探究磨礦分級系統自動控制策略現狀

（青海西礦信息技術有限公司，青海 西寧 810000）

隨著工業自動化信息技術的不斷發展，人們在進行礦物分解的過程中逐漸運用智能化的控制系統來代替人工操作。智能磨礦分級自動控制充分結合了人工經驗和先進的控制技術設備，全面提高磨礦分級的作業效率和作業質量，達到節能和降低成本的目的[1]。

我國現階段所運用的磨礦分級自動控制策略主要是在單回路控制的基礎上開展的，為進一步提高綜合控制和管理水平，以期實現磨礦分級的完全智能化控制，因此本文就磨礦分級控制策略現狀進行詳細分析[2]。

1 傳統控制策略

（1）PID控制。PID控制即比例(Proportion)～積分(Integration)～微分(Differentiation)控制，這種控制器是磨礦分級過程中應用最早的控制機器，至今為止已有80多年的歷史。這種機器主要作用是對磨礦分級過程中的給礦、分級機溢流、磨礦濃度三方面進行單回路控制。應用PID控制在磨礦分級過程中主要難點是對（比例—積分—微分）參數的整定[3]。比例代表對當前信息，在工作中具有糾正偏差的作用；微分具有前饋控制的效果，應用較遠的設定值進行過程的加速，在接近目標處以維持速度實現過度調節。將比例、積分、微分三者結合生產需要進行融合應用，能夠達到兼容性、靈活性、應用便捷的作用和效果。

（2）解禍控制。在磨礦分級作業過程中存在大量的禍合關聯作用，例如：給礦量的變化會影響球磨效率的變化，進而影響磨礦濃度、細度和返沙量等因素的改變；當磨礦濃度出現變化，會造成磨機的負荷量變化。因此，在磨礦作業過程中就需要應用解禍補償器對參數進行禍合作用，使得一個控制輸入量只對應相應控制的輸出量進行改變，實現純粹的單變量控制策略對磨礦分級系統進行控制。

2 現代控制策略

（1）自適應控制。自適應控制是一種基于數字模型的控制方法。具體來講就是通過對輸入輸出的數據實現在線辨識來實現模型參數的識別。隨著生產過程運行不斷穩定，在線辨識率會提高，從而促進模型的識別準確率提高，控制的準確率提高，直至接近于實際。這種具有自適應能力的控制方法，適用于初始階段對基礎信息較為匱乏的工作環境中，能有效的提高工作質量和效率。

（2）預測控制。截止20世紀70年代仍有很多工程人員在加強對磨礦分級生產過程中的數學建模、自適應控制、模糊控制系統辨識等多方面技術的研究。為了有效的實現控制效果，使其達到實際工作過程的預定目標，他們試圖將模型精度要求通過在線計算實現獲得綜合控制效果的控制方法應用到實際生產中，這就是所謂的預測控制。應用預測控制時首先是建立基本的模型，實際工作中它會根據預測模型滾動優化和反饋校正三項基本原理共同構成滾動時域原理。有相關研究者根據預測控制中的DMC方法和磨礦分級自動控制過程進行仿真實驗研究，應用對象的界面響應作為條件數據并進行建模分析，通過DMC滾動推移，在模擬控制過程中實時的根據反饋信息進行反饋自動調節，消除工作過程中的影響參數，系統控制的魯棒性得到了有效的提高，實現了自動控制優化。

3 智能控制策略

（1）模糊控制。模糊控制是指在實際生產過程中，運用邏輯語言將控制策略進行詳細的歸納總結，通過模糊集合理論和語言變量形成的一種新型控制理論。根據十七屆國際選礦會議的研究，該控制在應用中不需要建立完善的模型，主要是依據現場操作工的經驗和操作工藝數據，再編制成精確的控制程序應用到生產中，有效的降低磨礦分級過程中參數的不確定性、干擾性、非線形、時變性、延遲性對于控制系統的影響。

（2）專家系統。專家系統是一種全面模擬人類知識和經驗的智能推理程序系統。專家系統在實際應用的過程中，能夠充分結合知識庫和推理機理，將知識系統與其他操作部分進行分離，從而更注重知識的應用，相比于傳統的計算機控制系統擁有顯著的區別，如下表1所示。應用專家系統不需要精確的數字模型，將其應用到磨礦分級的過程中可以借助于專家系統進行磨機作業系統的控制，相比傳統和現代控制系統，作業過程中礦石的處理量可提高40%左右，能源降低約5%。

表1 專家系統與傳統的計算機控制系統比較

信息類型 確定性 不確定性處理結果 最優解 可接受解適用范圍 無限制 封閉世界假設

（3）神經網絡控制。神經網絡控制是應用人工智能系統對人工的神經網絡進行模擬，從而在應用的過程中可以模擬人的大腦進行神經網絡處理和信息記憶。很多專家已把它應用到磨礦分級自動控制中，并且建立了自適應模型。國外基于人工神經網絡研究的成形的磨礦分級動態力度的傳感器；國內基于函數神經網絡和模糊理論進行有效結合，能有效的克服旋流器相關參數波動對于磨礦分級工作效率的影響，降低對磨礦濃度和流域力度的影響波動、降低對整個磨礦分級過程的影響等。大量研究表明基于神經網絡研究出的磨礦分級控制系統，具有自適應性、自治組織和自主學習的能力，使得實際操作變得更精準，跟蹤性能更好，是現階段最優化的磨礦分級過程自動控制策略。

4 結語

磨礦分級自動化對降低球磨機能耗、提高磨礦分級效率、實現資源開發與節能的戰略任務具有實際意義。近十年來，隨著控制理論研究、組態、網絡與信息技術的發展，自動控制技術在越來越多的領域將不斷得到綜合應用、發展和普及。