5.2. Автоматизированная система управления технологическим комплексом флотации.
Автоматизированная система управления технологическим процессом флотации предназначена для управления технологическим процессом флотации (в полном объеме технологического цикла), сбора и анализа информации с датчиков, измерения различных параметров, характеризующих режим работы процесса и условий эксплуатации. Она является одной из подсистем АСУТП обогатительной фабрики.
Система обеспечивает:
- ввод, вывод и контроль на достоверность сигналов от первичных приборов;
- диагностику состояния процессов и механизмов;
- управление агрегатами и регулирование техпроцесса;
- регистрации параметров;
- регистрацию сбоев системы и оборудования;
- предупредительную и аварийную сигнализации;
- учет энергоресурсов (электроэнергия, пар, газ и т.д.);
- ведение архива технологических карт, сводок и графиков;
- расчет технико-экономических показателей;
- учет реализации продукции;
- автоматизированную подготовку выходной документации;
- архивацию данных по основным параметрам контроля, архивацию событий (пусков, остановок, аварийных ситуаций, превышение предельных уровней и т.п.);
- прогнозирование развития аварийного процесса;
- прогнозирование качественных характеристик товарной продукции с использованием результатов экспресс – контроля и статических методов;
- аналитическую градуировку датчиков при изменении свойств перерабатываемой руды;
- адаптивную фильтрацию результатов наблюдений;
АСУТП технологического комплекса состоит из:
- информационной системы;
- комплекса систем регулирования (управления) технологического процесса и запуска агрегатов.
Информационная система обеспечивает:
- автоматизированный сбор данных о параметрах процесса обогащения с первичных источников информации (расходомеров, приборов РСА, уровнемеров и других приборов КИП);
- математическую обработку данных;
- получение данных о состоянии агрегатов (включен/выключен);
- создание человеко-машинного интерфейса;
- представление данных в графическом виде (мнемосхемы, таблицы);
- архивирование данных с необходимым интервалом и глубиной хранения с последующим извлечением из архива для анализа.
Система регулирования (управления) обеспечивают:
- установление и поддержание требуемого режима работы регуляторов (управления исполнительными механизмами) по заданному алгоритму в зависимости от исходных сигналов или принудительно по команде оператора со станции управления процессом;
- дискретное управление агрегатами по схемам запуска и блокировок;
- управление питателями реагентов для обеспечения процесса флотации.
В системе управления технологическим комплексом флотации можно выделить следующие уровни.
1. Уровень датчиков (уровень I/О).
Данный уровень является базой построения любой системы управления. Уровень включает датчики, исполнительные механизмы и нормирующие преобразователи. Главная задача этого уровня – обеспечение достоверной информации о протекающем технологическом процессе флотации в верхние уровни управления. Сигналы от датчиков поступает на контроллерный уровень.
2. Контроллерный (локальный) уровень.
На этом уровне происходит преобразование аналоговых сигналов от датчиков, исполнительных механизмов и других источников в цифровой код, пригодный для компьютерной обработки. Сюда же поступает информация в виде дискретных сигналов о состоянии агрегатов и аварийных состояний. Контроллеры выполняют основную работу по сбору, обработке и передачи информации на следующий уровень управления. Контроллерный уровень обеспечивает стабилизацию технологических параметров флотации (уровня пульпы, расходы воздуха во флотомашины, реагентного режима процесса, щелочности пульпы и т.д.) и визуализацию изменений всех технологических параметров на дисплее по вызову оператора.
В небольших системах управления технологическим комплексом флотации на этом уровне могут размещаться вторичные приборы и аналоговые общепромышленные регуляторы, решающие задачи стабилизации технологических параметров.
3. Оперативный уровень (Scada – уровень)
Это уровень, на котором находятся станции оператора системы, инженера, а также хранилище данных – сервер. Для обеспечения гибкого управления АСУТП ОФ, на операторской станции устанавливается специальный пакет программного обеспечения SCADA – система. Эта аббревиатура расшифровывается как Supervisory Control And Data Acquisition – централизованное управление и сбор данных. SCADA – система позволяет наглядно представить информацию о протекающем процессе с помощью мнемосхем, графиков, таблиц и на основе этой информации осуществлять управление процессом в полном объеме. Данные в программу поступают с контроллеров в режиме реального времени, то есть все изменения процесса, происходящие в текущий момент времени фиксируются оператором системы немедленно.
Программа позволяет отслеживать выход параметров на допустимые пределы с выдачей звуковых сообщений, архивацию данных в базе данных сервера с необходимым интервалом и требуемой глубиной хранения, подготовку и печать различных отчетов, вывод графиков реального времени, и отображение на графиках заархивированной ранее информации для ее анализа и вывода на печать.
Также имеется возможность ведения журнала тревог (предупреждений) об опасных (аварийных) ситуациях или каких-либо нежелательных отклонениях технологического процесса. Сервер предоставляет сервис по физическому сохранению баз данных для SCADA-систем, а также служит источником данных для АСУТП обогатительной фабрики.
Таким образом, система управления процессом флотации строится как многоуровневая иерархическая система контроля и управления. Это сложная комбинированная система, включающая разомкнутые и замкнутые контуры управления, контуры стабилизации отдельных параметров процесса и учитывающая как влияние возмущающих параметров на процессе, так и результаты управления.
Основу системы управления процессом флотации составляют локальные автоматические системы контроля и регулирования.
Для реализации системы управления технологическим комплексом флотации необходимы следующие системы автоматического контроля (САК) и регулирования (САР).
1. САК параметров пульпы, поступающей на флотацию (объемного расхода, плотности, щелочности);
2. САК содержания металлов в руде и продуктах обогащения (система аналитического контроля с системой пробоотбора и прободоставки);
3. Система автоматического дозирования флотационных реагентов;
4. САК толщины слоя пены;
5. САР расхода воздуха во флотомашины;
6. САР уровня пульпы во флотомашинах;
7. САР щелочности пульпы в процессе;
8. САР качества выходных продуктов флотации. состава. мом технологическими возмжностями технических средст контроля веще поэтому косвенно реагируют на все контролируемые и
На рис. 5.1 представлена схема автоматизации технологического комплекса флотации, состоящего из основной, контрольной и перечистной операции и включающая систему аналитического контроля на базе рентгеноспектрального анализатора в потоке АР-31М и автоматизированную систему дозирования реагентов в процессе “АСУДР «Реагент»”.
Фирмой ЭЛСКОРТ (электронные системы, комплексное оборудование, Рентгеновская техника) предложена оптимизирующая программа «АДДЕФЛОТ» для автоматического регулирования процесса флотации, основанная на минимизации потерь (в стоимостном выражении) ценных компонентов. На основе этой программы может быть реализована система автоматического регулирования процесса флотации с использованием РА-931, которая представлена на рис. 5.2.
Рисунок 5.2 Схема системы автоматического регулирования процесса флотации с использованием РА-931
На основе этой системы осуществляется балансовый анализ технологических показателей процесса флотации (α, β, , рН, tо, Qр, δ) и реализуются алгоритмы экспертного или оптимального управления процессом флотации путем изменения расходов реагентов воздуха, уровней пульпы.
Контрольные вопросы к главе 5
Сформируйте критерий управления технологическим комплексом флотации?
Назовите этапы решения задачи управления комплексом флотации?
Что обеспе6чивает АСУТП процесса флотации?
Какие уровни можно выделить в системе управления технологическим комплексом флотации?
Назовите задачи, решаемые на контроллерном уровне.
Назовите задачи, решаемые на оперативном уровне.
Что состовляет основу АСУТ флотационного процесса?
Назовите системы автоматического контроля, необходимые для реализации системы управления процессом флотации.
Назовите локальные системы автоматического регулирования, необходимые для реализации системы управления процессом флотации.
Евгений Васильевич Прокофьев
Автоматизация технологических процессов и производств. Часть 2. Автоматизация технологического комплекса флотации. Учебное пособие.
Корректура кафедры автоматики и компьютерных технологий
Подписано в печать 2005 г.
Бумага писчая. Формат бумаги 60×84 1/16
Печ. л. Уч. изд. л. Тираж 150 экз. Заказ №
Лаборатория педагогики
620144 г. Екатеринбург, ул. Куйбышева 30
Уральский государственный горный университет
Лаборатория множительной техники.
- Часть 2 Автоматизация технологического комплекса флотации
- 1. Характеристика технологического комплекса флотации как управляемого объекта
- 1.1. Общие сведения
- 1.2. Задачи автоматизации технологического комплекса флотации
- 1.3. Анализ технологического комплекса флотации как управляемого объекта.
- 1.4. Статические и динамические характеристики технологического комплекса флотации.
- 1.5. Структурная идентификация элементов технологических комплексов флотации
- 1.6. Параметрическая идентификация элементов
- 2. Автоматизированные системы аналитического контроля
- 2.1. Общие сведения
- 2.2. Автоматизированные системы отбора, доставки и подготовки проб.
- 2.3 Анализаторы вещественного состава руд и продуктов обогащения.
- 2.4. Автоматизированная система автоматического контроля (асак)
- 3. Автоматизированные системы управления ионным
- 3.1 Общие сведения
- 3.2 Управление дозирование флотационных реагентов
- 3.3 Контроль и управление ионным составом пульпы
- 4. Автоматический контроль и управление уровнем пульпы и пены во флотационных машинах.
- 4.1. Общие сведения
- 4.2. Технические средства контроля уровня пульпы и пены во флотационных машинах.
- 4.3. Автоматическое регулирование уровня пульпы во флотационных машинах.
- 5. Управление технологическим комплексом флотации
- 5.1. Общие понятия
- 5.2. Автоматизированная система управления технологическим комплексом флотации.