Система автоматизации технологического комплекса флотации

Обоснование эффективности автоматизации технологического комплекса медной флотации как управляемого объекта. Математическое моделирование; выбор структуры управления и принципов контроля; аппаратурная реализация системы автоматизации, расчет надежности.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

Введение

1. Управляемый объект

1.1 Описание комплекса медной флотации (СУМЗ)

1.2 Характеристика технологического комплекса медной флотации как управляемого объекта

1.3 Обоснование необходимости и эффективности автоматизации технологического комплекса

1.4 Анализ статических и динамических характеристик отдельных элементов и комплекса в целом

2. Библиографический и патентный обзор по автоматическому контролю и управлению технологическим комплексом

2.1 Характеристика работы аналогичных систем контроля и управления технологическим комплексом на отечественных и зарубежных фабриках

2.2 Сравнительный анализ методов и средств автоматического контроля и управления на отечественных и зарубежных горно-обогатительных производствах

3. Математическое моделирование технологического комплекса

3.1 Структурная идентификация комплекса

3.2 Параметрическая идентификация комплекса

3.3 Исследование статических и динамических свойств комплекса

4. Автоматизация технологического комплекса

4.1 Выбор структуры управления технологическим комплексом

4.2 Выбор принципов контроля и управления комплексом

4.3 Аппаратурная реализация систем автоматизации технологического комплекса

5. Синтез локальной автоматической системы регулирования

5.1 Выбор датчика и вторичного прибора

5.2 Выбор регулятора и расчет его настроек

5.3 Выбор исполнительного механизма и регулирующего органа

5.4 Расчет надежности системы

5.5 Статическая и динамическая настройка системы

Заключение

Список литературы



Введение

Автоматизация производственных процессов является одним из решающих направлений технического прогресса основным средством повышения производительности труда, качества выпускаемой продукции.

Автоматизация даёт возможность не только повысить производительность труда, но и обеспечить увеличение КПД агрегата, снизить удельные расходы топлива, сырья, повысить безопасность труда, увеличить межремонтный период, период работы оборудования в результате более строгого соблюдения режима и недопущения аварийных состояний агрегата или процесса. При автоматизации технологического комплекса флотации решаются следующие задачи.

1. Автоматический контроль состояния технологического оборудования:

· работы импеллеров и пеносъёмов флотационных машин;

· работы перекачных насосов;

· длительность работы и простоя механизмов.

2. Автоматический контроль технологических параметров комплекса:

· параметров пульпы, поступающей на флотацию (объёмного расхода, плотности, гранулометрического состава, щёлочности, температуры);

· вещественного состава руды и продуктов обогащения;

· расходов воздуха и реагентов во флотационные машины;

· ионного состава пульпы;

· уровней пульпы и толщины слоя пены во флотационных машинах.

3. Стабилизация технологических параметров комплекса:

· расхода реагентов и их концентраций по фронту флотации;

· расхода воздуха во флотационные машины;

· уровней пульпы во флотационных машинах.

4. Оптимизация технологического комплекса флотации по экономическому или технологическому критерию.

1. Управляемый объект

1.1 Краткое описание схемы технологического комплекса медной флотации

Среднеуральский медеплавильный завод, запущенный в работу в 1940 году на базе Дегтярского месторождения медистых пиритов, представляет собой крупный химико-технологический комплекс, включающий в себя пять основных производств:

· обогатительную фабрику, которая после реконструкции достигла мощности по переработке 1 миллиона тонн шлаков в год;

· медеплавильный цех, производящий свыше 100 тысяч тонн чёрной меди из собственного природного сырья. Попутно из концентратов и флюсов в готовую продукцию извлекаются золото и серебро;

· сернокислотный цех, вырабатывающий около 500 тысяч тонн серной кислоты в год. Здесь же извлекается сера из обжиговых и конверторных газов и газов печи Ванюкова;

· суперфосфатный цех, производящий фосфатные удобрения с использованием собственной серной кислоты;

· цех ксантогенатов - крупный производитель бутилового ксантогената калия, флотореагента для обогатительных фабрик.

Одним из основных технологических процессов при обогащении медесодержащего сырья является процесс флотации, для успешного протекания которого требуется подача флотационных реагентов в различные точки технологической цепочки. В настоящее время на обогатительной фабрике ОАО «Среднеуральский медеплавильный завод» основным сырьём для обогащения служат шлаки медеплавильного производства (конвертерные и комплекса плавки в печи Ванюкова). В качестве флотореагента используется бутиловый ксантогенат калия, производящийся на этом же заводе. В течение 15 лет для дозировки флотореагента использовалась полуавтоматическая система АДФР-5, разработанная и выпускаемая в НПО «Союзцветавтоматика». В последние годы система физически устарела и дозировка реагента практически велась вручную - посредством запорной арматуры, что снижало процент извлечения меди в концентрат и вело к перерасходу реагента. Поэтому было решено разработать и внедрить новую систему автоматической дозировки флотореагентов с использованием средств вычислительной техники и программируемых контроллеров.

Большое разнообразие типов и разновидностей, обогащаемых флотационным способом руд порождает значительное разнообразие технологических комплексов флотации. Состав технологического комплекса флотации определяется свойствами перерабатываемой руды и требованиями, предъявляемыми к качеству концентрата. Технологические комплексы флотации различаются числом операции флотации и включает в себя основные, перечистные и контрольные операции. В некоторых случаях технологический комплекс флотации может включать в себя и операции доизмельчения и классификации.

Основными элементами технологического комплекса флотации являются флотационные машины (механические, пневматические, пневмомеханические).

Технологический комплекс медной флотации на обогатительной фабрике «Среднеуральского медеплавильного завода» включает в себя основную операцию флотации, две перечистные флотации, две контрольные флотации с процессом классификации.

Для основного процесса флотации применяются флотационные машины ФПМ-3,2 (Днепропетровский завод горно-шахтного оборудования); для перечистных операций ФМ-3,2 (Усольский завод горного оборудования); для I контрольной операции флотации применяются флотационные машины - ФПМ-ПМО-1,6 (завод горно-шахтного оборудования); II контрольная операция флотации - ФПМ-ПМО-3,2. В технологическом комплексе флотации участвует вспомогательное оборудование - гидроциклон ГЦ-500.

Таблица 1.1

Сертификация основного оборудования

Наименование оборудования	Количество	Характеристики оборудования
Флотомашина ФПМ-ПМО 1,6 пневмомеханическая (Завод горно-шахтного оборудования)	4	Количество камер одной флотомашины 16 Объём камеры 1,6 м3 Габаритные размеры: длина 1750 мм, ширина 1600 мм Производительность по потоку до 5 м3/мин
Флотомашина ФПМ-ПМО 3,2 пневмомеханическая (Днепропетровский завод горного оборудования)	7	Количество камер одной флотомашины 12 Объём камеры 3,2 м3 Габаритные размеры: длина 1750 мм, ширина 1600 мм Производительность по потоку до 7 м3/мин
Флотомашина ФМ-3,2 механическая (Усольский завод горного оборудования)	4	Количество камер одной флотомашины 12 Объём камеры 3,2 м3 Габаритные размеры: длина 1750 мм, ширина 1600 мм Производительность по потоку до 7 м3/мин
Гидроциклон ГЦ-500 (Усольский завод горного оборудования)	36	Диаметр 500 мм Угол конуса 20 град. Диаметр сливного отверстия 160 мм Диаметр пескового отверстия 150 мм Производительность по потоку от 60 до 200 м3/ч

Продолжительность оп...