PL199679B1

PL199679B1 - Sposób i układ do monitorowania i regulacji instalacji flotacji pianowej

Info

Publication number: PL199679B1
Application number: PL355675A
Authority: PL
Inventors: Plessis Francois Eberhardt Du; Olst Marc Van
Original assignee: Outokumpu Oy
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2008-10-31
Also published as: CA2396435A1; SE0201526L; CN1399579A; SE528835C2; US6778881B1; WO2001038001A1; BR0015599A; PL355675A1; AU779304B2; CN101596501A; CA2396435C; SE0201526D0; EA200200586A1; AU1407801A; EA004377B1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób i uk lad do monitorowania instalacji flotacji pianowej, zw laszcza przep lywu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej. Zgodnie ze sposo- bem pozyskuje si e szereg obrazów cyfrowych wydzielonych na podstawie w lasciwo sci charak- terystycznych piany z komórki flotacyjnej w instalacji do flotacji, transmituje si e obrazy cyfrowe do komputera w celu ich przetworze- nia, przetwarza si e obrazy cyfrowe w kompute- rze na sygna ly parametryczne cyfrowych para- metrycznych cech charakterystycznych piany, i transmituje si e sygna ly parametryczne do srodków wy swietlajacych w celu wy swietlania otrzymanych cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany. Sposób i uk lad cha- rakteryzuje si e tym, ze cechy charakterystyczne s a wybrane z grupy obejmuj acej pr edko sc pia- ny, stabilno sc piany i rozmiar p echerzyków. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do monitorowania i regulacji instalacji flotacji pianowej.

W instalacji flotacyjnej rud mineralnych strumień przetwarzanej mieszaniny mineralnej wymaga obserwacji i regulacji, dla osiągnięcia optymalnego rozdzielania jego składników. Ważnymi dla tego celu czynnikami jest szybkość piany, rozmiar pęcherzyków i stabilność.

Od początku rozwoju technologii flotacji, operatorzy procesu wiedzieli, że prędkość, z jaką piana pojawia się powyżej krawędzi komórki flotacyjnej ma bardzo bezpośredni i konsekwentny wpływ na klasę i uzysk obiegu. Jednym z ważnych aspektów pracy operatora procesu jest upewnianie się, że piana przemieszcza się z pożądaną i regulowaną prędkością przez krawędź, Niestety, operatorzy procesu nie są w stanie obserwować piany w ciągu całej zmiany, ponieważ zawsze występują inne problemy wymagające zajęcia się nimi.

Wykonano znaczną ilość pracy w celu udoskonalenia regulacji w procesie flotacyjnym, na przykład przez automatyczny pomiar szybkości piany. Wynik pomiaru wtedy byłby wykorzystywany w prostych regulatorach do odtwarzania kroków podejmowanych przez operatora procesu przy korekcji odchyleń prędkości piany od poziomu pożądanego. Wiele z wcześniejszych prób pomiaru prędkości było nieefektywnych, ponieważ nie można było sobie poradzić z turbulencją powierzchni piany.

Z publikacji WO 97/45203 znany jest skomputeryzowany „inteligentny sposób i urzą dzenie do monitorowania, diagnostyki oraz sterowania różnych parametrów i procesów w maszynach flotacyjnych. System komputerowego sterowania uruchamia jedno z szeregu różnych urządzeń wykonawczych na podstawie sygnału wejściowego pochodzącego z jednego lub zestawu czujników monitorujących realizując ciągle sterowanie w czasie rzeczywistym. Odpowiedź układu sterującego bazuje na własnym modelu procesowym który jest zbudowany w oparciu o sygnały wejściowe z czujników oraz zaawansowane techniki analityczne wykorzystujące między innymi sztuczne sieci neuronowe, algorytmy genetyczne, logikę rozmytą, systemy ekspertowe, analizę statystyczną, przetwarzania sygnałowe, rozpoznawanie wzorców, analizę rodzajową lub dowolną kombinację tych środków. W szczególnie korzystnym przykładzie wykonania urządzenie zawiera czujnik wideo, który doprowadza sygnał wejściowy, który jest analizowany w oparciu o model wygenerowany przy wykorzystaniu kombinacji sposobów statystycznych i sieci neuronowych.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie środków monitorowania i regulacji, które zapewnią udoskonalone monitorowanie i regulację przepływu piany w instalacji flotacyjnej.

Istotą wynalazku jest sposób monitorowania przepływu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w instalacji flotacyjnej, w którym pozyskuje się szereg obrazów cyfrowych wydzielonych na podstawie właściwości charakterystycznych piany z komórki flotacyjnej w instalacji do flotacji. Obrazy cyfrowe transmituje się do komputera w celu ich przetworzenia. Następnie przetwarza się obrazy cyfrowe w komputerze na sygnały parametryczne cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany, po czym transmituje się sygnały parametryczne do środków wyświetlających w celu wyświetlania otrzymanych cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany. Według wynalazku sposób charakteryzuje się tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

Ponadto sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera poddaje się konwersji do analogowego standardu przemysłowego.

Ponadto sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera poddaje się konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.

Ponadto istotą wynalazku jest sposób monitorowania i regulacji przepływu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w instalacji flotacyjnej, w którym pozyskuje się szereg obrazów cyfrowych wydzielonych na podstawie właściwości charakterystycznych piany z komórki flotacyjnej w instalacji do flotacji. Obrazy cyfrowe transmituje się do komputera w celu ich przetworzenia. Następnie przetwarza się obrazy cyfrowe w komputerze na sygnały parametryczne cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany, po czym wytwarza się sygnały regulacyjne w reakcji na otrzymywane sygnały parametryczne w celu spowodowania potrzebnych zmian właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacyjnej, i regulacji właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacyjnej w reakcji na sygnał y regulacyjne, dla spowodowania potrzebnych wł a ściwoś ci charakterystycznych piany w tej komórce. Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

PL 199 679 B1

Ponadto istotą wynalazku jest sposób monitorowania i regulacji przepływu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w instalacji flotacyjnej, w którym pozyskuje się szereg obrazów cyfrowych wydzielonych na podstawie właściwości charakterystycznych piany z komórki flotacyjnej w instalacji do flotacji. Obrazy cyfrowe transmituje się do komputera w celu ich przetworzenia. Następnie przetwarza się obrazy cyfrowe w komputerze na sygnały parametryczne cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany, po czym transmituje się sygnały parametryczne do środków wyświetlających w celu wyświetlania otrzymanych cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany. Następnie generuje się sygnały regulacyjne w reakcji na otrzymywane sygnały parametryczne w celu spowodowania potrzebnych zmian właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacyjnej, i regulacji właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacyjnej w reakcji na sygnały regulacyjne, dla spowodowania potrzebnych właściwości charakterystycznych piany w tej komórce. Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

Ponadto sposób monitorowania według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera poddaje się konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.

Ponadto istotą wynalazku jest układ monitorujący, dla komórki flotacji pianowej instalacji flotacyjnej. Układ zawiera optyczny środek analizujący, dostosowany do cyfrowego analizowania szeregu obrazów z wydzieleniem cech charakterystycznych piany w strumieniu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w instalacji flotacyjnej i dostosowany dodatkowo do emitowania odpowiednich cyfrowych sygnałów obrazowych. Ponadto układ zawiera komputer do przetwarzania cyfrowych sygnałów obrazowych otrzymywanych z optycznego środka analizującego, dostosowany do emitowania sygnałów parametrycznych dotyczących obliczonych parametrów charakterystyki piany oraz cyfrowe środki transmisji sygnałów, dostosowane konstrukcyjnie do transmitowania cyfrowych sygnałów obrazowych z optycznego środka analizującego do komputera. Ponadto układ zawiera środki wyświetlające, do wyświetlania sygnałów parametrycznych otrzymywanych z komputera i środki transmisji sygnałów parametrycznych z komputera do środka wyświetlającego. Układ według wynalazku charakteryzuje się tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

Ponadto układ monitorujący według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do analogowego standardu przemysłowego.

Ponadto układ monitorujący według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.

Ponadto istotą wynalazku jest układ monitorująco-regulacyjny dla komórki flotacji pianowej instalacji flotacyjnej. Układ zawiera optyczny środek analizujący dostosowany do cyfrowego analizowania szeregu obrazów z wydzieleniem cech charakterystycznych piany w strumieniu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, instalacji flotacyjnej, i dostosowany dodatkowo do emitowania odpowiednich cyfrowych sygnałów obrazowych. Ponadto układ zawiera komputer do przetwarzania cyfrowych sygnałów obrazowych otrzymywanych z optycznego środka analizującego, dostosowany do emitowania sygnałów parametrycznych dotyczących obliczonych parametrów charakterystyki piany i ponadto dostosowany do wytwarzania sygnał ów regulacyjnych w reakcji na otrzymywane sygnał y parametryczne, dla powodowania potrzebnych zmian właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacji pianowej. Układ zawiera również środek transmisji obrazu cyfrowego, dostosowany konstrukcyjnie do transmitowania cyfrowych sygnałów obrazowych ze środka analizy optycznej do komputera, środki regulacyjne do regulacji właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacji pianowej, środki transmisji sygnału regulacyjnego dostosowane konstrukcyjnie do transmitowania sygnałów regulacyjnych z komputera do środków regulacyjnych w celu spowodowania potrzebnych zmian charakterystyki piany w komórce flotacji pianowej. Układ według wynalazku charakteryzuje się tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

PL 199 679 B1

Układ monitorująco-regulacyjny według zastrz. wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do analogowego standardu przemysłowego.

Układ monitorująco-regulacyjny według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.

Ponadto istotą wynalazku jest układ monitorująco-regulacyjny dla komórki flotacji pianowej instalacji flotacyjnej. Układ zawiera optyczny środek analizujący dostosowany do cyfrowego analizowania szeregu obrazów z wydzieleniem cech charakterystycznych piany w strumieniu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w instalacji flotacyjnej, i dostosowany dodatkowo do emitowania odpowiednich cyfrowych sygnałów obrazowych. Układ ponadto zawiera komputer do przetwarzania cyfrowych sygnałów obrazowych otrzymywanych z optycznego środka analizującego, dostosowany do emitowania sygnałów parametrycznych dotyczących obliczonych parametrów charakterystyki piany i ponadto dostosowany do wytwarzania sygnał ów regulacyjnych w reakcji na otrzymywane sygnał y parametryczne, dla powodowania potrzebnych zmian właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacji pianowej. Układ zawiera również środek transmisji obrazu cyfrowego, dostosowany konstrukcyjnie do transmitowania cyfrowych sygnałów obrazowych ze środka analizy optycznej do komputera, środki wyświetlające, do wyświetlania obliczanych sygnałów parametrycznych dotyczących właściwości piany, i otrzymywanych z komputera, środki transmisji sygnałów parametrycznych z komputera do ś rodków wyświetlających, środki regulacyjne, do regulacji właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacji pianowej. Ponadto układ zawiera środki transmisji sygnału regulacyjnego dostosowane konstrukcyjnie do transmitowania sygnałów regulacyjnych z komputera do środków regulacyjnych w celu spowodowania potrzebnych zmian charakterystyki piany w komórce flotacji pianowej. Układ według wynalazku charakteryzuje się tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

Ponadto układ monitorująco-regulacyjny według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do analogowego standardu przemysłowego.

Ponadto układ monitorująco-regulacyjny według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu monitorującego, według niniejszego wynalazku, fig. 2 przedstawia widok perspektywiczny kamery umieszczonej nad komórką flotacyjną, według niniejszego wynalazku, fig. 3 przedstawia prędkość piany w dwóch komórkach flotacyjnych w ciągu okresu czterech dni (z charakterystykami trendu, obliczonymi metodą średniej kroczącej) przed regulacją za pomocą układu monitorująco-regulacyjnego według niniejszego wynalazku, fig. 4 przedstawia wyniki kaskadowego regulatora PID (Proportional Integral Derivative - proporcjonalno-całkująco-różniczkującego) prędkości przy komórce flotacyjnej, fig. 5 przedstawia osiągi regulatora dla dwóch komórek flotacyjnych za okres 24 godzin, fig. 6 przedstawia osiągi regulatora dla dwóch komórek flotacyjnych za inny okres 24 godzin, fig. 7 przedstawia osiągi regulatora wskaźnika klasy za okres 24 godzin, fig. 8 przedstawia przebieg regulacji wskaźnika klasy w funkcji zadanego wskaźnika klasy a fig. 9 przedstawia wykres wynikowego uzysku miedzi za okres 10 dni.

Sposób podejścia przyjęty według niniejszego wynalazku opiera się na przesłance, że celem zastosowania maszynowej analizy obrazu do poprawienia wydajności procesu flotacji powinno być zapewnienie dobrego substytutu wzroku ludzkiego i ludzkich zdolności decyzyjnych. Według wynalazku, zatem poszukuje się możliwości naśladowania wiarygodnej analizy wzrokowej człowieka i jego inteligencji. Zaletą tego podejścia jest to, że jest proste dla operatorów procesu i personelu instalacji zrozumienie techniki, która jest dla personelu instalacji nowa.

Wynalazek zmienia ukierunkowanie podejścia, z konwencjonalnego charakteryzowania piany na pomiar właściwości charakterystycznych piany. Stare podejście z charakteryzowaniem piany napotykało na spory sprzeciw wśród personelu instalacji wskutek faktu, że każda instalacja flotacyjna ma inne wymagane właściwości charakterystyczne piany, i inne działania korekcyjne dla różnych odchyleń, umożliwiające osiągnięcie pożądanego stanu wspływu. W nowych instalacjach nowo przekazywanych do eksploatacji, nie było możliwości uzyskania dostatecznej wiedzy od personelu obsługującego instalację w odniesieniu do prowadzenia procesu. Powodowało to prawie niemożliwość opracowania rozwiązania z regułowym systemem eksperckim. Rozwiązanie według niniejszego wynalazku

PL 199 679 B1 natomiast, wykorzystuje proste reguły do opracowania systemu ogólnie otwartego i przezroczystego, oraz stosunkowo prostego w rozbudowie i konserwacji dla personelu obsługującego instalację.

Na przykład w instalacji pianowej mają zastosowanie następujące reguły:

Regulacja prędkości

1. IF (jeżeli prędkość jest większa od pożądanej nastawionej prędkości) THEN (wtedy zmniejsz dopływ powietrza OR (lub zmniejsz poziom pulpy) OR (lub zmniejsz dawkowanie piany).

2. IF (jeżeli prędkość jest mniejsza od pożądanej nastawione prędkości) THEN (wtedy zwiększ dopływ powietrza OR (lub zwiększ poziom pulpy) OR (lub zwiększ dawkowanie piany).

Regulacja wskaźnika klasy

1. IF (jeżeli wskaźnik jest zbyt niski) THEN (wtedy zmniejsz nastawioną prędkość).

2. IF (jeżeli wskaźnik jest zbyt wysoki) THEN (wtedy zwiększ nastawioną prędkość).

Reguły te są zaimplementowane według niniejszego wynalazku za pośrednictwem prostych konwencjonalnych sposobów regulacji.

Układ według niniejszego wynalazku mierzy prędkość piany, rozmiar pęcherzyków i stabilność piany z bardzo dużą częstotliwością próbkowania (> 2Hz).

Różnice w podejściu przyjętym w systemie znanym z charakteryzowaniem piany a systemem według niniejszego wynalazku (z pomiarem parametrów charakterystycznych piany) można streścić następująco (tabela 1).

T a b e l a 1: Różnice mię dzy dwoma sposobami podejścia do regulacji flotacji na podstawie obserwacji

Charakteryzowanie piany w rozwiązaniu znanym	Pomiary piany według wynalazku
Wiele pomiarów	Niewiele pomiarów
Skomplikowane algorytmy klasyfikacji	Proste sposoby pomiarowe
Semantyczne zasady reguł dla działań regulacyjnych w logice rozmytej	Możliwa prosta regulacja konwencjonalna
Duża zależność od głębokiej wiedzy eksploatacyjnej	Wykorzystywanie prostej wiedzy eksploatacyjnej
Żmudne opracowywanie systemu w każdej nowej lokalizacji	Opracowanie systemu osiągające dojrzałość w zakresie ogólnym

Na fig. 1 przedstawiono schemat blokowy układu monitorująco-regulacyjnego według niniejszego wynalazku.

Układ, ogólnie oznaczony odnośnikiem liczbowym 10 zawiera części składowe umieszczone w obudowie 12, w której znajduje się zasilacz 14 połączony przewodami 16 z zewnętrznym źródłem energii, kamera 18, komputer 20 i obwody wyjściowe 22.

Kamera 18, komputer 20 i obwody wyjściowe 22 są połączone przewodami 24, 26, 28 z blokiem zasilającym 14. Komputer 20 jest połączony przewodami 30, 32, odpowiednio z kamerą 18 i obwodami wyjściowymi.

Kamera 18 jest dostosowana konstrukcyjnie do zdejmowania szeregu obrazów piany mineralnej w komórce flotacyjnej, które są przekazywane do komputera 20, gdzie te obrazy są cyfrowo przetwarzane i obliczane są wartości parametrów, przy czym wartości parametrów obejmują prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

Sygnały z wartościami parametrów są następnie przekazywane do obwodów wyjściowych 22, które dokonują konwersji do analogowego lub cyfrowego standardu przemysłowego, jak na przykład 4-20 mA, 0-10 V lub Fieldbus (na przykład Profibus lub Modbus). Te sygnały są następnie przekazywane jako wartości wyjściowe 34, 36 do wyświetlacza 38 i do bloków regulacyjnych 40 powodując potrzebne zmiany właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacyjnej.

Figura 2 w widoku perspektywicznym przedstawia kamerę 18 i źródło światła 42 umieszczone nad pianową komórką flotacyjną 44. Przedstawiono również wał 46 mieszadła.

Przy pracy układ 10 jest zaopatrzony w zewnętrzne źródło światła (w razie potrzeby), i jest zainstalowany na stałej wysokości nad poziomem piany w komórce flotacji pianowej 44. Układ 10 jest połączony z wejściem sieci zasilającej i wyjściem analogowym. Układ 10 nie wymaga regulacji ostrości, ani naświetlania.

Podczas instalowania można wykorzystywać ramę ustawczą, dla zapewnienia poprawnej odległości i poprawnego obszaru monitorowania układu.

PL 199 679 B1

Zawory wyjściowe 34, 36 są wykorzystywane w sposób następujący:

1. Określa się wartość zadaną w postaci wskaźnika klasy koncentratu produkowanego w instalacji, w przypadkach, kiedy włączony jest analizator OSA (On-Stream Analyser - analizator włączony w obieg). Jeżeli nie ma analizatora OSA, to operator proces wprowadza nastawę prę dkoś ci na podstawie własnej oceny wydajności instalacji.

2. Wyniki pomiarów właściwości charakterystycznych piany są odbierane od bloków znajdujących się w obszarze regulatora programowanego PLC (Programmable Logic Controller - programowany regulator logiczny) lub rozproszonego systemu regulacji DCS (Distributed Control System - rozproszony system regulacji) za pośrednictwem konwencjonalnego kabla analogowego 4-20 mA.

3. Wyniki pomiarów są porównywane z potrzebnymi nastawami właściwości piany (prędkości, rozmiary pęcherzyków i stabilności).

4. Na podstawie odchyleń w stosunku do wartości zadanej, regulator oblicza nowe nastawy dla poziomu, dozowania powietrza i reagenta.

5. Instalacja reaguje na nowe wartości zadane nastawianych zmiennych i właściwości piany osiągają ponownie swój pożądany poziom.

Układ według niniejszego wynalazku daje wyniki pomiarów prędkości piany przy jej poruszaniu się od źródła zawiesiny do obszaru odzyskiwania, rozmiaru pęcherzyków piany i stabilności piany. Te parametry następnie wykorzystuje się jako wskaźniki wyglądu piany a zatem sprawności procesu. Ponieważ te wyniki pomiarów nie są obarczone błędem subiektywnym, to są one rzetelne przez dwadzieścia cztery godziny na dobę, siedem dni w tygodniu, zwalniając człowieka - operatora do pilniejszych zadań w zakładzie.

Podczas badań układu według niniejszego wynalazku dokonano następujących spostrzeżeń:

Prędkość piany regulowano na zgodność z wartością zadaną przez wykorzystywanie poziomu szlamu, stopnia napowietrzania i dozowania piany jako zmiennych regulowanych. Potrzeba regulacji prędkości wynika z sytuacji przedstawionej na fig. 3, która pokazuje wartości prędkości piany w dwóch komórkach na tym samym poziomie. Prędkość piany w każdej komórce zmienia się znacznie z czasem, i prędkość w tych dwóch komórkach nie jest jednakowa. Wynik różnicowy jest taki, że komórki pobierają różne ilości zawiesiny i do obiegu znajdującego się za obiegiem tej instalacji przechodzi koncentrat o zmiennym wskaźniku jakości. Zatem, jeżeli prędkość piany może być regulowana, to można ustabilizować jakość otrzymywanego koncentratu.

Na fig. 4 przedstawiono wynik regulacji prędkości w komórce przez zmianę stopnia napowietrzania. Wyraźnie widać różnicę w prędkości piany przy włączonym i wyłączonym regulatorze. Warto zauważyć, jak bardzo była zaangażowana regulowana zmienna (stopień napowietrzania) w tym okresie przy utrzymywaniu stałej prędkości dla tej nastawy. Uwydatnia to potrzebę aktywnej regulacji instalacji pianowej. Regulator został zaprojektowany do regulacji prędkości przez sterowanie nastawami powietrza, piany i poziomu. Na fig. 5 widać, że sterownik jest w stanie bardzo dokładnie utrzymywać prędkość piany na prędkość piany, jak również widać wpływ na prędkość piany wyłączenia regulatora.

Inną właściwością regulatora jest możliwość utrzymywania przezeń stałego stosunku prędkości piany między dwiema komórkami. Ukazano to na fig. 6. Należy dokonać porównania z fig. 3, która ukazuje nieregulowaną prędkość piany w dwóch komórkach.

Niezwykle pożądane jest osiągnięcie jednakowego wskaźnika klasy koncentratu. Regulacja zgodnie z samą nastawą prędkości jest niepożądana, ponieważ przy stałej prędkości różne transporty rudy będą dawały różne wskaźniki klasy koncentratu. Dla zaradzenia temu, do otrzymywania stałego wskaźnika klasy koncentratu wykorzystuje się pewną zoptymalizowaną prędkość piany. Stwierdzono, że wskaźnik klasy koncentratu jest bardzo silnie skorelowany z nastawami prędkości piany (R=0,7) a nie poziom (R=0,1) ani stopnia napowietrzania (R=0,1), które są parametrami zwykle wykorzystywanymi do regulacji wskaźnika klasy. Informacja o wskaźniku klasy jest otrzymywana z włączonego w strumień analizatora, na przyk ład dostę pnego w handlu analizatora COURIER.

Na fig. 7 przedstawiono wskaźniki klasy koncentratu otrzymane z linii 1 (z regulacją) i linii 2 (bez regulacji). Wskaźnik klasy z linii 1 jest znacznie bardziej ściśle regulowany na wartość zadaną, niż wskaźnika klasy linii 2. Takie wyniki otrzymuje się przy regulacji dwóch z czterech komórek produkujących pierwszy koncentrat, bardziej wstępny, i powinny się one poprawić przy wyposażeniu innych spośród dwóch komórek w układzie według niniejszego wynalazku. Układ według niniejszego wynalazku umieszczono nad komórką 3 w linii 1, i to spowodowało poprawienie regulacji wskaźnika klasy, jak to pokazano na fig. 8, która stanowi wykres wskaźników klasy dla dwóch linii za okres kilku dni.

PL 199 679 B1

Stwierdzono, że uzysk z komórek pod kontrolą nowego regulatora (to znaczy pierwszego stopnia zgrubnego w linii 1) również był lepszy od uzysku z odpowiednich komórek w linii 2, przypuszczalnie z powodu zwiększonej stabilności regulowanego obiegu. Innym powodem mógłby być fakt, że regulator w linii 1 był w stanie utrzymywać wskaźnik klasy koncentratu bliższy wartości zadanej (wskaźnik klasy był mniejszy od średniego wskaźnika klasy uzyskanego w innej linii). Poprawa uzysku w pierwszym stopniu zgrubnym była znacznie większa, niż poprawa w całej linii, co ilustruje ważność stosowania układu według niniejszego wynalazku we wszystkich komórkach banku, dla osiągnięcia optymalnej regulacji. Przedstawiono to na fig. 9.

Następną korzyścią osiągniętą ze stosowania regulatora był fakt, że jest on obliczony na. zmniejszenie zużycia piany. W ciągu okresu badania, średnie zużycie piany dla linii 1 było o 7,1% mniejsze, niż dla linii 2. Prowadzi to do poważnych oszczędności w zakresie kosztów odczynników dla instalacji.

Ogólne korzyści w odniesieniu do wskaźnika klasy i poprawy uzysku, jak również zmniejszenia zużycia piany w przypadku linii 1 w stosunku do linii 2 przedstawiono w tabeli 2, poniżej. Poziomy ufności dla tej poprawy obliczone metodą testu F (szeroko rozpowszechniona metoda statystyczna) wskazują pozytywny i wiarygodny wynik prac badawczych. Granice ufności dla uzysków i zużycia piany będą prawdopodobnie lepsze, kiedy dostępnych będzie więcej danych.

T a b e l a 2: Osią gane korzyś ci

Wskaźnik sprawności	Poprawa w linii 1 w stosunku do linii 2	Poziom ufności (Test F)
Poprawa regulacji wskaźnika klasy	8,66%	99%
Poprawa ogólnego uzysku Cu	2,34%	81%
Poprawa ogólnego uzysku Au	1,7%	54%
Poprawa uzysku Cu w stopniu wstępnym	7,86%	94%
Poprawa uzysku Au w stopniu wstępnym	4,69%	73%
Średnie zmniejszenie zużycia piany	7,10%	60%

Instalacje flotacyjne dotychczas są eksploatowane przez inteligentnych wyszkolonych operatorów prowadzących flotacje w oparciu o wygląd piany. Powodem tego jest to, że w rzeczywistości piana staje się produktem. Wygląd piany jest przejawem wszystkich złożonych mechanizmów biorących udział w fazie szlamowej.

Operatorzy wygląd piany interpretują różnie. Inny wygląd piany, co każdą zmianę roboczą daje w efekcie niestabilność i ostatecznie złe wyniki, z powodu stosowania przez operatorów innej interpretacji na następnej zmianie roboczej. Układ według niniejszego wynalazku sprzyja zapewnieniu ciągłej jednorodnej interpretacji wyglądu piany.

Układ dla zapewnienia dokładności i odporności systemu wykorzystuje do przetwarzania obrazu przełomowe rozwiązania techniczne. Różne bloki można umieszczać w różnych punktach obiegu flotacyjnego. Umożliwia to wychwytywanie zależności dynamicznych i międzyobiegowych, a nie analizę tylko pewnej części obiegu.

Jedyna regularna obsługa, jakiej może wymagać układ, polega na czyszczeniu szklanego okna kamery i wymianie żarówki w zewnętrznym źródle światła.

Części elektroniczne układu są umieszczone w hermetycznie odgrodzonej od środowiska obudowie, i obydwa połączenia elektryczne są wykonane w hermetycznie oddzielonej od środowiska skrzynce połączeniowej.

Informacja otrzymywana z układu może być wykorzystywana w sposób następujący:

1. Operatorzy mogą być ostrzegani, kiedy prędkość piany wychodzi poza nastawione granice, i mogą dokonywać korekcji w komórkach poziomu i stopnia napowietrzania.

PL 199 679 B1

2. Możliwe jest monitorowanie w długich okresach czasu korelacji między prędkością a wskaźnikiem klasy/uzyskiem, w celu zapewnienia eksploatacji z lepszym średnim wskaźnikiem klasy/uzyskiem.

3. Stosuje się czujnik, pracujący w zamkniętej pętli regulacji poziomów i napowietrzania.

4. Monitorowany, i utrzymywany na stałej wartości, jest pobór masy poszczególnych części.

5. Monitorowane są komórki znajdujące się daleko od sterowni lub poza zasięgiem operatora.

System może być z powodzeniem stosowany we wszystkich rodzajach operacji flotacyjnych, jak również w dowolnym innym zastosowaniu, gdzie ważna jest detekcja przemieszczenia (lub braku przemieszczenia).

Układ jest konstrukcyjnie dostosowany do pomiaru średniej prędkości poruszania się dowolnej ogólnej struktury powierzchni w stanowiącym przedmiot zainteresowania prostokącie o wymiarach w przybliż eniu 200 mm x 500 mm. Jest dostosowany do pomijania wszelkiego przemieszczenia „poprzecznego, i uwzględnianie tylko przemieszczenia w stronę dłuższej krawędzi obszaru będącego przedmiotem zainteresowania (przemieszczenia prostopadłego do wystającej krawędzi komórki).

Przy stosowaniu mają zastosowanie następujące parametry charakterystyczne:

1. Optymalna struktura powierzchni: piana mineralna o rozmiarze pęcherzyków w zakresie od 5 mm do 200 m.

2. Optymalna odległość: 1,2 metra.

3. Zakres prędkości: 1-0,25 metra na sekundę.

4. Dokładność: ±5% średniej za 1 minutę.

5. Wyjście analogowe: albo 0-10 V, albo 4-20 mA, przy liniowej zależności od prędkości.

6. Warunki oświetlenia: od pełnego światła słonecznego padającego na pianę do pełnej ciemności (na przykład w nocy).

7. Wymagania dotyczące zasilania, łącznie z oświetleniem: albo 230 V prądu przemiennego 50 Hz, albo 115 V prądu przemiennego 60 Hz, 800 W.

Układ ma za zadanie monitorowanie i regulację wydajności instalacji flotacyjnej przy wykorzystywaniu informacji wizualnej dotyczącej wyglądu fazy pianowej.

Układ jest dostosowany konstrukcyjnie do rozpoznawania złej wydajności piany i doradzania operatorowi najodpowiedniejszych działań regulacyjnych za pośrednictwem interfejsu wsparcia decyzyjnego lub zaimplementowania regulacji automatycznej w zamkniętej pętli.

Układ jest dostosowany do obliczania nowych nastaw regulatora na podstawie informacji o wyglądzie piany.

Claims

1. Sposób monitorowania i regulacji instalacji flotacji pianowej, zwłaszcza przepływu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w którym pozyskuje się szereg obrazów cyfrowych wydzielonych na podstawie właściwości charakterystycznych piany z komórki flotacyjnej w instalacji do flotacji, transmituje się obrazy cyfrowe do komputera w celu ich przetworzenia, przetwarza się obrazy cyfrowe w komputerze na sygnał y parametryczne cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany, i transmituje się sygnały parametryczne do środków wyświetlających w celu wyświetlania otrzymanych cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany, znamienny tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera poddaje się konwersji do analogowego standardu przemysłowego.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera poddaje się konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.

4. Sposób monitorowania i regulacji instalacji flotacji pianowej, zwłaszcza przepływu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w którym pozyskuje się szereg obrazów cyfrowych wydzielonych na podstawie właściwości charakterystycznych piany z komórki flotacyjnej w instalacji do flotacji, transmituje się obrazy cyfrowe do komputera w celu ich przetworzenia, przetwarza się obrazy cyfrowe w komputerze na sygnał y parametryczne cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany, wytwarza się sygnały regulacyjne w reakcji na otrzymywane sygnały parametryczne w celu spowodowania potrzebnych zmian właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacyjnej, i regulacji właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacyjnej w reakcji na sygnały regulacyjne, dla

PL 199 679 B1 spowodowania potrzebnych właściwości charakterystycznych piany w tej komórce, znamienny tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

5. Sposób wedł ug zastrz. 4, znamienny tym, ż e sygnał y parametryczne transmitowane z komputera poddaje się konwersji do analogowego standardu przemysł owego.

6. Sposób wedł ug zastrz. 4, znamienny tym, ż e sygnał y parametryczne transmitowane z komputera poddaje się konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.

7. Sposób monitorowania i regulacji instalacji flotacji pianowej, zwłaszcza przepływu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w którym pozyskuje się szereg obrazów cyfrowych wydzielonych na podstawie właściwości charakterystycznych piany z komórki flotacyjnej w instalacji do flotacji, transmituje się obrazy cyfrowe do komputera w celu ich przetworzenia, przetwarza się obrazy cyfrowe w komputerze na sygnały parametryczne cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany, transmituje się sygnały parametryczne do środków wyświetlających w celu wyświetlania otrzymanych cyfrowych parametrycznych cech charakterystycznych piany, generuje się sygnały regulacyjne w reakcji na otrzymywane sygnały parametryczne w celu spowodowania potrzebnych zmian właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacyjnej, i regulacji właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacyjnej w reakcji na sygnały regulacyjne, dla spowodowania potrzebnych właściwości charakterystycznych piany w tej komórce, znamienny tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, ż e sygnały parametryczne transmitowane z komputera poddaje się konwersji do analogowego standardu przemysł owego.

9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, ż e sygnały parametryczne transmitowane z komputera poddaje się konwersji do cyfrowego standardu przemysł owego.

10. Układ do monitorowania instalacji flotacji pianowej, dla komórki flotacji pianowej, przy czym układ zawiera optyczny środek analizujący, dostosowany do cyfrowego analizowania szeregu obrazów z wydzieleniem cech charakterystycznych piany w strumieniu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w instalacji flotacyjnej i dostosowany dodatkowo do emitowania odpowiednich cyfrowych sygnałów obrazowych, komputer do przetwarzania cyfrowych sygnałów obrazowych otrzymywanych z optycznego środka analizującego, dostosowany do emitowania sygnałów parametrycznych dotyczących obliczonych parametrów charakterystyki piany, cyfrowe środki transmisji sygnałów, dostosowane konstrukcyjnie do transmitowania cyfrowych sygnałów obrazowych z optycznego środka analizującego do komputera, środki wyświetlające, do wyświetlania sygnałów parametrycznych otrzymywanych z komputera i środki transmisji sygnałów parametrycznych z komputera do środka wyświetlającego, znamienny tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do analogowego standardu przemysłowego.

12. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.

13. Układ do monitorowania i regulacji instalacji flotacji pianowej, dla komórki flotacji pianowej, przy czym układ zawiera optyczny środek analizujący dostosowany do cyfrowego analizowania szeregu obrazów z wydzieleniem cech charakterystycznych piany w strumieniu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, instalacji flotacyjnej, i dostosowany dodatkowo do emitowania odpowiednich cyfrowych sygnałów obrazowych, komputer do przetwarzania cyfrowych sygnałów obrazowych otrzymywanych z optycznego środka analizującego, dostosowany do emitowania sygnałów parametrycznych dotyczących obliczonych parametrów charakterystyki piany i ponadto dostosowany do wytwarzania sygnałów regulacyjnych w reakcji na otrzymywane sygnały parametryczne, dla powodowania potrzebnych zmian właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacji pianowej, środek transmisji obrazu cyfrowego, dostosowany konstrukcyjnie do transmitowania cyfrowych sygnałów obrazowych ze środka analizy optycznej do komputera, środki regulacyjne do regulacji właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacji pianowej, środki transmisji sygnału regulacyjnego dostosowane konstrukcyjnie do transmitowania sygnałów regulacyjnych z komputera do środków regulacyjnych w celu spowodowania potrzebnych zmian charakterystyki piany w komórce flotacji pianowej, znamienny tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

PL 199 679 B1

14. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do analogowego standardu przemysłowego.

15. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.

16. Układ do monitorowania i regulacji instalacji flotacji pianowej, dla komórki flotacji pianowej, przy czym układ zawiera optyczny środek analizujący dostosowany do cyfrowego analizowania szeregu obrazów z wydzieleniem cech charakterystycznych piany w strumieniu mieszaniny mineralnej w komórce flotacji pianowej, w instalacji flotacyjnej, i dostosowany dodatkowo do emitowania odpowiednich cyfrowych sygnałów obrazowych, komputer do przetwarzania cyfrowych sygnałów obrazowych otrzymywanych z optycznego środka analizującego, dostosowany do emitowania sygnałów parametrycznych dotyczących obliczonych parametrów charakterystyki piany i ponadto dostosowany do wytwarzania sygnałów regulacyjnych w reakcji na otrzymywane sygnały parametryczne, dla powodowania potrzebnych zmian właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacji pianowej, środek transmisji obrazu cyfrowego, dostosowany konstrukcyjnie do transmitowania cyfrowych sygnałów obrazowych ze środka analizy optycznej do komputera, środki wyświetlające, do wyświetlania obliczanych sygnałów parametrycznych dotyczących właściwości piany, i otrzymywanych z komputera, środki transmisji sygnałów parametrycznych z komputera do środków wyświetlających, środki regulacyjne, do regulacji właściwości charakterystycznych piany w komórce flotacji pianowej, oraz środki transmisji sygnału regulacyjnego dostosowane konstrukcyjnie do transmitowania sygnałów regulacyjnych z komputera do ś rodków regulacyjnych w celu spowodowania potrzebnych zmian charakterystyki piany w komórce flotacji pianowej, znamienny tym, że cechy charakterystyczne są wybrane z grupy obejmującej prędkość piany, stabilność piany i rozmiar pęcherzyków.

17. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do analogowego standardu przemysłowego.

18. Układ według zastrz. 16, znamienny tym, że sygnały parametryczne transmitowane z komputera są poddawane konwersji do cyfrowego standardu przemysłowego.