間、弱磁球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)間； 所述的質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值為綜合精礦品位目標(biāo)值； 所述的產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值為綜合精礦產(chǎn)量目標(biāo)值； 步驟2.2:根據(jù)采集到的選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)對(duì)設(shè)定的質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值和產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值進(jìn)行優(yōu)化:在滿(mǎn)足邊界約束的條件下，以綜合精礦品位最大化和綜合精礦產(chǎn)量最大化為目標(biāo)，采用建立多目標(biāo)優(yōu)化模型的方式優(yōu)化得到運(yùn)行指標(biāo)目標(biāo)值的預(yù)設(shè)定值； 步驟2.3:根據(jù)得到的運(yùn)行指標(biāo)預(yù)設(shè)定值對(duì)質(zhì)量指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)行預(yù)報(bào)，得到質(zhì)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值和產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值:建立質(zhì)量指標(biāo)/產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)模型，來(lái)描述當(dāng)前運(yùn)行指標(biāo)預(yù)設(shè)定值、當(dāng)前工況條件、前一時(shí)刻選礦過(guò)程的質(zhì)量指標(biāo)實(shí)際值與產(chǎn)量指標(biāo)實(shí)際值之間的函數(shù)關(guān)系，目標(biāo)為當(dāng)前時(shí)刻質(zhì)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值和產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值； 步驟2.4:根據(jù)質(zhì)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值與質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值之差、產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值與產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值之差，來(lái)校正運(yùn)行指標(biāo)目標(biāo)值的預(yù)設(shè)定值，得到運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化值，具體步驟為: 步驟2.4.1:利用粗糙集理論，建立運(yùn)行指標(biāo)校正模型來(lái)描述運(yùn)行指標(biāo)校正值、綜合精礦產(chǎn)量預(yù)報(bào)值、綜合精礦品位預(yù)報(bào)值、運(yùn)行指標(biāo)預(yù)設(shè)定值之間的函數(shù)關(guān)系； 步驟2.4.2:對(duì)運(yùn)行指標(biāo)校正模型進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)，確定相對(duì)核； 將運(yùn)行指標(biāo)設(shè)定為決策屬性，質(zhì)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值與質(zhì)量指標(biāo)目標(biāo)值之差、產(chǎn)量指標(biāo)預(yù)報(bào)值與產(chǎn)量指標(biāo)目標(biāo)值之差、邊界約束設(shè)定為條件屬性； 步驟2.4.3:根據(jù)步驟2.4.2確定的相對(duì)核，生成校正規(guī)則決策表，并通過(guò)校正規(guī)則決策表來(lái)對(duì)運(yùn)行指標(biāo)目標(biāo)值的預(yù)設(shè)定值進(jìn)行校正，得到選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化值； 步驟3:選礦過(guò)程運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化后，工業(yè)控制系統(tǒng)根據(jù)選礦過(guò)程各運(yùn)行指標(biāo)優(yōu)化值下發(fā)控制指令至選礦過(guò)程各工序。
【文檔編號(hào)】G06Q50/02GK103617456SQ201310647027
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】丁進(jìn)良, 劉長(zhǎng)鑫, 柴天佑, 王虹菲, 鄭秀萍 申請(qǐng)人:東北大學(xué)