一种磨矿分级流程的仿真系统技术方案

本发明专利技术提供了一种磨矿分级流程的仿真系统，涉及流程工业建模的技术领域，包括：数据传输模块用于根据预设通信协议，将目标设备的工作参数发送给边缘计算模块和仿真模块；边缘计算模块用于利用预设算法对仪表的工作参数进行滤波，得到滤波后的工作参数；仿真模块用于利用用户发送的磨矿分级流程的组态配置、目标模型、滤波后的工作参数、磨矿分级设备的前一时刻状态值和磨矿分级设备的当前时刻状态值，对磨矿分级流程进行仿真，得到仿真结果；数据存储和可视化模块，用于存储和显示目标参数，解决了现有磨矿分级流程的仿真系统的通用性较差的技术问题。较差的技术问题。较差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种磨矿分级流程的仿真系统


[0001]本专利技术涉及流程工业建模仿真领域，尤其是涉及一种磨矿分级流程的仿真系统。

技术介绍

[0002]磨矿分级流程在选矿生产全流程中具有举足轻重的作用。保持磨矿分级产品的粒度、浓度在合理区间可有效提高选矿金属回收率，同时磨矿分级流程生产需要消耗大量能源与磨矿介质。因此，优化磨矿分级流程对于提高矿产资源利用效率、节能降耗有着积极且重要的意义。但是，磨矿分级流程本身具有的强非线性、强耦合性、很多重要参数难以在线检测等特点增加了控制难度；同时，磨矿分级流程生产设备昂贵，维护成本高、代价大。磨矿分级流程的稳定有效控制与关键设备故障预警成为了选矿企业与科研机构关注的热点问题。
[0003]伴随着新一轮技术革命，流程工业建模仿真领域有了以大数据、机器学习为代表的新方法；这些技术的蓬勃发展为传统流程工业的转型升级带来了新的机遇，也为流程工业传统控制方法所遇到的难题与困境带来了新的解决方案。然而，面对发展迅猛的建模方法，现有仿真系统已难以适用。METSIM、JKSimMet等现有专业磨矿模拟软件主要面向流程优化设计的用户；生产操作用户使用时，凸显了其软件结构设计的如下缺陷：（1）模型库封闭，难以根据实际情况修改模型参数和完善模型；（2）仅可以基于质量平衡原则计算磨矿分级流程的稳定工作状态，而无法仿真计算无时无刻不处于动态之中的实际生产状态；（3）计算结果可视化展示功能较差。
[0004]综上所述，包含传统机理建模、大数据建模、机器学习建模等在内的磨矿分级流程建模仿真技术是解决精确稳定控制与关键设备故障预警的有效手段，但是现有软件系统难以实现仿真系统预定的实时仿真、超实时仿真功能，且通用性较差。针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种磨矿分级流程的仿真系统，以缓解现有磨矿分级流程仿真系统的通用性较差的技术问题。
[0007]本专利技术提供了一种磨矿分级流程的动态仿真系统，包括：数据传输模块、边缘计算模块、仿真模块、数据存储和可视化模块；其中，所述数据传输模块，用于根据预设通信协议，将目标设备的工作参数发送给所述边缘计算模块和所述仿真模块；其中，所述目标设备包括：磨矿分级设备和仪表；所述边缘计算模块，用于利用预设算法对所述仪表的工作参数进行滤波，得到滤波后的工作参数，以及基于所述仪表的工作参数对所述仪表进行故障检测；所述仿真模块，用于利用用户发送的所述磨矿分级流程的组态配置、所述目标模型、所述滤波后的工作参数、所述磨矿分级设备的前一时刻状态值和所述磨矿分级设备的当前时刻状态值，对磨矿分级流程进行仿真，得到仿真结果；其中，所述目标模型包括：预设磨矿分
级设备的动态模型、预设磨矿分级设备的稳态模型和用户自定义模型，所述仿真结果包括：实时仿真结果和/或超时仿真结果；所述数据存储和可视化模块，用于存储和显示目标参数，其中，所述目标参数包括以下至少之一：所述仿真结果，所述目标设备的工作参数，用户操作信息，仿真算法的工况异常和算法故障。
[0008]进一步地，所述磨矿分级设备包括：碎矿设备、磨矿设备、分级设备和其他设备，其中，所述碎矿设备包括：圆锥破碎机，所述磨矿设备包括：半自磨机、球磨机和棒磨机，所述分级设备包括：旋流器、振动筛、螺旋分级机，所述其他设备包括：泵池和渣浆泵。
[0009]进一步地，所述仪表的工作参数包括：给矿量、给水量、渣浆泵变频器输出频率、渣浆泵电流、旋流器给矿流量、旋流器压力、旋流器浓度、泵池液位、球磨机振动信号、旋流器溢流粒度。
[0010]进一步地，所述仿真结果包括：碎矿设备和磨矿设备的填充粒度、浓度、总量，碎矿设备和磨矿设备的排矿粒度、浓度、流量，分级设备的溢流/筛下、沉砂/筛上粒度、浓度、流量。
[0011]进一步地，所述预设算法包括：双盲去噪自编码算法、统计离群点检测算法、IIR低通滤波算法、滑动平均滤波算法、卡尔曼滤波算法、多项式平滑滤波算法和用户自定义算法。
[0012]进一步地，所述用户自定义算法的普适方程组为，其中，表示时刻的仪表的工作参数，表示时刻预设算法的输出值，表示时刻预设算法的状态值，与表示用户自定义算法函数。
[0013]进一步地，所述用户自定义模型包括：用户自定义稳态模型和用户自定义动态模型，其中，所述用户自定义稳态模型的普适方程组为，其中，表示用户自定义稳态模型的稳态输入值，表示用户自定义稳态模型的稳态输出值，表示用户自定义稳态模型的算法函数；所述用户自定义动态模型的普适方程组为，其中， 表示时刻，表示时刻用户自定义动态模型的算法输出值，表示时刻用户自定义动态模型的算法状态值，与表示用户自定义动态模型的算法函数。
[0014]进一步地，所述系统还包括：模型参数更新模块，用于对所述目标模型的模型参数进行更新。
[0015]进一步地，所述系统还包括：授权与管理模块，用于为用户提供授权码，以使用户基于所述授权码使用所述磨矿分级流程的仿真系统，以及用于为用户配置操作权限。
[0016]进一步地，所述预设通信协议包括：OPC UA协议和OPC DA协议；所述磨矿分级设备
的动态模型包括：所述磨矿分级设备的机理模型，基于监督机器学习算法的数据驱动模型和用户根据系口规则自开发的模型。
[0017]在本专利技术实施例中，通过数据传输模块根据预设通信协议，将目标设备的工作参数发送给边缘计算模块和仿真模块，其中，目标设备包括：磨矿分级设备和仪表；边缘计算模块利用预设算法对仪表的工作参数进行滤波，得到滤波后的工作参数，以及基于仪表的工作参数对仪表进行故障检测；仿真模块利用用户发送的磨矿分级流程的组态配置、目标模型、磨矿分级设备的前一时刻状态值和磨矿分级设备的当前时刻状态值，所述滤波后的工作参数、对磨矿分级流程进行仿真，得到仿真结果，其中，目标模型包括：磨矿分级设备的动态模型、磨矿分级设备的稳态模型和用户自定义模型，仿真结果包括：实时仿真结果和/或超时仿真结果；数据存储和可视化模块显示目标参数，其中，目标参数包括以下至少之一：仿真结果，目标设备的工作参数，用户操作信息，仿真算法的工况异常和算法故障，达到了对磨矿分级流程进行实时仿真和超市仿真的目的，进而解决了现有磨矿分级流程的仿真系统的通用性较差的技术问题，从而实现了为磨矿分级流程的精确稳定控制与故障预警提供帮助的技术效果。
[0018]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0019]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磨矿分级流程的仿真系统，其特征在于，包括：数据传输模块、边缘计算模块、仿真模块和数据存储和可视化模块，其中，所述数据传输模块，用于根据预设通信协议，将目标设备的工作参数发送给所述边缘计算模块和所述仿真模块，其中，所述目标设备包括：磨矿分级设备和仪表；所述边缘计算模块，用于利用预设算法对所述仪表的工作参数进行滤波，得到滤波后的工作参数，以及基于所述仪表的工作参数对所述仪表进行故障检测；所述仿真模块，用于利用用户的所述磨矿分级流程的组态配置、目标模型、所述滤波后的工作参数、所述磨矿分级设备的前一时刻状态值和所述磨矿分级设备的当前时刻状态值，对磨矿分级流程进行仿真，得到仿真结果，其中，所述目标模型包括：预设磨矿分级设备的动态模型、预设磨矿分级设备的稳态模型和用户自定义模型，所述仿真结果包括：实时仿真结果和/或超时仿真结果；所述数据存储和可视化模块，用于存储和显示目标参数，其中，所述目标参数包括：所述仿真结果，所述目标设备的工作参数，用户操作信息，仿真算法的工况异常和算法故障。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磨矿分级设备包括：碎矿设备、磨矿设备、分级设备和其他设备，其中，所述碎矿设备包括：圆锥破碎机，所述磨矿设备包括：半自磨机、球磨机和棒磨机，所述分级设备包括：旋流器、振动筛、螺旋分级机，所述其他设备包括：泵池和渣浆泵。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述仪表的工作参数包括：给矿量、给水量、渣浆泵变频器输出频率、渣浆泵电流、旋流器给矿流量、旋流器压力、旋流器浓度、泵池液位、球磨机振动信号、旋流器溢流粒度。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述仿真结果包括：碎矿设备和磨矿设备的填充粒度、浓度、总量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆凯，杨天皓，周俊武，宋涛，邹国斌，余刚，杨佳伟，赵建军，
申请(专利权)人：矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：