Интеллектуальное управление процессом флотации Float/2.0

Система управленияпроцессом флотации

Float/2.0

1,21%2 545 000 $/год

Рассчитаем дополнительную при-быль предприятия, занимающего-ся обогащением меди. В год пред-приятие производит 14 000 т. меди при степени извлечения 66,57%. При увлечении степени извлечения на 1,21% предприя-тие получит дополнительно 254,5 тонн меди. При прогнозируемой цене меди в 2011 году на уровне 10 000 долларов за тонну, дополни-тельный доход составит 2 545 000$.

Дополнительныйдоход

Увеличение степени извлечения

Что значат эти цифры?

Решение Float/2.0, внедряемое на производстве – это программное обеспечение, интегрируемое в существующую на предприятии базовую АСУТП. По необходимости внедрение решения Float/2.0 может сопровождатся внедрением или модернизацией базовой АСУТП.

Float/2.0?Что представляет

собой

процесса флотации

Сердцем Float/2.0 является математиче-ская модель процесса флотации, разра-батываемая индивидуально для вашего предприятия и учитывающая все особен-ности процесса флотации на вашем пред-приятии, физические и химические осо-бенности протекания процесса.

Математическая модель

Базовая АСУТП строится на локальных контроллерах, управляет отдельными стадиями или сегментами процесса фло-тации. Задача системы управления Float/2.0 объединить все стадии и сег-менты, управлять флотацией как единым процессом.

как единым целымУправление процессом

Базовая АСУТП

Максимальная степень извлечения при сохранении качества концентрата

Улучшение качества концентрата при стабильной степени извлечения

Максимальная производительность

Минимальные расходы

бизнеса

используемая в Float /2.0, позволяет

реализовывать различные

стратегии

модель, Математическая

стратегии бизнесаРазличные

Стратегия увеличения степени извлечения — упреждающее реагирование на изменение свойств исходного сырья при стабилизации остальных параметров процесса флотации.Для того чтобы достичь этой цели, надо решить несколько задач, с которыми не справляется базовая АСУТП, но для которых есть решение в системе управления Float/2.0.

Цель: Увеличить степень извлечения при допустимом качестве концентрата

Задача: Проблема: Решение Float/2.0: Результаты внедрения:

Стабилизация уровня пульпы во флотомашинах

Стабилизация потока пены

Поиск оптимального режима

ПИД-контроллер, на кото-ром основаны решения базовой АСУТП, способен в автоматическом режиме поддерживать нужное значение параме-тра, но он не способен вычислить оптимальный уровень этого параметра. Уровень задает оператор, полагаясь на свой опыт и интуицию.

Математические модели по-зволяют выявлять сложные зависимости между степе-нью извлечения/качеством и параметрами, на них влия-ющими. Использование этой модели и многопара-метрических контроллеров позволяет оптимизировать процесс флотации по степе-ни извлечения при стабили-зации качества концентрата.

Только за счет вне-дрения системы управления Float/2.0 удается повысить из-влечение полезного вещества на 0,5-2,5%.

Из-за тесной связи между качеством кон-центрата и степенью извлечения с эконо-мической точки зрения лучшим режи-мом будет тот, кото-рый находит компро-мисс между этими пе-ременными.


Поиск оптимального режима


Уровни заполнения разных флото-машин тесно взаимосвязаны, нару-шения в режиме одной флотомаши-ны распространяются далее по це-почке. Наблюдается эффект нарас-тания колебаний в последующих флотационных машинах. Контроли-ровать уровень пульпы на локаль-ном уровне невозможно, поскольку локальный контроллер ничего «не знает» об уровне в других флотома-шинах.

Использование много-параметрических кон-троллеров и математи-ческой модели позво-ляет учитывать уровень во всех флотомашинах, прогнозировать рас-пространение наруше-ний и с упреждением запускать управляющее воздействие.


Внедрение системы управления Float/2.0 на производствах, за-нимающихся перера-боткой различных типов руд, уменьша-ет отклонения в каче-стве концентрата на 10-20%.



Поток пены зависит от не-скольких параметров — скорости аэрации, уровня пульпы и количества реа-гента. При управлении уровнем пены приходится учитывать несколько пере-менных и задержки по вре-мени.

Использование много-мерных контроллеров и математической модели позволяет уста-навливать сложные за-висимости между мно-гими переменными, и при изменении одного параметра получать численные значения для других.



В результате вне-дрения системы управления Float/2.0 удается до-биться стабилиза-ции уровня пены с точностью ±5 мм.

Отличия решений Float/2.0 от базового АСУ ТП

Учитывать временные задержки

Учитывать непостоянство свойств руды

Координировать несколько переменных

Оптимизировать по произвольному показателю

Надо учитывать, что реакция ПИД-регулятора доста-точно медленная,поскольку процесс флотации имеет длительные запаздывания. В этом случае необходима консервативная настрой-ка регулятора во избежание возникновения колеба-тельного режима или потери устойчивости. С другой стороны, следствием консервативной на-стройки является медленная сходимость к устав-кам.

Зачем это надо?

Система управления Float/2.0 контролирует одновре-менно уровни во всех флотомашинах. Нарушение уровня в любой из них выявляется в режиме реального времени и на основе прогноза, полученного с помощью математической модели, с упреждением изменяются параметры, влияющие на уровень пульпы в других. Обычно время, необходи-мое для стабилизации качества конечных хвостов флотации, снижается.

Управление в случае базовой АСУТП: Управление в случае Float/2.0:

От поступления пульпы на участок флотации до выхода пульпы в готовом концентрате проходит зна-чительное время, которое определяет скорость реак-ции на воздействие. Другой фактор, который необхо-димо учитывать — отклонение от заданного уровня пульпы в одной флотомашине распространяется на другие подобно цепной реакции также со значитель-ными задержками во времени.

Учитывать временные задержки

Существует несколько контуров регулирования и оператор должен менять уставки в каждом из них вручную, опираясь на собственный опыт и интуицию. Оператор также контролирует, чтобы при изменении уставок одного контура регулирования остальные технологические параметры не вышли за допустимые диапазоны. Если параметр выходит за допустимый диапазон, история повторяется сначала.


Все данные о параметрах процесса поступают в единый центр. Управление осуществляется с помощью математической модели, описывающей процесс флотации. Основываясь на модели, система управления Float/2.0 рассчитывает необходимые параметры с учетом всех зависимостей и корректирует уставки контуров регулирования в автоматическом режиме.


Если концентрация полезного вещества в исходном сырье увеличилась, то необходимо отрегулировать сразу два параметра: уровень пульпы и расход реагентов.

Координировать несколько переменных


Оператор отслеживает свойства исходного сырья и в соответствии с ними, полагаясь на собственный опыт и интуицию, корректирует уставки для уровня пульпы и подачи реагента.

Основываясь на математической модели процесса флотации, система управления Float/2.0 вычисляет значения для расхода реагента, уровня пульпы, самостоятельно меняет уставки контуров регулирования, исключая при этом «человеческий фактор».

Управление в случае базовой АСУТП:

Управление в случае Float/2.0:

Основными причинами, не позволяющими получать на участке флотации максимально возможные технологические показатели, являются:

изменение вещественного состава перерабатываемых руд или шлаков по общему содержанию в них полезного вещества,

изменения поглотительной способности минеральной поверхности всех компонентов руды по отношению к реагентам,

измненеия pH, содержания растворимых солей, примесей в промышленной воде и т. д.

Учитывать непостоянство свойств руды

Системного подхода к оптимизации нет. Задача, которая стоит перед оператором — удерживать параметры в заданных пределах, для чего определяются достаточно широкие диапазоны для качества концентрата и других параметров. Увеличивают степень извлечения до тех пор, пока остальные параметры находятся в пределах заданного диапазона.


Система управления Float/2.0 стабилизирует качество концентрата, сужая допуски до минимума, с помощью математической модели вычисляет наиболее экономически оптимальное сочетание «степень извлечения – качество концентрата».


Изменение конъюнктуры рынка, как мирового, так и внутри страны, новые тактические задачи, стоящие перед предприятием требуют оперативной смены стратегии бизнеса.

Оптимизировать по произвольному показателю

За счет чего образуется дополнительный доход

Сокращение времени на перенастройку технологического режима при изменении сырья

Минимизация расхода реагентов

Устранение влияния «человеческого фактора»


Повышение качества концентрата

Доход

Дополнительныйдоход







Снижение потребления реагентов – это прямая экономия на затратах, а также снижение вредных выбросов в окружающую среду. Предприятие больше не рискует получить штрафы за несоблюдение экологических норм.

За счет чего получаем доход:За счет стабилизации процесса флотации удается устранить технологический запас и оптимизировать расход реагента. В среднем при внедрении современных решений в области автоматизации флотации удается снизить потребление реагента на 10%.


Как показывает анализ на большинстве предприятий, один из главных источников отклонений технологического процесса от оптимального режима — ошибки в действиях операторов. Использование Float/2.0 позволяет если не исключить совсем, то свести к минимуму «человеческий фактор» в управлении процессом флотации.

За счет чего получаем доход: сокращение потерь из-за ошибок и несвоевременных действий оператора; системный подход по оптимизации режима флотации; снижение трудозатрат до 70%; сокращение простоев оборудования;






Сокращение времени

на перенастройку технологического режима при изменении сырьяМожно настроить ПИД-регулятор либо так, чтобы была быстрая сходимость к заданному режиму, сопровождающаяся колебаниями, либо так, чтобы сходимость была медленной. И в том и в другом случае возникают потери.

За счет чего получаем доход:Система Float/2.0 рассчитывает не только оптимальный уровень параметров, но и необходимое значение управляющего воздействия. Благодаря этому происходит выход на технологический режим в короткое время. В среднем удается снизить время на смену технологического режима на 60%.






Базовые показатели:Срок внедрения —1…4 месяцаСрок окупаемости проектов — 3…12 месяцев

Москва, ул. 8-я Текстильщиков, д. 11, стр. 2, тел.: +7 495 988 20 24Екатеринбург, ул. Декабристов, 14, тел.: +7 343 254 70 60

Челябинск, ул. Ленина, д. 81, оф. 702, тел.: +7 351 524 81 21

Интеллектуальное управление процессом флотации Float/2.0

Documents

Transcript of Интеллектуальное управление процессом флотации Float/2.0