磁場作用下重介旋流器分選密度的檢測、控制與實驗研究.pdf

1、三產品重介旋流器在世界范圍內尤其是中國取得了廣泛應用，該類旋流器是由兩臺兩產品旋流器串聯(lián)而成。從重介分選過程控制來講，一段分選密度的控制，通過PID閉環(huán)控制方式得以實現(xiàn)，但二段分選密度不能進行在線調控，因此在以三產品重介旋流器分選中既要保證一段分選密度和精煤產品灰分又要兼顧二段分選密度和中煤的灰分及產率，很難實現(xiàn)最優(yōu)配合，本論文即針對三產品重介旋流器二段分選密度難以在線調控的難題展開研究。
　　論文通過構建與設計重介分選系統(tǒng)、分選

2、過程數(shù)據(jù)采集及分選密度控制系統(tǒng)，在此基礎上，進行了永磁鐵磁場和螺線圈磁場下旋流器分選密度變化規(guī)律的系列實驗，并進行了旋流器內部磁場的模擬仿真，揭示了磁場的變化特征，為實現(xiàn)重介旋流器分選密度的在線調控進行了初步探索。
　　首先設計了重介分選實驗平臺，主要包括旋流器、混料桶、入料泵等設備的選型與安裝，并以此為基礎，重點圍繞重介旋流器懸浮液，設計了重介旋流器入料、溢流和底流密度檢測方法、安裝位置及安裝方式，為下一步信號采集創(chuàng)造條件。

3、r>　　圍繞重介分選過程，設計了重介分選過程信號采集系統(tǒng)，采集控制系統(tǒng)包括檢測流量、壓力、密度等傳感器的選型設計、控制器PLC選型設計、人機接口選擇和通訊設計，以及在此基礎上設計的完整信號采集系統(tǒng)。
　　為穩(wěn)定重介分選過程，實時動態(tài)采集分析外加磁場作用下重介分選過程及分選密度的變化規(guī)律，在信號采集系統(tǒng)設計的基礎上，進行了重介旋流器分選密度控制系統(tǒng)的設計，設計了基于專家系統(tǒng)的預調（粗調）系統(tǒng)及為后續(xù)工作完善的PID閉環(huán)控制微調系統(tǒng)，

4、從而形成完整的控制系統(tǒng)解決方案，為接下來的外加磁場作用下旋流器分選密度變化規(guī)律提供了穩(wěn)定可靠的平臺與環(huán)境。
　　將不同分選密度和位置參數(shù)構建專家規(guī)則表，當輸入所需分選密度后，自動控制系統(tǒng)從專家系統(tǒng)庫中自動匹配所需電流參數(shù)值，通過遠程通訊將信號傳輸至直流穩(wěn)壓電源供給線圈?？刂葡到y(tǒng)建立手動和自動兩種模式，自動模式用于輸入所需分選密度，自動匹配所對應的參數(shù);手動模式為不經過專家系統(tǒng)的匹配，直接輸入線圈電流。
　　當系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，

5、可啟動PID控制，利用采集計算的分選實時密度值作為反饋值不斷與給定值做差比較，系統(tǒng)自動微調電流值，保證分選密度的穩(wěn)定，有效校正了系統(tǒng)受到的外界干擾。
　　在前述構建的分選平臺上，進行了永磁場對旋流器分選密度變化規(guī)律的影響研究，通過在旋流器溢流管、錐體段和底流口放置永磁體磁場，進行介質分選試驗發(fā)現(xiàn):
　　1、在旋流器溢流管布置永磁體磁場可降低分選密度，隨著磁極厚度的增加，可使分選密度下降的幅度更大;
　　2、在旋流器錐段

6、布置永磁體磁場亦可降低分選密度;
　　3、在旋流器底流口布置永磁體磁場可使分選密度升高。
　　4、在本此試驗條件下，永磁場對分選密度升高的最大幅度為0.1g/cm3，此時磁場位于底流口，磁極厚度為30mm;對分選密度降低的最大幅度為0.05g/cm3，此時磁場位于溢流管處，磁極厚度為60mm。
　　通過對各磁極磁場進行模擬可以得出磁場強度的分布和變化，隨著磁極增加磁場強度分布更加均勻，對旋流器內部磁性顆粒施加的磁場力使

7、顆粒吸附在旋流器內壁，達到變徑的目的，從而實現(xiàn)了對分選密度的調節(jié)。
　　在前述構建的分選平臺上，進行了外加電磁場對旋流器分選密度影響研究，通過在旋流器外放置線圈，考察線圈在不同位置和不同磁場強度下對旋流器內部分選密度的影響;由螺線圈、小屏蔽、大屏蔽和全屏蔽條件下的試驗表明:
　　1、線圈位于柱錐交界面及附近時，隨著電流的增大，線圈產生的電磁場可升高分選密度;
　　2、線圈位于錐段中部時，磁場對分選密度的升高作用減弱，到