一种基于分层处理的矿石破碎机控制系统、方法及介质与流程

本发明涉及自动化控制，尤其涉及一种基于分层处理的矿石破碎机控制系统、方法及介质。

背景技术：

1、矿产资源作为重要的非可再生资源，在国名经济发展中有着重要的地位，因此，需要对矿石进行合理处理，在矿石处理过程中，破碎机是一个重要的设备，用于将原始矿石从较大的块状物料破碎成更小的颗粒，破碎后的矿石颗粒尺寸对后续工艺过程和产品质量有很大影响。

2、现有的矿石破碎控制技术主要是根据整体矿石的特性进行调整和控制，从而实现对矿石的破碎。实际应用中，仅仅考虑整体矿石的特性，无法充分利用破碎机的处理能力，容易导致过度破碎或不足破碎的情况，需要通过破碎机对矿石进行多次破碎，从而对进行矿石破碎时的效率较低。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于分层处理的矿石破碎机控制系统、方法及介质，其主要目的在于解决进行矿石破碎机控制时的效率较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于分层处理的矿石破碎机控制系统，包括：

3、矿石特性数据采集模块、自适应控制函数生成模块、实时破碎趋势图生成模块、破碎操作参数控制模块及控制运行状态监测模块，其中，

4、所述矿石特性数据采集模块，用于采集矿石材料的特性数据，根据所述特性数据对所述矿石材料进行初步分层处理，得到矿石分层材料；

5、所述自适应控制函数生成模块，用于提取破碎机的初始破碎操作参数，根据所述初始破碎操作参数及预设的目标操作参数生成破碎机的自适应控制函数，其中根据所述初始破碎操作参数及预设的目标操作参数生成破碎机的自适应控制函数时，具体用于：提取所述初始破碎操作参数中机腔料位实时采样值，提取所述目标操作参数中机腔料位设定值；根据所述机腔料位实时采样值及所述机腔料位设定值生成闭环传递函数；当所述闭环传递函数满足预设的传递条件时，生成破碎机的自适应控制函数，其中自适应控制函数为：

6、

7、其中，y(ti)为在第i次第t时刻的实际机腔料位值，kp为比例常数，ki为积分常数，kd为微分常数，s(ti)为在第i次第t时刻的破碎机料位输入量，p(ti)为在第i次第t时刻的传输的破碎机输入量，δ为料位误差值，n为传递次数；

8、所述实时破碎趋势图生成模块，用于逐一按照所述初始破碎操作参数对所述矿石分层材料进行破碎操作，得到初始矿石破碎状态，根据所述初始矿石破碎状态生成实时破碎趋势图；

9、所述破碎操作参数控制模块，用于根据所述实时破碎趋势图筛选所述矿石分层材料中的目标优化矿石破碎材料，利用所述自适应控制函数对所述目标优化矿石破碎材料对应的初始破碎操作参数进行调控，得到调控最优破碎操作参数；

10、所述控制运行状态监测模块，用于实时监测所述调控最优破碎操作参数对应的目标矿石破碎状态，根据所述目标矿石破碎状态确定破碎机的控制运行状态。

11、可选地，所述矿石特性数据采集模块在根据所述特性数据对所述矿石材料进行初步分层处理，得到矿石分层材料时，具体用于：

12、提取所述特性数据中的矿石成分数据及矿石颗粒分布；

13、根据预设的矿石类别对所述矿石成分数据进行分类，得到矿石材料类别；

14、按照预设的颗粒分层等级对所述矿石颗粒分布进行颗粒分层，得到矿石分层材料。

15、可选地，所述自适应控制函数生成模块在根据所述机腔料位实时采样值及所述机腔料位设定值生成闭环传递函数时，具体用于：

16、根据所述机腔料位实时采样值及预设的矿石材料输入量计算对象实时传递函数，其中所述对象实时传递函数为：

17、

18、其中，为在第i次第t时刻的对象实时传递函数的输出值，为在第i次第t时刻的矿石材料输入量，为在第i次第t时刻的机腔料位实时采样值；

19、根据所述机腔料位设定值及预设的矿石材料输入量确定控制器传递函数；

20、将所述对象实时传递函数及所述控制器传递函数进行滞后补偿结合，得到闭环传递函数，其中所述闭环传递函数为：

21、

22、其中，为在第i次第t时刻的对象实时传递函数的输出值，为在第i次第t时刻的控制器传递函数的输出值。

23、可选地，所述实时破碎趋势图生成模块在逐一按照所述初始破碎操作参数对所述矿石分层材料进行破碎操作，得到初始矿石破碎状态时，具体用于：

24、对所述矿石分层材料进行破碎排序，得到破碎分层顺序；

25、逐一按照所述初始破碎操作参数及所述破碎分层顺序对所述矿石分层材料进行破碎，得到破碎机的矿石破碎分布情况；

26、根据所述矿石破碎分布情况生成初始矿石破碎状态。

27、可选地，所述实时破碎趋势图生成模块在根据所述初始矿石破碎状态生成实时破碎趋势图时，具体用于：

28、根据所述初始矿石破碎状态确定破碎状态值；

29、根据所述破碎状态值及预设的破碎属性数据计算破碎效率，其中破碎效率计算公式为：

30、

31、其中，cm为第m个矿石分层材料的破碎效率，为第m个矿石分层材料的破碎状态值，hm为第m个矿石分层材料对应的破碎属性数据中的破碎产量，em为第m个矿石分层材料对应的破碎属性数据中的破碎能耗，γm为第m个矿石分层材料的破碎指数；

32、逐一将所述破碎效率与所述矿石分层材料进行对应，得到二维对应列表；

33、根据所述二维对应列表生成实时破碎趋势图。

34、可选地，所述破碎操作参数控制模块在根据所述实时破碎趋势图筛选所述矿石分层材料中的目标优化矿石破碎材料时，具体用于：

35、根据所述实时破碎趋势图中的二维对应列表提取破碎效率；

36、选取所述破碎效率小于预设的破碎效率阈值对应的矿石分层材料作为目标优化矿石破碎材料。

37、可选地，所述破碎操作参数控制模块在利用所述自适应控制函数对所述目标优化矿石破碎材料对应的初始破碎操作参数进行调控，得到调控最优破碎操作参数时，具体用于：

38、根据所述机腔料位实时采样值及所述机腔料位设定值计算破碎机的自适应调整参数，其中自适应调整参数的计算公式为：

39、

40、其中，为在第i次第t时刻的自适应调整参数，为在第i次第t时刻的矿石材料输入量，为在第i次第t时刻的机腔料位实时采样值，为在第i次第t时刻的机腔料位设定值，γ为破碎指数，δ为常数；

41、提取所述目标优化矿石破碎材料的破碎参数，利用所述自适应控制函数根据所述破碎参数计算所述目标优化矿石破碎材料的实际目标机腔料位值；

42、计算所述自适应调整参数与所述实际目标机腔料料位值的料位差值；

43、当所述料位差值不等于预设的料位阈值时，根据所述自适应调整参数调控所述自适应控制函数中的初始破碎操作参数，得到调控最优破碎操作参数。

44、可选地，所述控制运行状态监测模块在实时监测所述调控最优破碎操作参数对应的目标矿石破碎状态时，具体用于：

45、按照所述调控最优破碎参数对矿石分层材料进行破碎，得到破碎指标；

46、根据所述破碎指标确定矿石分层材料的多维破碎参数；

47、将所述多维破碎参数进行加权融合，得到破碎融合值；

48、根据所述破碎融合值确定矿石分层材料的目标矿石破碎状态。

49、为了解决上述问题，本发明还提供一种基于分层处理的矿石破碎机控制方法，所述方法包括：

50、采集矿石材料的特性数据，根据所述特性数据对所述矿石材料进行初步分层处理，得到矿石分层材料；

51、破碎机的初始破碎操作参数，根据所述初始破碎操作参数及预设的目标操作参数生成破碎机的自适应控制函数，其中根据所述初始破碎操作参数及预设的目标操作参数生成破碎机的自适应控制函数时，具体用于：提取所述初始破碎操作参数中机腔料位实时采样值，提取所述目标操作参数中机腔料位设定值；根据所述机腔料位实时采样值及所述机腔料位设定值生成闭环传递函数；当所述闭环传递函数满足预设的传递条件时，生成破碎机的自适应控制函数，其中自适应控制函数为：

52、

53、其中，y(ti)为在第i次第t时刻的实际机腔料位值，kp为比例常数，ki为积分常数，kd为微分常数，s(ti)为在第i次第t时刻的破碎机料位输入量，p(ti)为在第i次第t时刻的传输的破碎机输入量，δ为料位误差值，n为传递次数；

54、逐一按照所述初始破碎操作参数对所述矿石分层材料进行破碎操作，得到初始矿石破碎状态，根据所述初始矿石破碎状态生成实时破碎趋势图；

55、根据所述实时破碎趋势图筛选所述矿石分层材料中的目标优化矿石破碎材料，利用所述自适应控制函数对所述目标优化矿石破碎材料对应的初始破碎操作参数进行调控，得到调控最优破碎操作参数；

56、实时监测所述调控最优破碎操作参数对应的目标矿石破碎状态，根据所述目标矿石破碎状态确定破碎机的控制运行状态。

57、为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个计算机程序，所述至少一个计算机程序被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于分层处理的矿石破碎机控制系统的运行方法。

58、本发明实施例通过采集矿石材料的特性数据，可以对矿石进行初步分层处理，将其按照不同特性进行分类，可以更好地了解矿石的性质和特点，为后续的破碎操作提供依据；：通过提取破碎机的初始破碎操作参数，并结合预设的目标操作参数，生成破碎机的自适应控制函数，可以根据实时的破碎状态和趋势来调整破碎机的操作参数，以达到更好的破碎效果和能耗控制；逐一按照初始破碎操作参数对矿石分层材料进行破碎操作，生成实时破碎趋势图，进而反映破碎效果和矿石颗粒的分布情况；根据实时破碎趋势图，可以筛选出目标优化矿石破碎材料，利用自适应控制函数对这些材料对应的初始破碎操作参数进行调控，以得到调控最优的破碎操作参数，从而实现针对不同矿石特性的最佳破碎效果，提高生产效率和产品质量；通过实时监测调控最优破碎操作参数对应的目标矿石破碎状态，可以确定破碎机的控制运行状态，如果目标矿石破碎状态与预期一致，表示调控最优破碎操作参数有效；如果不一致，可以及时调整参数或优化控制策略，以提高破碎效果和运行稳定性。因此本发明提出的基于分层处理的矿石破碎机控制系统、方法及介质，可以解决进行矿石破碎机控制时的效率较低的问题。