[发明专利]一种磨矿粒度在线预报系统及方法

权利要求书

1.一种磨矿粒度在线预报系统，其特征在于：包括：

磨矿回路传感器装置：用于在线采集磨矿过程数据，包括：给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力，并将这些过程数据转化为标准的电压和电流信号分别送入磨矿回路控制装置；

磨矿回路控制装置：

1)当与实时在线预报装置通讯时，接收实时在线预报装置发送的磨矿粒度预报值，并将该预报值输出至磨矿粒度优化设定控制装置；

2)当与磨矿粒度优化设定控制装置进行数据交互时，接收磨矿粒度优化设定控制装置输出的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力，并根据上述五个参数对给矿机速度、给水流量、压力泵转速进行闭环回路控制；

磨矿粒度优化设定控制装置：

1)用于设置给矿量目标设定值、磨机浓度目标设定值、分级机溢流浓度目标设定值、泵池浓度目标设定值、旋流器给矿压力目标设定值及磨矿粒度的目标设定区间；

2)当与磨矿回路控制装置进行数据交互时，接收磨矿回路控制装置输出的粒度预报值，若粒度预报值在磨矿力度的目标设定区间内，则保持当前状态不变；否则，计算新的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力，并将上述新计算出的参数输出至磨矿回路控制装置；

磨矿粒度实时在线预报装置：用于接收磨矿回路控制装置发送的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力，预测下一周期或多个周期以后的粒度预报值，并将上述预测值输出至磨矿回路控制装置。

2.采用权利要求1所述的磨矿粒度在线预报系统，对磨矿粒度进行在线预报的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：磨矿粒度实时在线预报装置接收由磨矿回路控制装置输出的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力；

步骤2：磨矿粒度实时在线预报装置在线预报磨矿粒度，过程为：

步骤2-1：根据需要用户自行设定预报磨矿粒度的周期、给矿量目标值、磨机浓度目标值、分级机溢流浓度目标值、泵池浓度目标值、旋流器给矿压力目标值和磨矿粒度的目标设定区间；

步骤2-2：若为初始状态，则设定初始的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力均为零；否则，接收磨矿回路传感器装置采集到的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力实测数据；

步骤2-3：判断下一周期到来时系统的状态：若为稳态，则执行步骤2-4；否则，为动态，执行步骤2-5；

稳态的判断：若同时满足条件1和条件2，则系统处于稳态：

条件1：前1周期系统状态为稳态且磨矿回路控制装置输出为空；

条件2：在连续至少12个周期内，磨矿回路控制装置输出的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力依次与上述五个量的目标设定值做差，若差值在预先设定的阈值范围内，则说明当前系统处于问题；

步骤2-4：预报稳态情况下的磨矿粒度预报值，具体为：

步骤2-4-1：预报下一个周期二段磨机输出的磨矿粒度预报值，公式如下：

sm=Adkα1+(dkμ)λbkm=φ(dkdm+1)γ+(1-φ)(dkdm+1)βPkih=Fm(ih)+Σm=1k-1bkmsmhPmih1+skh......Pih={P1ih,P2ih,...PKih}]]>

式中，s_m为粒级为m的破碎速率，μ为矿物中最大颗粒的粒径；A、α、λ为矿石性质决定的固定参数，取值范围分别为：0-1，0-2，1-5；d_k为第k个粒级的粒径；

b_km为粒度为m的颗粒破裂到k的概率，φ，γ，β为矿石性质决定的固定参数，取值范围分别为0-1，0-2，0-2；

为第i个周期内粒级k矿石的质量比例，为输入物料中为粒度为m的颗粒的质量比例，该式下的省略号是指k＝1..K个该公式的联立；

粒度估计值P^ih是粒度分布，即值集合；

步骤2-4-2：在当前周期、完成稳态模型计算后剩余的空闲时间内，对未来周期的磨矿粒度进行预报：若首次预报，则直接计算下一个周期的磨矿粒度，公式如下：

sm=Adkα1+(dkμ)λbkm=φ(dkdm+1)γ+(1-φ)(dkdm+1)βdPk(ih)dt=-smFk(ih)+Σm=1k-1bkmsmhFm(ih)......Pih={P1ih,P2ih,...PKih}]]>

式中，省略号指第3个公式中k＝1..Ｋ的联立，并将当前工况下给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力保存至磨矿粒度优化设定控制装置，同时对动态计算次数进行累加：x＝x+1；

将该预测周期得到的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度、旋流器给矿压力及磨矿粒度预报值存入数据库中；

否则，

对数据库进行查询：将当前工况和给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力作为状态输入在数据库内查询，若能够查到，继续判断该周期是否在用户设定的最大可预报周期的范围内，若在，则利用公式(2)继续预先计算未来某个周期的下一个周期的粒度预报值，并将未来某个周期的下一个周期的工况、给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度和旋流器给矿压力和粒度预报值存入数据库；若不在，则停止预测磨矿粒度；

步骤3：磨矿粒度优化设定控制装置接收由磨矿粒度实时在线预报装置输出的磨矿粒度预报结果，根据磨矿粒度预报值向磨矿回路控制装置发送新的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度、旋流器给矿压力控制信号；

步骤4：磨矿回路控制装置接收新的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度、旋流器给矿压力，通过调节给矿机电振频率、磨机入口加水流量、分级机溢流补加水流量、泵池给水流量和离心泵转速使得上述5个变量跟踪目标设定值，再执行步骤1，将新检测到的给矿量、磨机浓度、分级机溢流浓度、泵池浓度、旋流器给矿压力值传送给磨矿回路传感器装置。