刘金鑫-赤铁矿磁选过程智能优化控制系统的研究

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1、分类号密级UDC学位论文赤铁矿磁选过程智能优化控制系统的研究作者姓名：刘金鑫指导教师：柴天佑教授东北大学自动化研究中心申请学位级别：博士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：2008年月日论文答辩日期：2008年月日学位授予日期：2008年月日答辩委员会主席：评阅人：东北大学2008年月ADissertationinControlTheoryandControlEngineeringResearchonIntelligentOptimizingControlSystemforHematiteMagneticSeparatingProcessByLI

2、UJin-xinSupervisor:ProfessorCHAITian-youNortheasternUniversity2008.独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允

3、许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。（如作者和导师同意网上交流，请在下方签名；否则视为不同意。）学位论文作者签名：导师签名：-X-签字日期：签字日期：-X-东北大学博士学位论文摘要赤铁矿磁选过程智能优化控制系统的研究摘要赤铁矿选矿是通过原料处理、竖炉焙烧、磨矿、磁选以及精矿处理等工序将赤铁矿中的有用元素与脉石及有害元素进行分离，得到铁精矿作为原料供给钢铁生产。我国赤铁矿资源丰富，但品位较低，选别难度大，磁选是普遍采用的对赤铁矿进行选别的方法之一。磁选过程作为选矿厂整个生产流程中的一个重要环节，其主要任务是将经磨

4、矿工序磨好的粒度合格的矿浆通过磁选机选别为品位合格的精矿矿浆和尾矿矿浆。磁选过程的精矿品位、尾矿品位是衡量产品质量和金属回收率的重要指标，在精矿品位和尾矿品位的目标值范围内尽可能提高精矿品位、降低尾矿品位对于提高磁选过程产品质量，降低消耗，提高金属回收率具有重要意义。磁选过程的精矿品位、尾矿品位难以在线检测，它们与冲矿漂洗水、励磁电流、给矿浓度之间存在强耦合、强非线性等特性，难以用精确的数学模型描述，而且随给矿品位、给矿粒度、矿石可选性、给矿量等的波动而变化。因此，难以采用现有的控制方法对精矿品位和尾矿品位进行控制。磁选生产过程精矿品位与尾矿品位处于人工控制，因而不能保

5、证铁精矿产品质量，造成金属回收率较低。本文依托国家863高技术计划项目“选矿工业过程综合自动化系统研究与开发”，以在精矿品位和尾矿品位的目标值范围内尽可能提高精矿品位、降低尾矿品位为目标，开展了赤铁矿磁选过程智能优化控制系统的研究，取得了如下成果：提出了由漂洗水流量、励磁电流、给矿浓度的设定层和回路控制层组成的强磁选过程智能控制方法。研发了实现上述控制方法的智能优化控制软件，研制了智能优化控制软件、PLC、上位机、核子浓度计等检测仪表与变频器等执行机构组成的智能控制系统，并在某赤铁矿选矿厂磁选过程进行安装、调试、工业实验，并投入运行，取得显著应用效果。本文的主要研究工作

6、归纳如下：1、提出的将精矿品位、尾矿品位控制在目标值范围内的智能优化控制方法的设定层由漂洗水流量、励磁电流、给矿浓度的预设定模型和反馈补偿器组成。预设定模型根据-X-东北大学博士学位论文摘要精矿品位、尾矿品位的目标值，以及给矿品位、给矿粒度、矿石可选性、给矿量等边界条件和漂洗水流量、励磁电流、给矿浓度的检测值，采用案例推理技术，给出强磁选过程漂洗水流量、励磁电流和给矿浓度的预设定值，反馈补偿器根据精矿品位、尾矿品位的化验值与目标值之间的偏差，通过规则推理，产生漂洗水流量、励磁电流、给矿浓度的补偿值，对预设定值进行校正，从而产生漂洗水流量、励磁电流、给矿浓度设定值，控制回

7、路使漂洗水流量、励磁电流、给矿浓度的实际值跟踪设定值，从而保证强磁选过程的精矿品位、尾矿品位的实际值控制在目标值范围内。2、设计开发了实现上述控制方法的智能优化控制软件，研制了由智能优化控制软件、PLC、优化计算机、监控计算机，变频器、电动调节阀、励磁电流整流装置等执行机构，核子浓度计、电磁流量计、电流互感器等检测仪表构成的磁选过程智能优化控制系统。3、将上述系统应用于酒钢选矿厂由10台强磁选机、1台浓密机、5台中磁机、39台弱磁选机、31台磁力脱水槽组成的磁选过程，进行了安装、调试以及当矿石可选性、给矿品位、给矿粒度、给矿量波动的情况下