Аннотация: исследование посвящено разработке адаптивной системы автоматического управления процессом фильтрации, от протекания которого зависит производительность передела, качество и себестоимость выходного продукта процесса.
В настоящее время для фильтрации железорудного концентрата используются дисковые вакуум-фильтры, которые в большинстве случаев управляются персоналом вручную на основе результатов лабораторных анализов, проводимых с низкой частотой и большим запаздыванием. При этом, чтобы избежать превышения максимально допустимой влажности осадка, оператор поддерживает её с определенным запасом, намеренно снижая среднее значение частоты вращения дисков, что приводит к уменьшению производительности вакуум-фильтра. В результате, с учётом высоких затрат на энергоресурсы, расходуемые в процессе фильтрации, возрастает себестоимость концентрата и снижается его качество.
Основной целью данного исследования является повышение производительности дисковых вакуум-фильтров при условии поддержания влажности выходного продукта на необходимом по технологии уровне. При этом рост производительности должен привести к снижению удельных энергозатрат на процесс фильтрации, а стабилизация влажности – к повышению качества (стабильности характеристик) обезвоженного концентрата.
Конечной целью проводимого в настоящее время исследования является разработка адаптивной системы управления процессом фильтрации железорудного концентрата на основе многопараметрического экстремально-нечёткого регулятора. В ходе исследования было установлено, что на входы данного регулятора целесообразно подавать суммарное удельное сопротивление осадка и фильтроткани (интегральный показатель, определяемый гранулометрическим составом концентрата и степенью загрязненности фильтроткани), а также степень приближения к экстремуму (максимуму) производительности фильтра.
Было установлено, что первый входной параметр регулятора можно косвенно оценить, исходя из среднего значения модуля скорости изменения положения задвижки, установленной на трубопроводе разрежения, за время переходного процесса после смены задания в контурах регулирования плотности пульпы питания фильтра или разрежения в зоне набора осадка, а второй – по разности текущей удельной производительности и удельной производительности на предыдущем шаге работы экстремального регулятора.
Abstract: The research is devoted to the development of adaptive automatic control system of filtration process. processing capacity, quality and cost of the output product of the process depend on the course of this process. Equipments efficiency, quality and cost price of the output product of the process depend on the course of this process.
Currently, disk vacuum filters are used to filter iron ore concentrate. These filters are in most cases operated by personnel manually based on the results of laboratory analyses conducted with low frequency and high delay. At the same time, to avoid exceeding the maximum permissible moisture content of sediment, the operator supports it with a certain margin, deliberately reducing the average value of discs rotational frequency. This leads to a decrease vacuum filter efficiency. As a result, taking into account the high costs at energy resources used in the filtration process, the cost price of the concentrate increases and its quality decreases.
The main objective of this study is to increase the disk vacuum filters efficiency. Herewith, the output product moisture must be maintained at the level required by the technology. At the same time, the increase of efficiency should lead to a decrease of specific energy consumption for the filtration process, and the stabilization of moisture should lead to an increase of dehydrated concentrate quality (stability of characteristics).
The ultimate goal of the current research is the development adaptive system control of iron ore concentrate filtration process based on a multiparameter extrem-fuzzy controller. During the study, it was found that at inputs of this regulator should be fed the total specific resistance of sediment and the filter cloth (integral index determined by concentrate granulometric composition and degree of filter cloth contamination) as well as the degree of approximation to extremum (maximum) of filter efficiency.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.