[发明专利]一种磨矿粒度在线预报系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及磨矿技术领域，特别涉及一种磨矿粒度在线预报系统及方法。

背景技术

磨矿工业过程是选矿生产流程中至关重要的一个环节，其主要任务是将矿石充分研磨分级，使其粒度大小符合相关工艺指标，从而有利于后续的磁选和浮选等选别工艺过程。磨矿产品的质量主要用粒度的分布来衡量。磨矿粒度是磨矿过程中最重要的质量指标,对下段选别工序(如磁选、浮选等)及整个选矿产品质量有重要影响,需要严格监视和控制它决定了选矿最终产品的品位和金属回收率。

磨矿产品粒度通常的检测办法就是取样筛分,用筛子定时检查分级溢流粒度或选矿产品粒度。但是这种离线检测方法滞后太大，不能用于磨矿粒度闭环控制和在线优化。现有的磨矿产品粒度的在线检测技术有两类。一类是利用磨矿粒度在线分析仪，即采用超声波分析、激光分析等技术研制的粒度在线分析设备。但采用上述技术开发的矿浆粒度检测仪器在我国复杂、多变的矿石磨矿条件下检测结果不理想；而且这些仪器的造价昂贵，容易堵塞，现场维护的工作量很大。另一类是采用基于模型的磨矿粒度预报技术。即对于难以在线检测的磨矿粒度，选择一组与粒度密切相关并可直接测量的辅助变量，一般是矿浆浓度、流量和旋流器给矿压力，通过构造辅助变量与磨矿粒度之间的动态模型来对粒度进行预报，从而为粒度的闭环控制和优化提供重要信息。

模型的性能是基于模型的磨矿粒度预报技术的关键。它的性能由预报时间长度和模型泛化能力来衡量。传统的预报模型主要采用过程辨识方法获得，这样的模型运算简单，但是模型性能低。主要表现在1)预测时间非常短：只能预测当前周期之后1个预报周期（即“单步预报”）；而粒度变化过程缓慢，滞后大，因此单步预报无法用于粒度的闭环控制。2)模型的泛化能力差：只能适用于预测稳态工作点的附近区域，当工况和边界条件波动较大时，预测精度不理想。

另一种方法采用基于机理建立的磨矿粒度仿真预报模型，由于这样的模型采用质量平衡机理建立，具有更强的泛化能力，能够预测更长周期，具备“多步预报”能力。但是它也有缺点，尤其是高精度磨矿粒度预报模型采用复杂的偏微-积分方程组形式，其求解过程需要消耗大量计算资源和需要较长时间，导致预测结果滞后，难以满足在线应用的实时性需求。本项发明正是针对这一问题的解决技术。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于稳态跳跃仿真的磨矿粒度在线预报系统及方法，应用于在线磨矿粒度预报机理模型的求解，在不降低模型计算精度的前提下提高磨矿粒度预报的响应速度、提高预测的实时性；对磨矿粒度指标在线估计，实现磨矿粒度的闭环控制；根据其它生产因素的波动变化对未来一段时间的磨矿粒度的变化进行预测，达到使磨矿粒度的实时优化的目的。

本发明的实施方式是这样实现的：一种磨矿粒度在线预报系统，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。

利用磨矿粒度在线预报系统对磨矿粒度进行在线预测的方法，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；