適讀人群 :本書可供從事選礦研究的科技人員、生產(chǎn)企業(yè)的管理和技術(shù)人員以及一線工人參考,也適用于大專院校的教師和學(xué)生。
1.作者專業(yè)——該書作者長期從事選礦自動化領(lǐng)域的教學(xué)與研究工作。
2.內(nèi)容系統(tǒng)——包括了選礦各個環(huán)節(jié)的自動控制技術(shù)。
3.內(nèi)容實(shí)用——該書內(nèi)容涵蓋了各步選礦的實(shí)際控制技術(shù),有一定的實(shí)踐指導(dǎo)性。
礦物加工工程專業(yè)是實(shí)踐性非常強(qiáng)的工科專業(yè),國家教育部大力提倡應(yīng)用型人才培養(yǎng),各高校積極開展卓越工程師培養(yǎng)計劃、專業(yè)綜合改革等本科教學(xué)工程建設(shè),在此背景下,化學(xué)工業(yè)出版社會同貴州大學(xué)、武漢理工大學(xué)、華北理工大學(xué)、武漢科技大學(xué)、武漢工程大學(xué)、東北大學(xué)、昆明理工大學(xué)的專家教授,規(guī)劃出版一套“應(yīng)用型本科規(guī)劃教材”。
隨著選礦行業(yè)的發(fā)展和國家節(jié)能降耗相關(guān)政策的實(shí)施,以往所采用的粗放式生產(chǎn)方式將不再適用,這就對選礦行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和升級提出了更高的要求,選礦自動化、智能化控制逐漸成為關(guān)注的重點(diǎn)。
針對選礦行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢,本書重點(diǎn)放在自動控制理論在選礦領(lǐng)域的應(yīng)用方面,部分章節(jié)會涉及少量在線檢測技術(shù)。需要指出的是,本書所講述的選礦控制理論以現(xiàn)在控制理論和模糊控制理論為主,這也體現(xiàn)了選礦控制理論與現(xiàn)代控制理論前沿的融合,在此基礎(chǔ)上,本書還介紹了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論在選礦領(lǐng)域中的應(yīng)用,以此培養(yǎng)一批具有自動化相關(guān)知識的選礦領(lǐng)域技術(shù)人才。
《選礦過程自動化》共10章,第1章介紹控制理論入門基礎(chǔ)知識,由于篇幅有限,僅介紹了部分必需的基礎(chǔ)知識,若要具備一定的自動控制理論基礎(chǔ)還需要輔助相關(guān)書籍。
第2章介紹了模糊控制理論基礎(chǔ),模糊控制技術(shù)已成為現(xiàn)代控制理論中的重要組成部分,在該章節(jié)中簡要地介紹了模糊理論的概念和模糊控制規(guī)則及控制器的設(shè)計方法。
第3章介紹了破碎篩分過程控制系統(tǒng),從破碎系統(tǒng)中常見的給礦量、功耗、料位等參數(shù)著手,詳細(xì)介紹了相關(guān)控制方法。
第4章為磨礦分級過程控制系統(tǒng),磨礦分級控制系統(tǒng)在選廠中占據(jù)重要位置,一直以來該部分的節(jié)能降耗智能控制技術(shù)是國內(nèi)外研究人員研究的重點(diǎn)。在該章節(jié)中,除了磨礦過程中常規(guī)的濃度控制和給礦量控制以外,還介紹了磨機(jī)鋼球補(bǔ)加和磨礦分級專家系統(tǒng)等方面的知識。
第5~第7章分別介紹了重選、磁選和電選設(shè)備的自動控制;對跳汰、重介、離心、強(qiáng)磁和電選設(shè)備的自動控制方式進(jìn)行了介紹。
第8章主要介紹了浮選過程的在線檢測和自動控制;浮選是選廠中極其重要的環(huán)節(jié),本章節(jié)針對浮選過程的加藥系統(tǒng)、浮選槽的控制和浮選柱的控制方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述,同時,本章重點(diǎn)介紹了圖像處理技術(shù)在浮選過程中的應(yīng)用。
第9章介紹了過濾脫水自動控制。該章針對礦物水分的檢測方式和常用過濾設(shè)備的自動控制進(jìn)行了講述,如陶瓷過濾機(jī)和濃密池等裝備的自動控制。
第10章介紹了燒結(jié)過程配礦控制。作為傳統(tǒng)選礦領(lǐng)域的延伸,燒結(jié)球團(tuán)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是較早使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)的領(lǐng)域,作為前沿技術(shù)應(yīng)用的代表,選礦工程師們有必要了解相關(guān)知識。
本書在編寫過程中引用了大量文獻(xiàn)資料,謹(jǐn)向各位作者、出版社致以誠摯的謝意。
本書融合了多學(xué)科領(lǐng)域的相關(guān)知識,知識涉及面較為廣泛,由于編者水平有限,書中難免存在不足之處,敬請讀者批評指正。
編者
2017年11月
第1章經(jīng)典控制理論基礎(chǔ)
1.1自動控制概念/001
1.1.1自動控制系統(tǒng)的原理/001
1.1.2自動控制系統(tǒng)的要求/002
1.2自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型/002
1.2.1控制系統(tǒng)的時域數(shù)學(xué)模型/003
1.2.2控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型/004
1.3控制系統(tǒng)分類/005
1.4非線性微分方程的線性化/006
1.5控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖/007
1.5.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的組成/007
1.5.2結(jié)構(gòu)圖的等效變換和簡化/008
1.6控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型測定/009
1.6.1控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的測定方法/009
1.6.2被控對象常用數(shù)學(xué)模型/010
1.7線性系統(tǒng)的時域分析方法/012
1.7.1系統(tǒng)時間響應(yīng)的性能指標(biāo)/012
1.7.2一階系統(tǒng)的時域分析/014
1.7.3常用控制方式/016
1.8執(zhí)行部件特性/017
1.8.1氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和原理/018
1.8.2調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)/019
1.8.3氣動執(zhí)行器附件/023
1.8.4電動調(diào)節(jié)閥/025
課后習(xí)題/027
第2章模糊控制理論基礎(chǔ)
2.1模糊控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及控制原理/029
2.1.1模糊控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)/029
2.1.2模糊控制器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)/030
2.2模糊控制器的設(shè)計規(guī)則/031
2.2.1精確量的模糊化處理/031
2.2.2模糊規(guī)則設(shè)計/033
2.2.3模糊控制狀態(tài)表/034
2.2.4模糊判決方法/034
2.2.5查詢表的建立/034
課后習(xí)題/035
第3章破碎篩分過程控制系統(tǒng)
3.1破碎機(jī)控制系統(tǒng)簡介/036
3.2破碎機(jī)給礦量控制/038
3.2.1給礦量恒定控制/038
3.2.2破碎機(jī)功耗控制系統(tǒng)/039
3.3破碎機(jī)排礦口控制/040
3.4破碎系統(tǒng)模糊控制/040
3.5破碎過程料位控制/041
3.5.1破碎機(jī)腔料位檢測方法/041
3.5.2破碎機(jī)料位控制/042
3.6圓錐破碎機(jī)液壓系統(tǒng)的控制/045
課后習(xí)題/046
第4章磨礦分級過程控制系統(tǒng)
4.1磨機(jī)給礦控制/048
4.2磨礦濃度控制/049
4.2.1磨機(jī)濃度的PID控制/049
4.2.2基于磨機(jī)噪聲的磨礦濃度控制/051
4.3磨機(jī)負(fù)荷控制/051
4.3.1磨機(jī)負(fù)荷專家系統(tǒng)/052
4.3.2磨機(jī)負(fù)荷專家控制系統(tǒng)的設(shè)計/052
4.3.3智能控制器的設(shè)計/053
4.3.4專家控制規(guī)則/055
4.4磨機(jī)鋼球補(bǔ)加控制/055
4.4.1磨機(jī)鋼球填充率的檢測/056
4.4.2磨機(jī)鋼球補(bǔ)加控制/056
4.5分級機(jī)溢流濃度的控制/061
4.6水力旋流器的控制/063
4.6.1水力旋流器控制系統(tǒng)理論基礎(chǔ)/064
4.6.2水力旋流器生產(chǎn)過程/065
4.6.3水力旋流器控制系統(tǒng)主要控制參數(shù)/065
4.6.4水力旋流器控制系統(tǒng)建模/066
4.7磨礦分級系統(tǒng)的優(yōu)化控制/067
課后習(xí)題/069
第5章重力選礦過程控制系統(tǒng)
5.1跳汰選礦控制/070
5.1.1跳汰機(jī)的結(jié)構(gòu)/071
5.1.2跳汰機(jī)的自動控制/073
5.2螺旋溜槽自動控制/080
5.3重介分選過程控制/081
5.3.1重介選煤控制過程分析/082
5.3.2重介選礦懸浮液密度控制/084
5.3.3煤泥含量的控制/089
5.4離心選礦過程控制/090
5.4.1臥式離心選礦機(jī)的工作原理/090
5.4.2臥式離心選礦機(jī)的控制/091
課后習(xí)題/093
第6章磁力選礦過程控制
6.1強(qiáng)磁選礦系統(tǒng)/095
6.2強(qiáng)磁選過程控制/095
課后習(xí)題/099
第7章電選控制系統(tǒng)
7.1摩擦電選控制系統(tǒng)/100
7.1.1摩擦電選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/100
7.1.2風(fēng)選機(jī)的控制/102
7.2電選機(jī)電源系統(tǒng)的控制/104
課后習(xí)題/106
第8章浮選過程控制
8.1浮選加藥系統(tǒng)/108
8.2槽式浮選機(jī)的控制/109
8.2.1槽式浮選機(jī)控制系統(tǒng)/110
8.2.2加藥量控制/111
8.2.3浮選槽液位控制/111
8.2.4浮選pH值控制/112
8.3浮選柱控制/113
8.3.1浮選柱的結(jié)構(gòu)與原理/114
8.3.2浮選柱的操作參數(shù)/114
8.3.3浮選柱液位檢測與控制系統(tǒng)/115
8.3.4充氣量控制系統(tǒng)/118
8.3.5浮選柱泡沫層厚度檢測控制系統(tǒng)/118
8.4基于圖像處理的浮選泡沫分析/121
8.4.1浮選過程視覺監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)/121
8.4.2泡沫圖像處理與視覺特征提取方法/123
8.4.3浮選泡沫圖像表面視覺特點(diǎn)/126
8.4.4視覺感知與圖像統(tǒng)計建模/128
課后習(xí)題/143
第9章過濾脫水過程控制
9.1水分檢測/144
9.1.1微波水分檢測/144
9.1.2紅外水分檢測/148
9.2過濾過程控制/151
9.2.1壓濾機(jī)自動控制/151
9.2.2陶瓷過濾機(jī)自動控制/156
9.3離心脫水過程控制/163
9.3.1臥螺離心機(jī)工作原理/163
9.3.2離心機(jī)控制系統(tǒng)/165
9.4濃縮過程控制/168
9.4.1濃密機(jī)加藥控制/169
9.4.2濃密機(jī)泥層高度模型/171
9.5干燥過程控制/172
9.5.1滾筒式干燥設(shè)備的控制/172
9.5.2微波干燥控制/174
課后習(xí)題/176
第10章燒結(jié)過程配礦控制
10.1配礦方案產(chǎn)生方式/178
10.2專家調(diào)整指導(dǎo)模塊的確定/179
10.3預(yù)測模型的確定/180
10.3.1輸出參數(shù)的選擇和確定/180
10.3.2輸入?yún)?shù)的選擇和確定/181
10.3.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型/181
10.4配礦調(diào)整專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)/183
10.4.1知識庫的建立/183
10.4.2知識的表示/184
10.4.3知識庫的組織/185
10.4.4知識庫的管理/186
課后習(xí)題/186
參考文獻(xiàn)