Контроль и управление установкой пенной флотации

Номер патента: 4377

Опубликовано: 29.04.2004

Авторы: Дю Плессис Франсуа Эберхард, Ван Ольст Марк

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство контроля камеры пенной флотации флотационной установки, включающее средство оптического слежения, выполненное с возможностью цифрового слежения за последовательностью изображений для выделения характеристик пены в потоке минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки и дополнительно выполненное с возможностью формирования соответствующих сигналов цифрового изображения; компьютер, предназначенный для обработки сигналов цифрового изображения, получаемых из средства оптического наблюдения, и выполненный с возможностью формирования сигналов параметров вычисленных параметров характеристик пены; средство передачи цифрового изображения, выполненное с возможностью передачи сигналов цифрового изображения от средства оптического слежения в компьютер; средство отображения, предназначенное для отображения сигналов параметров, принимаемых от компьютера; и средство передачи сигнала параметра, выполненное с возможностью передачи сигналов параметров от компьютера к средству отображения.

2. Устройство контроля по п.1, отличающееся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков.

3. Устройство контроля по п.1 или 2, отличающееся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый промышленный стандарт.

4. Устройство контроля по п.1 или 2, отличающееся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт.

5. Устройство контроля и управления для камеры пенной флотации флотационной установки, включающее средство оптического слежения, выполненное с возможностью цифрового слежения за последовательностью изображений для выделения характеристик пены в потоке минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки и дополнительно выполненное с возможностью формирования соответствующих сигналов цифрового изображения; компьютер, предназначенный для обработки сигналов цифрового изображения, принимаемых из средства оптического слежения, и выполненный с возможностью формирования сигналов параметров вычисляемых параметров характеристик пены и дополнительно выполненный с возможностью формирования сигналов управления в соответствии с принимаемыми сигналами параметров, для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; средство передачи цифрового изображения, предназначенное для передачи сигналов цифрового изображения из средства оптического наблюдения в компьютер; средство управления, предназначенное для управления характеристиками пены в камере пенной флотации; и средство передачи сигнала управления, предназначенное для передачи сигналов управления из компьютера в средство управления для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации.

6. Устройство контроля и управления по п.5, отличающееся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков.

7. Устройство контроля и управления по п.5 или 6, отличающееся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый промышленный стандарт.

8. Устройство контроля и управления по п.5 или 6, отличающееся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт.

9. Устройство контроля и управления для камеры пенной флотации флотационной установки, включающее средство оптического слежения, выполненное с возможностью цифрового слежения за последовательностью изображений для выделения характеристик пены в потоке минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки и дополнительно выполненное с возможностью формирования соответствующих сигналов цифрового изображения; компьютер, предназначенный для обработки сигналов цифрового изображения, получаемых из средства оптического слежения, и выполненный с возможностью формирования сигналов параметров вычисляемых параметров характеристик пены и дополнительно выполненный с возможностью формирования сигналов управления в соответствии с принятыми сигналами параметров для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; средство передачи цифрового изображения, выполненное с возможностью передачи сигналов цифрового изображения из средства оптического слежения в компьютер; средство отображения, предназначенное для отображения сигналов характеристик пены вычисляемого параметра, принимаемых из компьютера; средство передачи сигнала параметра, выполненное с возможностью передачи сигналов параметров из компьютера в средство отображения; средство управления, предназначенное для управления характеристиками пены в камере пенной флотации; и средство передачи сигнала управления, выполненное с возможностью передачи сигналов управления из компьютера в средство управления для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации.

10. Устройство контроля и управления по п.9, отличающееся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков.

11. Устройство контроля и управления по п.9 или 10, отличающееся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый промышленный стандарт.

12. Устройство контроля и управления по п.10 или 11, отличающееся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт.

13. Способ контроля потока минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки, который включает этапы получения последовательности цифровых изображений, выделенных из характеристик пены флотационной камеры флотационной установки; передачи цифровых изображений в компьютер для их обработки; обработки цифровых изображений в компьютере в сигналы параметров цифровых параметров характеристик пены; и передачи сигналов параметров в средство отображения для отображения полученных характеристик цифрового параметра пены.

14. Способ контроля по п.13, отличающийся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков.

15. Способ контроля по п.13 или 14, отличающийся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый промышленный стандарт.

16. Способ контроля по п.13 или 14, отличающийся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт.

17. Способ контроля и управления потоком минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки, включающий этапы получения последовательности цифровых изображений, выделяемых по характеристикам пены флотационной камеры флотационной установки; передачи цифровых изображений в компьютер для их обработки;

обработки цифровых изображений в компьютере в сигналы параметров цифрового параметра характеристик пены;

получения управляющих сигналов в соответствии с принятыми сигналами параметров для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации и

управления характеристиками пены во флотационной камере в соответствии с управляющими сигналами для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере.

18. Способ контроля и управления по п.17, отличающийся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков.

19. Способ контроля и управления по п.17 или 18, отличающийся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый стандарт.

20. Способ контроля и управления по п.17 или 18, отличающийся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт.

21. Способ контроля и управления потоком минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки, который включает этапы получения последовательности цифровых изображений, выделяемых по характеристикам пены из флотационной камеры флотационной установки; передачи цифровых изображений в компьютер для их обработки;

обработки цифровых изображений в компьютере в сигнрыы параметров цифрового параметра характеристик пены; передачи сигналов параметров в средство отображения для отображения полученных характеристик пены цифрового параметра;

получения управляющих сигналов в соответствии с полученными сигналами параметров для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; и управления характеристиками пены во флотационной камере в соответствии с управляющими сигналами так, чтобы выполнить требуемые изменения характеристик пены в камере.

22. Способ контроля и управления по п.21, отличающийся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков.

23. Способ контроля и управления по п.21 или 22, отличающийся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый промышленный стандарт.

24. Способ контроля и управления по п.21 или 22, отличающийся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

1 Область техники Настоящее изобретение относится к контролю и управлению установкой пенной флотации. Предпосылки изобретения Во флотационной установке, предназначенной для обогащения минеральных руд, необходимо обеспечить слежение и управление потоком смеси минералов, подвергаемых обработке, для достижения оптимального разделения его составляющих. В этом отношении скорость пены, стабильность и размер пузырьков являются важными факторами. С начала применения способа флотационного обогащения технологам процесса известно,что скорость выхода пены над краем камеры пенной флотации имеет самое прямое и непосредственное воздействие на степень извлечения технологической цепи. Одним из наиболее важных аспектов работы технолога процесса является обеспечение движения пены через кромку с требуемой и управляемой скоростью. К сожалению, технологи процесса не в состоянии всю смену наблюдать за пеной, поскольку у них всегда имеются другие проблемы, требующие внимания. Была проведена значительная работа для улучшения управления флотацией, например,путем автоматического измерения скорости пены. Результаты такого измерения могут использоваться в простых контроллерах для имитации этапов, предпринимаемых технологами процесса при корректировке отклонений скорости пены от требуемого уровня. Проводившиеся ранее попытки измерения скорости были в значительной степени неэффективными, поскольку не позволяли компенсировать влияние турбулентности поверхности пены. Настоящее изобретение направлено на средство контроля и управления, которое позволяет обеспечить улучшенный контроль и управление над потоком пены во флотационной установке. Краткое описание изобретения В соответствии с этим настоящее изобретение направлено на устройство для контроля над камерой пенной флотации флотационной установки, причем данное устройство включает средство оптического слежения, выполненное с возможностью цифрового слежения за последовательностью изображений для выделения характеристик пены в потоке смеси минералов в камере пенной флотации флотационной установки, и которое дополнительно выполнено с возможностью формирования соответствующих сигналов цифрового изображения; компьютер,предназначенный для обработки сигналов цифрового изображения, принимаемых от средства оптического слежения, и который выполнен с возможностью формирования сигналов параметров для вычисляемых параметров характеристик пены; средство передачи цифрового изо 004377 2 бражения, выполненное с возможностью передачи сигналов цифрового изображения из средства оптического слежения в компьютер; средство отображения, предназначенное для отображения сигналов параметров, принимаемых из компьютера; и средство передачи сигнала параметра, выполненное с возможностью передачи сигналов параметров из компьютера в средство отображения. Кроме того, настоящее изобретение направлено на устройство контроля и управления для камеры пенной флотации флотационной установки, причем это устройство включает средство оптического слежения, выполненное с возможностью цифрового слежения над последовательностью изображений для выделения характеристик пены в потоке смеси минералов в камере пенной флотации флотационной установки, и которое дополнительно выполнено с возможностью формирования соответствующих сигналов цифрового изображения; компьютер,предназначенный для обработки сигналов цифрового изображения, принимаемых из средства оптического слежения, и который выполнен с возможностью формирования сигналов параметров для вычисляемых параметров характеристик пены и дополнительно выполнен с возможностью формирования сигналов управления в соответствии с принимаемыми сигналами параметров для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; средство передачи цифрового изображения, выполненное с возможностью передачи сигналов цифрового изображения из средства оптического слежения в компьютер; средство управления,предназначенное для управления характеристиками пены в камере пенной флотации; и средство передачи сигнала управления,выполненное с возможностью передачи сигналов управления из компьютера в средство управления для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, устройство контроля и управления камеры пенной флотации флотационной установки включает средство оптического слежения, выполненное с возможностью цифрового слежения за последовательностью изображений для выделения характеристик пены в потоке смеси минералов в камере пенной флотации флотационной установки, и дополнительно выполненное с возможностью формирования соответствующих сигналов цифрового изображения; компьютер, предназначенный для обработки сигналов цифрового изображения, принимаемых из средства оптического слежения, и который выполнен с возможностью формирования сигналов параметров для вычисляемых параметров характеристик пены и дополнительно выполнен с возможностью формирования сигналов управления в соответствии с принимае 3 мыми сигналами параметров для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; средство передачи цифрового изображения, выполненное с возможностью передачи сигналов цифрового изображения из средства оптического слежения в компьютер; средство отображения, предназначенное для отображения сигналов вычисляемого параметра характеристик пены, принимаемых из компьютера; средство передачи сигнала параметра, выполненное с возможностью передачи сигналов параметров из компьютера в средство отображения; средство управления, предназначенное для управления характеристиками пены в камере пенной флотации; и средство передачи управляющего сигнала, предназначенное для передачи управляющих сигналов из компьютера в средство управления для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, способ контроля над потоком смеси минералов в камере пенной флотации флотационной установки включает этапы получения последовательности цифровых изображений, выделяемых по характеристикам пены в камере пенной флотации флотационной установки; передачи цифровых изображений в компьютер для их обработки; обработки цифровых изображений в компьютере в сигналы параметров цифрового параметра характеристик пены; и передачи сигналов параметров в средство отображения для отображения полученных характеристик цифрового параметра пены. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, способ контроля и управления над потоком смеси минералов в камере пенной флотации флотационной установки включает этапы получения последовательности цифровых изображений, выделяемых по характеристикам пены из камеры пенной флотации флотационной установки; передачи цифровых изображений в компьютер для их обработки; обработки цифровых изображений в компьютере в сигналы параметров цифрового параметра характеристик пены; получение сигналов управления в соответствии с принятыми сигналами параметров для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; и управления характеристиками пены в камере пенной флотации в соответствии с управляющими сигналами для получения требуемых изменений в характеристиках пены камеры. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, способ контроля и управления над потоком смеси минералов в камере пенной флотации флотационной установки включает этапы получения последовательности цифровых изображений, выделяемых по характеристикам пены из камеры пенной флотации флотационной установки; передачи цифровых изображений в компьютер для их обработки; обработки 4 цифровых изображений в компьютере в сигналы параметров цифрового параметра характеристик пены; передачи сигналов параметров в средство отображения для отображения полученных характеристик цифрового параметра пены; формирования управляющих сигналов в соответствии с сигналами параметров, принимаемыми для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; и управления характеристиками пены в камере пенной флотации в соответствии с сигналами управления для выполнения требуемых изменений в характеристиках пены в камере. Характеристики пены могут быть выбраны из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков. Сигналы параметров, передаваемые из компьютера, могут быть преобразованы в аналогово-промышленный стандарт или в цифровой промышленный стандарт. Вычисляемые сигналы параметров, передаваемые из компьютера, могут быть преобразованы в аналоговый или цифровой промышленный стандарт, такой как 4-20mA, 0-10V илиFieldbus (например, Profibus или Modbus). Краткое описание чертежей Настоящее изобретение будет описано ниже на примере со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает блок-схему компоновки контроля в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 - вид в перспективе камеры, установленной над флотационной камерой в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 3 - скорость пены в двух флотационных камерах в течение четырех суток (с перемещением линий усредненной тенденции) до включения управления с помощью средств устройства контроля и управления в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 4 - результат работы каскадного ПИДконтроллера (Пропорционально-интегральнодифференциальной) скорости во флотационной камере; фиг. 5 - работу контроллера для двух флотационных камер в течение периода длительностью 24 ч; фиг. 6 - работу контроллера для двух флотационных камер в течение другого периода длительностью 24 ч; фиг. 7 - работу контроллера степени очистки в течение периода длительностью 24 ч; фиг. 8 - управление степенью очистки по отношению к установленному уровню очистки; и фиг. 9 - результаты извлечения меди в течение 10-дневного периода. Подробное описание чертежей Подход, принятый в настоящем изобретении, основан на предпосылке, что целью использования машинного наблюдения для улуч 5 шения производительности операции флотации должно быть обеспечение хорошей замены обычного восприятия человека и способностей человека принимать решения при возникновении проблем. Таким образом, настоящее изобретение направлено на имитацию надежного наблюдения, производимого человеком, и его разума. Преимущество такого подхода состоит в упрощении понимания новой технологии для технологов процесса и обслуживающего персонала установки. Настоящее изобретение переориентирует обычный подход "характеризации пены" на подход "измерения характеристик пены". Старый подход характеризации пены связан с существенными трудностями для персонала установки из-за того, что для каждой флотационной установки установлены различные требования по характеристикам пены, и требуются различные корректирующие действия для различных отклонений для достижения требуемого состояния пены. На новых установках, которые недавно были введены в строй, персонал установки еще не смог собрать достаточное количество информации в отношении работы процесса. Это делает практически невозможным разработку экспертных решений системного типа, основанных на конкретных правилах. В решении, в соответствии с настоящим изобретением, однако,используются простые правила для разработки полностью открытой и прозрачной системы,относительно простой для персонала установки в ходе ее разработки и технического обслуживания. Например, в установке пенной флотации используются следующие правила: Управление скоростью 1. ЕСЛИ (скорость выше, чем требуемый установленный уровень скорости), ТОГДА(уменьшить подачу воздуха) ИЛИ (понизить уровни пульпы) ИЛИ (снизить дозировку пенообразующего вещества). 2. ЕСЛИ (скорость ниже, чем требуемый установленный уровень скорости), ТОГДА (повысить подачу воздуха), ИЛИ (повысить уровни пульпы), ИЛИ (увеличить дозировку пенообразующего вещества). Управление степенью очистки 1. ЕСЛИ (степень очистки слишком низка),ТОГДА (уменьшить установленный уровень скорости). 2. ЕСЛИ (степень очистки слишком высока), ТОГДА (увеличить установленный уровень скорости). Эти правила воплощены в соответствии с настоящим изобретением с помощью простой обычной технологии управления. Устройство в соответствии с настоящим изобретением производит измерение скорости пены, размера пузырьков и стабильности пены с очень высокой скоростью отбора проб ( 2 Гц). 6 Различия в подходах, используемых в известной системе "характеризации пены" и системы "измерения характеристик пены" в соответствии с настоящим изобретением, могут быть сведены в виде следующей таблицы (табл. 1): Таблица 1. Различия между двумя подходами визуального флотационного контроля Известный способ характе- Измерение характеристик пены ризации пены в соответствии с настоящим изобретением Много параметров Несколько параметров Сложный алгоритм класПростые технологии измерения сификации Нечеткая основа семантиВозможно простое обычное ческих правил для дейступравление вий по управлению Сильная зависимость от Использование простых знаний глубоких знаний в отношев отношении работы установки нии работы установки Кропотливая разработка Конструирование системы с системы для каждого нового использованием общедоступместа установки ных знаний На фиг. 1 показана блок-схема установки контроля и управления в соответствии с настоящим изобретением. Установка 10 включает компоненты, расположенные в корпусе 12, в котором установлены блок 14 источника питания, соединенный проводниками 16 с внешним источником питания, камера 18, компьютер 20 и выходные цепи 22. Камера 18, компьютер 20 и выходные цепи 22 соединены с помощью проводников 24, 26,28 с блоком 14 источника питания. Компьютер 20 соединен проводниками 30, 32 с камерой 18 и выходными цепями 22 соответственно. Камера 18 позволяет снимать последовательность изображений минеральной пены во флотационной камере, и эти изображения передаются в компьютер 20, где они обрабатываются в цифровом виде, и вычисляются значения параметров, причем значения параметров включают скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков. Сигналы значений параметров затем передаются в выходную цепь 22, которая преобразует сигналы параметров в аналоговый или цифровой промышленный стандарт, такой, как 420mA, 0-10V или Fieldbus (например Profibus или Modbus). Эти сигналы затем соответственно передаются, как выходные значения 34, 36 на дисплей 38 и блоки 40 управления для выполнения требуемых изменений характеристик пены во флотационной камере. На фиг. 2 изображен вид в перспективе камеры 18 и источника 42 света, которые установлены над флотационной камерой 44. Кроме того, обозначен вал 46 мешалки. Для работы устройства 10 устанавливают внешний источник 42 света (если необходимо),который закрепляют на фиксированной высоте над уровнем пены камеры 44 пенной флотации. Устройство 10 соединено с сетевым источником питания и подключено к аналоговому выходу. 7 Для устройства 10 не требуется выполнять фокусировку или регулировку освещения. Во время монтажа может использоваться совмещающая рамка для обеспечения установки правильного расстояния и правильной области контроля устройства. Выходные значения 34, 36 используются следующим образом: 1. Уровень установки скорости определяется по требуемой степени очистки концентрата, производимого установкой, в случаях, когда используется ЭНА (OSA) (эксплуатационный непрерывный анализатор). Если ЭНА отсутствует, технолог процесса вводит уровень установки скорости на основе собственной оценки производительности установки. 2. Измерения характеристик пены получают в установках на месте с использованием ПЛК (PLC) (Программируемый логический контроллер) или СРУ (DCS) (Система распределенного управления) через обычный аналоговый кабель 4-20mА. 3. Результаты измерений сравнивают с требуемыми установленными значениями характеристик пены (скорость, размер пузырьков и стабильность). 4. На основе отклонений от установленных значений контроллер вычисляет новые установленные значения для уровня, подачи воздуха и дозировки реагента. 5. Установка реагирует на новые установленные значения изменяемых переменных, и характеристики пены возвращаются на требуемый уровень. Устройство в соответствии с настоящим изобретением производит измерение скорости пены, по мере ее передвижения от поверхности шлама к области отбора, размера пузырьков пены и стабильности пены. Эти параметры затем используют как индикаторы внешнего вида пены и, таким образом, рабочих характеристик процесса. Поскольку эти измерения выполняются без добавления ошибки человека, они будут,таким образом, достоверными в течение двадцати четырех часов в сутки, семь дней в неделю,оставляя необходимость вмешательства человека-оператора для решения более актуальных задач на установке. Испытания устройства в соответствии с настоящим изобретением показали следующие результаты: Управление скоростью пены Управление скоростью пены производилось по отношению к установленному уровню с использованием уровня пульпы или пены, скорости аэрации и дозировки пенообразующего вещества в качестве изменяемой переменной. Необходимость управления скоростью показана на фиг. 3, которая представляет значения скорости пены в двух камерах на одинаковом уровне. Скорость пены в каждой камере существенно изменяется с течением времени, и значения ско 004377 8 рости в этих двух камерах не зависят друг от друга. Конечный результат состоит в том, что камеры извлекают различное количество шлама и измерительные устройства, установленные после установки, отмечают переменную степень очистки концентрата. Таким образом, если бы можно было управлять скоростью пены, можно было бы стабилизировать качество получаемого концентрата. На фиг. 4 представлен результат управления скоростью в камере путем изменения скорости аэрации. Можно легко заметить разницу в скорости пены при включенном и выключенном контроллере. Интересно отметить то, как значительно пришлось изменять изменяемую переменную (скорость аэрации) в течение этого периода для удержания постоянной скорости на установленном уровне. Это подчеркивает необходимость активного управления флотационной установкой. Контроллер был разработан для управления скоростью путем изменения уровней установки подачи воздуха, пенообразующего вещества и уровня. На фиг. 5 показано, что контроллер позволяет очень хорошо поддерживать скорость пены на установленном уровне, а также показано изменение скорости пены при выключенном контроллере. Другое свойство контроллера состоит в его способности поддерживать постоянное соотношение скорости пены между двумя камерами на одинаковом уровне. Это показано на фиг. 6. Сравните этот график с фиг. 3, на котором показана неуправляемая скорость пены двух камер. Управление степенью очистки концентрата Наиболее предпочтительно достичь постоянной степени очистки концентрата. Управление только по установленному уровню скорости является нежелательным, поскольку различные загрузки руды приводят к получению различной степени очистки при одинаковой скорости пены. Для решения этой проблемы использовалась оптимизированная скорость пены для получения постоянного уровня очистки концентрата. При этом было показано, что степень очистки концентрата очень жестко коррелирует со скоростью пены (R = 0,7) по сравнению с установками уровня (R = 0,1) или скорости аэрации (R = 0,1), которые являются общеиспользуемыми параметрами для управления степенью очистки. Информация о степени очистки получается с помощью эксплуатационного непрерывного анализатора, например коммерчески доступного анализатора COURIER. На фиг. 7 показаны уровни степени очистки концентрата, полученные в линии 1 (управляемой) и в линии 2 (неуправляемой). Степень очистки в линии 1 в результате управления получилась гораздо более близкой к установленному уровню, чем степень очистки в линии 2. Эти результаты были получены при управлении двумя из четырех камер, производящих концен 9 трат первичной флотации, и требуют дополнительной обработки, если другие две камеры оборудованы устройствами в соответствии с настоящим изобретением. Устройство в соответствии с настоящим изобретением было установлено в камере 3 в линии 1, и это привело к улучшению управления степенью очистки, как показано на фиг. 8, на которой представлены графики степени очистки в двух линиях в течение нескольких дней. Улучшение степени извлечения Степень извлечения в камерах, управляемых с помощью нового контроллера (то есть, в линии 1 первичной флотации) также оказалась лучше, чем степень извлечения в соответствующих камерах в линии 2, вероятно, благодаря повышенной стабильности управляемой цепи. Другой причиной мог быть тот факт, что контроллер линии 1 позволял поддерживать степень очистки концентрата на более близком к установленному уровне (уровень степени очистки концентрата был установлен ниже, чем средняя степень очистки концентрата, полученная в другой линии). Улучшение степени восстановления в цепи первичной флотации было значительно выше, чем улучшение во всей линии, что иллюстрирует важность установки устройства в соответствии с настоящим изобретением на всех камерах в последовательности агрегатов для достижения оптимального управления. Это показано на фиг. 9. Дополнительные преимущества, достигнутые благодаря установке контроллера, состояли в снижении потребления пены. В течение периода испытаний среднее потребление пены для линии 1 составило на 7,1% меньше, чем для линии 2. Это приводит к существенной экономии затрат на реагенты для установки. Общие преимущества в отношении улучшения степени очистки и восстановления, а также снижения потребления пенообразующего вещества для линии 1 по сравнению с линией 2 приведены в табл. 2, представленной ниже. Доверительные уровни для такого усовершенствования, вычисленные с помощью методики Fиспытаний (широко используемый статистический метод), показывают успешность и надежность результатов испытаний. Доверительные уровни для степени извлечения и использования пенообразующего вещества, очевидно, могут быть улучшены по мере накопления новых данных. Таблица 2. Достигнутые преимущества Индикатор рабочих Изменение в ли- Доверительный характеристик нии 1 по сравнеуровень нию с линией 2(F-испытания) Улучшение управления 8,66% 99% степенью очистки Общее улучшение 2,34% 81% восстановления меди Общее улучшение 1,78% 54% восстановления золота 10 Улучшение восстановления меди при первичной флотации Улучшение восстановления золота при первичной флотации Среднее уменьшение количества пенообразующего вещества Существовавшие до настоящего времени флотационные установки работали под управлением квалифицированных операторов, которые контролировали флотацию на основе внешнего вида пены. Причина этого состоит в том,что пена, собственно, становится продуктом. Внешний вид пены представляет собой проявление всех сложных механизмов, происходящих в фазе пульпы. Разные операторы интерпретируют внешний вид пены различным образом. Изменение внешнего вида пены в каждую смену приводит к нестабильности и, в конечном счете, к плохим результатам из-за того, что операторы в различных сменах используют различные интерпретации. Устройство, в соответствии с настоящим изобретением, помогает обеспечить непрерывную, последовательную интерпретацию внешнего вида пены. В устройстве, в соответствии с настоящим изобретением, используется технология "режущей кромки" для обработки изображения для обеспечения точной и надежной работы системы. Различные блоки могут быть установлены в различных точках флотационной цепи. Это позволяет фиксировать динамические зависимости в различных цепях, а не только проводить наблюдения в определенной части цепи. Для регулярного обслуживания устройства требуется только очищать стекло окна камеры и заменять лампочку внешнего источника света. Все электронные компоненты устройства помещены в герметично закрытом корпусе, и электрические соединения также выполнены внутри герметично закрытой соединительной коробки. Информация, получаемая из устройства,используется следующим образом: 1. Может вырабатываться предупреждение для оператора о том, что скорость пены выходит за пределы заранее установленных границ, чтобы можно было регулировать уровни в камере и скорость аэрации. 2. Может контролироваться корреляция между скоростью и степенью очистки/степенью извлечения в течение длительного периода времени для обеспечения лучшей средней степени очистки/степени извлечения установки. 3. В замкнутой цепи управления уровнем и подачей воздуха используется датчик. 4. Проводится контроль и поддержание на требуемом уровне степени извлечения массы концентрата в различных частях цепи. 11 5. Производится контроль над камерами,которые расположены вдали от помещения управления и вне досягаемости оператора. Такая система может успешно применяться во всех типах операций флотации, а также в любых других вариантах применения, где важным фактором является определение движения(или отсутствие движения). Устройство выполнено с возможностью измерения средней скорости любой усредненной структуры в прямоугольнике контроля с размерами приблизительно 200 х 500 мм. Оно выполнено с возможностью игнорирования всех"боковых" движений, и учитывает только движение по направлению к длинной стороне области контроля (движений, перпендикулярных кромке камеры). В одном из вариантов применения были использованы следующие характеристики: 1. Оптимальная структура: минеральная пена с размером пузырьков от 5 до 200 мм. 2. Оптимальное расстояние: 1,2 м. 3. Диапазон скоростей: 1 - 0,25 м в секунду. 4. Точность:5% от среднего значения в течение одной минуты. 5. Аналоговый выход: 0-10V, либо 420mA, в линейном соответствии со скоростью. 6. Условия освещения: от полного солнечного освещения пены до полной темноты (например, ночью). 7. Требования по питанию, включая освещение: 230 В переменного напряжения 50 Гц или 115 В переменного напряжения 60 Гц, 800 Вт. Устройство предназначено для контроля и управления над рабочими характеристиками флотационной установки с использованием визуальной информации о внешнем виде фазы пены. Устройство выполнено с возможностью идентификации недостаточных уровней рабочих характеристик пены и передачи сигнала оператору о наиболее подходящих действиях по управлению через интерфейс поддержки принятия решения или с использованием автоматической замкнутой петли управления. Устройство предназначено для вычисления новых установок контроллера на основании информации о внешнем виде пены. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство контроля камеры пенной флотации флотационной установки, включающее средство оптического слежения, выполненное с возможностью цифрового слежения за последовательностью изображений для выделения характеристик пены в потоке минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки и дополнительно выполненное с возможностью формирования соответствующих сигналов цифрового изображения; ком 004377 12 пьютер, предназначенный для обработки сигналов цифрового изображения, получаемых из средства оптического наблюдения, и выполненный с возможностью формирования сигналов параметров вычисленных параметров характеристик пены; средство передачи цифрового изображения, выполненное с возможностью передачи сигналов цифрового изображения от средства оптического слежения в компьютер; средство отображения, предназначенное для отображения сигналов параметров, принимаемых от компьютера; и средство передачи сигнала параметра,выполненное с возможностью передачи сигналов параметров от компьютера к средству отображения. 2. Устройство контроля по п.1, отличающееся тем, что характеристики пены выбирают из группы,включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков. 3. Устройство контроля по п.1 или 2, отличающееся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый промышленный стандарт. 4. Устройство контроля по п.1 или 2, отличающееся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт. 5. Устройство контроля и управления для камеры пенной флотации флотационной установки,включающее средство оптического слежения, выполненное с возможностью цифрового слежения за последовательностью изображений для выделения характеристик пены в потоке минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки и дополнительно выполненное с возможностью формирования соответствующих сигналов цифрового изображения; компьютер, предназначенный для обработки сигналов цифрового изображения, принимаемых из средства оптического слежения, и выполненный с возможностью формирования сигналов параметров вычисляемых параметров характеристик пены и дополнительно выполненный с возможностью формирования сигналов управления в соответствии с принимаемыми сигналами параметров, для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; средство передачи цифрового изображения, предназначенное для передачи сигналов цифрового изображения из средства оптического наблюдения в компьютер; средство управления, предназначенное для управления характеристиками пены в камере пенной флотации; и средство передачи сигнала управления, предназначенное для передачи сигналов управления из компьютера в средство управления для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации. 6. Устройство контроля и управления по п.5,отличающееся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков. 7. Устройство контроля и управления по п.5 или 6, отличающееся тем, что сигналы параметров,передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый промышленный стандарт. 13 8. Устройство контроля и управления по п.5 или 6, отличающееся тем, что сигналы параметров,передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт. 9. Устройство контроля и управления для камеры пенной флотации флотационной установки,включающее средство оптического слежения, выполненное с возможностью цифрового слежения за последовательностью изображений для выделения характеристик пены в потоке минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки и дополнительно выполненное с возможностью формирования соответствующих сигналов цифрового изображения; компьютер, предназначенный для обработки сигналов цифрового изображения, получаемых из средства оптического слежения, и выполненный с возможностью формирования сигналов параметров вычисляемых параметров характеристик пены и дополнительно выполненный с возможностью формирования сигналов управления в соответствии с принятыми сигналами параметров для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; средство передачи цифрового изображения, выполненное с возможностью передачи сигналов цифрового изображения из средства оптического слежения в компьютер; средство отображения, предназначенное для отображения сигналов характеристик пены вычисляемого параметра, принимаемых из компьютера; средство передачи сигнала параметра, выполненное с возможностью передачи сигналов параметров из компьютера в средство отображения; средство управления, предназначенное для управления характеристиками пены в камере пенной флотации; и средство передачи сигнала управления, выполненное с возможностью передачи сигналов управления из компьютера в средство управления для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации. 10. Устройство контроля и управления по п.9,отличающееся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков. 11. Устройство контроля и управления по п.9 или 10, отличающееся тем, что сигналы параметров,передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый промышленный стандарт. 12. Устройство контроля и управления по п.10 или 11, отличающееся тем, что сигналы параметров,передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт. 13. Способ контроля потока минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки, который включает этапы получения последовательности цифровых изображений, выделенных из характеристик пены флотационной камеры флотационной установки; передачи цифровых изображений в компьютер для их обработки; обработки цифровых изображений в компьютере в сигналы параметров цифровых параметров характеристик пены; и передачи сигналов параметров в средство отображе 004377 14 ния для отображения полученных характеристик цифрового параметра пены. 14. Способ контроля по п.13, отличающийся тем, что характеристики пены выбирают из группы,включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков. 15. Способ контроля по п.13 или 14, отличающийся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый промышленный стандарт. 16. Способ контроля по п.13 или 14, отличающийся тем, что сигналы параметров, передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт. 17. Способ контроля и управления потоком минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки, включающий этапы получения последовательности цифровых изображений,выделяемых по характеристикам пены флотационной камеры флотационной установки; передачи цифровых изображений в компьютер для их обработки; обработки цифровых изображений в компьютере в сигналы параметров цифрового параметра характеристик пены; получения управляющих сигналов в соответствии с принятыми сигналами параметров для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; и управления характеристиками пены во флотационной камере в соответствии с управляющими сигналами для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере. 18. Способ контроля и управления по п.17, отличающийся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков. 19. Способ контроля и управления по п.17 или 18, отличающийся тем, что сигналы параметров,передаваемые из компьютера, преобразуются в аналоговый стандарт. 20. Способ контроля и управления по п.17 или 18, отличающийся тем, что сигналы параметров,передаваемые из компьютера, преобразуются в цифровой промышленный стандарт. 21. Способ контроля и управления потоком минеральной смеси в камере пенной флотации флотационной установки, который включает этапы получения последовательности цифровых изображений, выделяемых по характеристикам пены из флотационной камеры флотационной установки; передачи цифровых изображений в компьютер для их обработки; обработки цифровых изображений в компьютере в сигналы параметров цифрового параметра характеристик пены; передачи сигналов параметров в средство отображения для отображения полученных характеристик пены цифрового параметра; получения управляющих сигналов в соответствии с полученными сигналами параметров для выполнения требуемых изменений характеристик пены в камере пенной флотации; и управления характеристиками пены во флотационной камере в соответствии с управляющими сигналами так, чтобы выполнить требуемые изменения характеристик пены в камере. 22. Способ контроля и управления по п.21, отличающийся тем, что характеристики пены выбирают из группы, включающей скорость пены, стабильность пены и размер пузырьков. 23. Способ контроля и управления по п.21 или 22, отличающийся тем, что сигналы параметров, Фиг. 1

МПК / Метки

МПК: B03D 1/02

Метки: контроль, установкой, управление, флотации, пенной

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-4377-kontrol-i-upravlenie-ustanovkojj-pennojj-flotacii.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Контроль и управление установкой пенной флотации</a>

Похожие патенты