способ автоматизированного управления горно-обогатительным производством

Формула изобретения

Способ автоматизированного управления горно-обогатительным производством, включающий измерение в заданных интервалах времени расхода электроэнергии оборудования технологических звеньев добычи, дробления и получения железорудного концентрата на 1 т продукта, напряжения питающей сети и определение корректирующего коэффициента, учитывающего влияние величины напряжения питающей сети, отличающийся тем, что на основании статистических данных для оборудования технологических звеньев добычи, дробления руды и получения железорудного концентрата с учетом механических и химических свойств сырья и количества единиц работающего оборудования вводят в управляющую систему граничные параметры допустимых значений расхода электроэнергии на производство 1 т продукции при фиксированном напряжении питающей сети, на этапе переработки технологическим звеном добычи исходную руду взвешивают и усредняют для приведения механических и химических параметров к задаваемым границам для переработки в следующих технологических звеньях, при переработке руды на технологическом звене дробления контролируют химический состав и механические свойства промежуточного продукта, на этапе переработки руды технологическим звеном получения железорудного концентрата определяют количество продукции заданного химического состава, получаемого из 1 тонны руды, для каждого технологического звена фиксируют количество единиц параллельно работающего оборудования, производят сравнение количества электроэнергии, потребляемой каждым технологическим звеном на производство 1 т продукта с граничными параметрами допустимых значений расхода электроэнергии на 1 т продукта для данных состава исходной руды, параметров продукции технологического звена и количества единиц параллельно работающего в составе технологического звена оборудования, определяют величину отклонений, умножают на коэффициент, учитывающий влияние величины напряжения питающей сети, и при превышении измеренными величинами расхода электроэнергии по указанным технологическим звеньям граничных параметров допустимых значений расхода электроэнергии на 1 т продукта фиксируют нарушение работы оборудования конкретного технологического звена, затем анализируют динамику нарастания во времени полученных отклонений и по результату анализа определяют очередность и объем диагностирования конкретной единицы оборудования технологического звена, после чего поэтапно переводят оборудование технологического звена в диагностический режим работы, производят его диагностирование и выдают команду на изменение режима работы конкретных единиц оборудования технологического звена или их остановку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам автоматизированного управления горно-обогатительными производствами с помощью разветвленной компьютерной сети и может быть использовано в черной и цветной металлургии.

Известна система анализа надежности производственных процессов по патенту США 4644480, кл.G 06 F 15/46, 17.02.87, из которого известен способ автоматизированного контроля качества технологических потоков и товарной продукции посредством компьютерной системы, снабженной устройством памяти данных, центральным процессором, устройством ввода-вывода, основанный на исправлении или дополнении данных в базе с учетом результатов анализов качества товарной продукции по мере ее приготовления. Кроме того, в устройстве памяти данных хранятся нормативные документы по показателям качества товарной продукции и технологических потоков.

Однако известный способ не предусматривает раскрытия причин изменения качества, в частности, влияния изменения свойств сырья, работы отдельных единиц оборудования.

Известен способ автоматизированного управления энергопотреблением промышленного предприятия (SU №1487068, кл.G 05 B 19/418, 15.06.1989), состоящий в измерении расхода электроэнергии в каждом технологическом звене промышленного предприятия и в измерении его электрической нагрузки в соответствии с запасом продукции на выходе звена, потреблением энергии на единицу выпускаемой продукции, а также с состоянием энергосистемы предприятия-потребителя и поставщика.

Недостатки данного способа заключаются в том, что он не учитывает влияние на расход энергии, потребленной на производство 1 тонны продукции, таких факторов, как изменение качественного состава сырья, величины напряжения питающей сети, изменений в ведении технологического процесса и перерывов в подаче сырья, приводящих к остановке части параллельных ветвей технологического оборудования при сохранении в работе общих для всего технологического передела потребителей (сборные конвейеры, освещение и др.)

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ автоматизированного управления горно-обогатительным производством, включающий измерение расхода электроэнергии оборудования технологических звеньев добычи, дробления и получения железорудного концентрата на 1 тонну продукта, напряжения питающей сети и определение коэффициента, учитывающего влияние величины напряжения питающей сети(см.SU 1015910 А, кл. В 03 В 13/00, 07.05.1983).

Однако этот способ не учитывает влияния на расход электроэнергии изменения качественного состава сырья и количества параллельно работающего в технологическом звене оборудования, состояния самого оборудования

Цель изобретения: повышение качества и оперативности в управлении горно-обогатительным производством и снижение энергоемкости производства.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматизированного управления горно-обогатительным производством, включающем измерение в заданных интервалах времени расхода электроэнергии оборудования технологических звеньев добычи, дробления и получения железорудного концентрата на 1 тонну продукта, напряжения питающей сети и определение корректирующего коэффициента, учитывающего влияние величины напряжения питающей сети, согласно изобретению на основании статистических данных для оборудования технологических звеньев добычи, дробления руды и получения железорудного концентрата с учетом механических и химических свойств сырья и количества единиц работающего оборудования вводят в управляющую систему граничные параметры допустимых значений расхода электроэнергии на производство 1 тонны продукции при фиксированном напряжении питающей сети, на этапе переработки технологическим звеном добычи исходную руду взвешивают и усредняют для приведения механических и химических параметров к задаваемым границам для переработки в следующих технологических звеньях, при переработке руды на технологическом звене дробления контролируют химический состав и механические свойства промежуточного продукта, на этапе переработки руды технологическим звеном получения железорудного концентрата определяют количество продукции заданного химического состава, получаемого из 1 тонны руды, для каждого технологического звена фиксируют количество единиц параллельно работающего оборудования, производят сравнение количества электроэнергии потребляемой каждым технологическим звеном на производство 1 тонны продукта с граничными параметрами допустимых значений расхода электроэнергии на 1 тонну продукта для данных состава исходной руды, параметров продукции технологического звена и количества единиц параллельно работающего в составе технологического звена оборудования, определяют величину отклонений, умножают на коэффициент, учитывающий влияние величины напряжения питающей сети, и при превышении измеренными величинами расхода электроэнергии по указанным технологическим звеньям граничных параметров допустимых значений расхода электроэнергии на 1 тонну продукта фиксируют нарушение работы оборудования конкретного технологического звена, затем анализируют динамику нарастания во времени полученных отклонений и по результату анализа определяют очередность и объем диагностирования конкретной единицы оборудования технологического звена, после чего поэтапно переводят оборудование технологического звена в диагностический режим работы, производят его диагностирование и выдают команду на изменение режима работы конкретных единиц оборудования технологического звена или их остановку.

Способ осуществляется следующим образом.

Эффективность производства косвенно можно определить по удельному расходу электроэнергии на производство единицы продукции и количеству продукции относительно плановой при условии соблюдения качества.

Однако применительно к горно-обогатительному производству удельный расход электроэнергии зависит также от минералогического состава руды в забое каждого экскаватора, ее механической прочности, размеров куска, величины напряжения питающей сети, количества работающего параллельно в технологическом звене переделе оборудования, состояния самого оборудования, правильности ведения технологического процесса, ритмичности поставки руды и промежуточного продукта к звеньям переработки и внутри звеньев.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема, поясняющая реализацию предлагаемого способа.

На схеме обозначены:

1 - оборудование технологического звена добычи.

2 - оборудование технологического звена дробления руды.

3 - оборудование технологического звена получения железорудного концентрата.

4 - станция управления оборудованием технологических звеньев.

5 - система диагностики оборудования технологических звеньев.

6 - система измерения химического состава руды.

7 - система взвешивания руды и промежуточного продукта.

8 - система измерения активной мощности технологических звеньев.

9 - система измерений напряжений питания технологических звеньев.

10 - система измерения механических параметров руды промежуточного продукта.

11 - управляющая система диспетчера комбината.

Оборудование технологического звена 1 (экскаваторы) производит погрузку руды в автомобили для отправки ее на перегрузки находящиеся внутри этого звена 1 для усреднения (смешивания) с целью приведения механических параметров 10 и химического состава этой руды к задаваемым для переработки технологическими звеньями 2, 3 границам. Продукт звена 1 затем грузится в железнодорожный транспорт и отправляется на дробление звеном 2. Количество руды, перевезенной каждым железнодорожным составом, взвешивается системой взвешивания руды и промежуточного продукта 7. Эффективность работы оборудования технологического звена 1 оценивается по количеству взвешенной руды, имеющей механические свойства (твердость, размер "куска"), замеренные системой 10 измерения механических параметров руды промежуточного продукта и химическому составу отгруженной руды, замеренному системой 6 измерения химического состава руды.

Технологическое звено 2 дробления руды, представляющее собой ряд параллельно работающих дробилок и конвейеров, производит первую стадию дробления руды и доставку ее для переработки технологическим звеном 3 получения железорудного концентрата. Эффективность работы технологического звена 2 также зависит от расхода электроэнергии, которая измеряется системой измерения активной мощности 8 технологического звена при напряжении сети, измеряемом системой измерения напряжения питания 9 технологических звеньев, на дробление и транспортировку конвейером 1 тонны руды, имеющей механические и химические свойства, измеряемые системами диагностики 5 и измерения 6.

Переработка руды в железорудный концентрат производится технологическим звеном 3, представляющим собой ряд параллельно работающих мельниц, где также производятся соответствующими системами измерения 8, 9 и 10 измерения мощности, напряжения, механических параметров руды. Также определяется количество продукта технологического звена 3, получаемого из 1 тонны руды, имеющей химический состав, замеряемый системой измерения 6. Для технологических звеньев 1, 2, 3 затраты электроэнергии на производство 1 тонны продукта зависят также от количества единиц параллельно работающего оборудования, так как все эти звенья имеют общие для их параллельно работающего оборудования потребители электроэнергии (сборные конвейеры, освещение, ремонтное оборудование и др.). Передачу информации о количестве работающего оборудования для звеньев 1, 2, 3 в систему 11 производят с помощью соответствующих систем 5 диагностики.

На основании статистических данных для звеньев 1, 2, 3 строят и вводят в систему 11 граничные параметры областей допустимых значений по расходу электроэнергии на производство 1 тонны продукта, учитывающих все реальные ситуации по изменению свойств сырья, количества единиц работающего оборудования, вычисляют коэффициент, учитывающий влияние величины напряжения питающей сети. Для всего технологического оборудования определяют диагностические параметры, по которым с помощью специальных датчиков и контроллеров можно определить его техническое состояние. На основании статистических данных и результатов моделирования ситуаций вариантов превышения расходов электроэнергии границ областей допустимых значений определяют в зависимости от величины и скорости изменения во времени этих отклонений режимы и объемы диагностирования.

С целью создания условий для оценки величин изменения диагностических параметров относительно заданных оборудование технологического звена поочередно переводится в диагностический рабочий режим.

При превышении величинами расхода электроэнергии на 1 тонну продукта по технологическим звеньям 1, 2, 3 параметров этих областей управляющая система 11 диспетчера комбината фиксирует нарушение. Далее управляющая система 11 запрашивает архив данных по соответствующему технологическому звену 1, 2, 3 и анализирует динамику нарастания во времени этих отклонений. После чего управляющая система 11 определяет очередность и объем диагностирования оборудования, режим его работы во время диагностирования. Получив разрешение от диспетчера, управляющая система 11 выдает команду соответствующей станции управления 4 на изменение режима работы конкретной единицы оборудования. После получения от станции управления 4 информации о переводе оборудования в диагностический режим работы соответствующая система 5 диагностики оборудования технологического звена выполняет диагностику этого оборудования и передает информацию о результатах управляющей системе 11. По окончании диагностики для вывода оборудования из диагностического режима работы система диагностики 5 выдает об этом сигнал станции управления 4 оборудованием технологического звена.

На основании полученной от системы диагностики 5 информации управляющей системой 11 диспетчера комбината принимается решение об изменении режимов работы для конкретных единиц оборудования технологических звеньев 1, 2, 3 или об их остановке.