探究磨矿分级系统自动控制策略现状

（青海西矿信息技术有限公司，青海 西宁 810000）

随着工业自动化信息技术的不断发展，人们在进行矿物分解的过程中逐渐运用智能化的控制系统来代替人工操作。智能磨矿分级自动控制充分结合了人工经验和先进的控制技术设备，全面提高磨矿分级的作业效率和作业质量，达到节能和降低成本的目的[1]。

我国现阶段所运用的磨矿分级自动控制策略主要是在单回路控制的基础上开展的，为进一步提高综合控制和管理水平，以期实现磨矿分级的完全智能化控制，因此本文就磨矿分级控制策略现状进行详细分析[2]。

1 传统控制策略

（1）PID控制。PID控制即比例(Proportion)～积分(Integration)～微分(Differentiation)控制，这种控制器是磨矿分级过程中应用最早的控制机器，至今为止已有80多年的历史。这种机器主要作用是对磨矿分级过程中的给矿、分级机溢流、磨矿浓度三方面进行单回路控制。应用PID控制在磨矿分级过程中主要难点是对（比例—积分—微分）参数的整定[3]。比例代表对当前信息，在工作中具有纠正偏差的作用；微分具有前馈控制的效果，应用较远的设定值进行过程的加速，在接近目标处以维持速度实现过度调节。将比例、积分、微分三者结合生产需要进行融合应用，能够达到兼容性、灵活性、应用便捷的作用和效果。

（2）解祸控制。在磨矿分级作业过程中存在大量的祸合关联作用，例如：给矿量的变化会影响球磨效率的变化，进而影响磨矿浓度、细度和返沙量等因素的改变；当磨矿浓度出现变化，会造成磨机的负荷量变化。因此，在磨矿作业过程中就需要应用解祸补偿器对参数进行祸合作用，使得一个控制输入量只对应相应控制的输出量进行改变，实现纯粹的单变量控制策略对磨矿分级系统进行控制。

2 现代控制策略

（1）自适应控制。自适应控制是一种基于数字模型的控制方法。具体来讲就是通过对输入输出的数据实现在线辨识来实现模型参数的识别。随着生产过程运行不断稳定，在线辨识率会提高，从而促进模型的识别准确率提高，控制的准确率提高，直至接近于实际。这种具有自适应能力的控制方法，适用于初始阶段对基础信息较为匮乏的工作环境中，能有效的提高工作质量和效率。

（2）预测控制。截止20世纪70年代仍有很多工程人员在加强对磨矿分级生产过程中的数学建模、自适应控制、模糊控制系统辨识等多方面技术的研究。为了有效的实现控制效果，使其达到实际工作过程的预定目标，他们试图将模型精度要求通过在线计算实现获得综合控制效果的控制方法应用到实际生产中，这就是所谓的预测控制。应用预测控制时首先是建立基本的模型，实际工作中它会根据预测模型滚动优化和反馈校正三项基本原理共同构成滚动时域原理。有相关研究者根据预测控制中的DMC方法和磨矿分级自动控制过程进行仿真实验研究，应用对象的界面响应作为条件数据并进行建模分析，通过DMC滚动推移，在模拟控制过程中实时的根据反馈信息进行反馈自动调节，消除工作过程中的影响参数，系统控制的鲁棒性得到了有效的提高，实现了自动控制优化。

3 智能控制策略

（1）模糊控制。模糊控制是指在实际生产过程中，运用逻辑语言将控制策略进行详细的归纳总结，通过模糊集合理论和语言变量形成的一种新型控制理论。根据十七届国际选矿会议的研究，该控制在应用中不需要建立完善的模型，主要是依据现场操作工的经验和操作工艺数据，再编制成精确的控制程序应用到生产中，有效的降低磨矿分级过程中参数的不确定性、干扰性、非线形、时变性、延迟性对于控制系统的影响。

（2）专家系统。专家系统是一种全面模拟人类知识和经验的智能推理程序系统。专家系统在实际应用的过程中，能够充分结合知识库和推理机理，将知识系统与其他操作部分进行分离，从而更注重知识的应用，相比于传统的计算机控制系统拥有显著的区别，如下表1所示。应用专家系统不需要精确的数字模型，将其应用到磨矿分级的过程中可以借助于专家系统进行磨机作业系统的控制，相比传统和现代控制系统，作业过程中矿石的处理量可提高40%左右，能源降低约5%。

表1 专家系统与传统的计算机控制系统比较

信息类型 确定性 不确定性处理结果 最优解 可接受解适用范围 无限制 封闭世界假设

（3）神经网络控制。神经网络控制是应用人工智能系统对人工的神经网络进行模拟，从而在应用的过程中可以模拟人的大脑进行神经网络处理和信息记忆。很多专家已把它应用到磨矿分级自动控制中，并且建立了自适应模型。国外基于人工神经网络研究的成形的磨矿分级动态力度的传感器；国内基于函数神经网络和模糊理论进行有效结合，能有效的克服旋流器相关参数波动对于磨矿分级工作效率的影响，降低对磨矿浓度和流域力度的影响波动、降低对整个磨矿分级过程的影响等。大量研究表明基于神经网络研究出的磨矿分级控制系统，具有自适应性、自治组织和自主学习的能力，使得实际操作变得更精准，跟踪性能更好，是现阶段最优化的磨矿分级过程自动控制策略。

4 结语

磨矿分级自动化对降低球磨机能耗、提高磨矿分级效率、实现资源开发与节能的战略任务具有实际意义。近十年来，随着控制理论研究、组态、网络与信息技术的发展，自动控制技术在越来越多的领域将不断得到综合应用、发展和普及。