浮选机液位控制系统的研究

论文摘要

由于矿物资源中品位低、嵌布粒度细、矿物组成复杂的矿石所占比例日益增大,相应的微细粒难选矿石的分选、提纯在选矿行业的重要性也日益突出,在我国则显得更为突出。浮选便是选矿过程中细颗粒矿物分选的重要方法。因为浮选机的液位直接影响精矿品位和回收效率,所以浮选机液位系统的研究具有一定的理论和现实意义。本文以北方重工集团有限公司通用设备分公司(原沈阳传动机械厂)生产SKCF系列浮选机为研究对象。要使液位稳定也就是要使进出流量相等,而流量实质上就是流体所具有的动能,所以本文通过对浮选原理和浮选工艺要求的研究,分析了浮选机内部的能量流动,然后根据能量可叠加的特点以及分析结果,对浮选机内部的能量流动进行分解,分解后结合流体力学中的离心叶轮的欧拉假设和平面势流理论等知识对流体运动进一步的分解,推导出流量关于阀门开度和液位的估计模型。接着根据浮选机液位可测,主要扰动来料速度不可测的特点,选用输出可测条件下的推理控制结构并进行控制器的设计。本文所设计的系统,即使估计模型不准确,也能达到稳态无偏。同时需要调节的系统参数少,具有较好的实用性。最后使用罗克韦尔公司出品的工业控制产品ControlLogix系统进行软件设计及仿真,仿真结果表明,当来料发生变化时,无论估计模型是否准确,系统都具有波动小且稳态偏差小的特点,同时浮选机之间的耦合强度被有效减弱。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外浮选技术和控制技术的发展
• 1.2.1 国内外浮选技术的发展
• 1.2.2 国内外浮选控制技术的发展
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 浮选原理及工艺要求
• 2.1 浮选一般流程
• 2.2 浮选原理
• 2.2.1 固相的结构和性质
• 2.2.2 液相的结构和性质
• 2.2.3 气相及其性质
• 2.2.4 浮选药剂的分类和作用
• 2.2.5 矿粒浮选的过程
• 2.3 浮选工艺要求
• 2.4 SKCF系列浮选机结构
• 2.5 本章小结
• 第3章 浮选机液位控制建模
• 3.1 建模思路
• 3.2 浮选机的绝对坐标与相对坐标
• 3.3 浮选机中的流体力学
• 3.3.1 流体运动的描述
• 3.3.2 液位模型中的三个基本方程
• 3.3.3 离心叶轮的基本假设
• 3.3.4 浮选机中的平面势流及叠加
• 3.4 浮选机液位模型
• 3.4.1 浮选机坐标系及系统参数
• 3.4.2 离心叶轮
• 3.4.3 充气机构
• 3.4.4 定子
• 3.4.5 罐体出口处
• 3.4.6 罐间流动
• 3.5 本章小结
• 第4章 浮选机液位控制系统设计
• 4.1 浮选机液位控制的难点
• 4.2 浮选机液位推理控制系统
• 4.2.1 推理控制综述
• 4.2.2 系统结构
• 4.2.3 控制器设计
• 4.2.4 模型误差对系统性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 浮选机液位控制系统实现
• 5.1 ControlLogix系统概述
• 5.2 软件设计
• 5.3 仿真结果
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢