专利名称：选矿工艺设计辅助系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于选矿工艺设计过程中的计算机软件系统，尤其是能够通过结合选矿工艺工作中的流程设计、数据保存以及模拟计算，完成对整个选矿工艺流程的辅助设计工作。
背景技术：
选矿工艺设计与计算，是所有选矿设计的先行。它在一个完整的选矿项目中，起到一个承上启下的作用。它承接来自于选矿试验研究或选矿厂生产实践所提供的工艺数 据，经过选矿工艺设计与计算，又为下一步选矿厂建设设计提供设备选型、工艺控制、用水需求等等多方面的依据。可以说，选矿工艺设计来源于选矿试验研究，而其得出的结果又高于选矿试验研究，其设计应该说是模拟了以后选矿厂投产后的生产实践。从这个意义上来说，选矿工艺设计的准确性、合理性、调整灵活性对于选矿项目的设计有着非常重要的地位。在科学技术飞速发展的今天，计算机技术渗透到了各个领域，依靠其强大的计算功能可以对很多问题进行模拟，提供准确的数据对问题进行分析判断。选矿的过程无疑是个非常复杂的过程，往往其复杂不在于选矿过程本身，而在于矿石性质的千差万别，从这方面说，选矿工艺也将是一个不断调整优化的过程，所以，通过计算机技术，以实现选矿生产过程的模拟，通过输入改变后的原矿条件及工艺参数，可以迅速地反映出选矿过程的模拟结果，对于任何一个选矿工艺设计、管理人员都是非常希望实现的。
发明内容
本发明为了克服现有对选矿工艺流程的各类不足，提供了一整套完善的计算机软件系统，来帮助工艺设计人员，将成功经验通过一种新的技术手段反映出来，使其更加高效、优质、直观地展示出来。该系统的核心在于对于选矿工艺流程的设计过程，进行了数学模型的建立，将选矿工艺流程中所涉及的各类设备计算、流程模拟等工艺问题，提炼为计算机能够识别的数学模型，极大地方便了计算机技术对于选矿工艺流程设计的辅助设计及计算工作。同时，通过数学模型的建立，将选矿过程中所涉及的流程拓扑关系、流程数据库结构以及流程设计界面有机的结合到一起，形成一个完整的选矿工艺流程辅助设计系统。通过本发明提供的计算机软件系统，可以为工艺设计人员提供以下的功能
选矿工艺流程设计；
选矿工艺流程计算；
选矿工艺设备计算与选型；
选矿工艺流程图纸的出 可以灵活地展示某一个指标地变化带来整个工艺指标变化的过程，对选矿过程进行预测。首先，对于选矿工艺流程设计，本系统使用了成熟的流程设计器技术，提高了系统在选矿工艺流程设计阶段的上手度。本系统可以通过流程设计器技术，将现实中各种选矿工艺流程通过计算机技术描绘出来。其次，对于选矿工艺流程计算，本系统通过使用专门针对选矿所需而设计的数据库结构，来对计算过程中的各类数据进行保存。最重要的是，通过了独立开发和设计的一套拓扑关系获取算法，完成了流程拓扑关系的获取，奠定了计算基础。再次，在计算结果得出后，系统通过设备计算方法规则，将计算结果逆推，从而得到选矿过程中的各类设备的规格参数，从规格参数，指导实际的选矿选产工作。所以，本发明对于解决这些技术问题所采用的技术方案是
第一，根据工艺流程的设计标准，建立选矿数据库结构。针对原始矿石的指标，建立原始矿石的指标数据表，此表记录原始矿石的普式硬度，其中包括产率(%)，矿石量(t/h)， 重量浓度(%)，体积浓度(%)，液固比以及含水量(t/h)，因为实际的选矿过程，在一批矿石中，可能含有多种矿石种类，所以此表每条记录代表一种所包含的矿石信息，符合实际选矿的条件和要求。根据能量守恒定律，将选矿过程看作是一个整体，一定质量的矿石进入到选矿过程中，当达到平衡值时(现实中只能无限的趋近于这个理论值，必须人为设定一个平衡范围)，矿石的质量总体守恒，矿石不可能凭空产生或者消失。根据这一自然规律，建立流程守恒数据表，此表记录了每次选矿工艺流程所遵循的平衡标准及平衡范围，其中包括平衡范围(pubBalance),设计规模(publnput)。根据工艺流程中不同过程所涉及的有限种类的设备，为每种类型的设备建立设备数据表，此表记录了该类设备的设备参数、规格，比如针对破碎设备，我们设计如下表结构破碎产品最大粒度dmax、破碎机排矿口 i、筛孔形状系数K及筛分效率E，用来存储破碎设备的设备参数和规格，这些参数在计算中，将根据流程中规定的特定过程(闭路破碎或开路破碎)以及原始矿石的可碎性(易碎、难碎、中等易碎)，经过特定的公式(每种设备都有自己的计算公式，如破碎机在闭路破碎的过程中，dmax=i/K)进行计算，计算结果将为下一过程的计算提供基础数据。根据选矿工艺流程的设计标准，对于模拟计算的要求，模拟计算旨在计算每次物料通过各类设备后，所产生的若干种物理属性、化学属性的变化，所以，针对这个情况，建立通用的矿物属性表，此表记录了矿物即时的各类物理属性、化学属性的数据，如产率Y、重量浓度Cw、液固比R、含水量W、体积浓度Cv、矿石颗粒密度P、矿浆密度Pp、品位β、回收率ε。有了此表，可以有效监控物料通过每种流程后，性质的变化情况，此表记录下这些数据，便于下一步对这些数据的处理。根据选矿工艺流程的设计标准，对于整个选矿工艺流程来说，它是一个有序的拓扑结构，遵循一定的执行顺序和路径，依次进行的一种过程，要对整个选矿工艺流程进行计算，就必须严格按照这种拓扑顺序进行计算操作，为了将这种有序的拓扑结构存储为计算机可以识别的数据，建立选矿工艺流程计算拓扑关系表，此表通过科学的设计，记录了完整的选矿工艺流程中所涉及的每个步骤、过程的拓扑序列，如子过程编号(CDID)、父过程编号(CPDID)、子过程类型(CDType)、父过程类型(CPDType )、线路类型(LineType )。第二，建立独立的拓扑关系算法。将所有选矿工艺流程中的各类拓扑关系，统一抽象为两个设备之间的关系，也即一个工艺流程如破碎流程，它由若干破碎设备组成，每两个设备构成这个工艺流程的一个小的拓扑关系。基于两个设备的拓扑关系，因为选矿工艺流程是具有方向性的，也即矿物在选矿流程中是有行走方向的，我们将矿物所处的设备规定为“父级设备”，矿物所要到达的设备规定为“子级设备”。这样，每两个设备中，就有一对“子父级设备”，就像一根链条中的一个环节，有头有尾，形成一种链式的数据结构。基于这种链式的数据结构，将每两个设备组成的拓扑关系串联起来，就形成了一个完整的选矿工艺流程拓扑结构。由于选矿工艺流程的变化是基于流程中设备与设备之间连接关系的变化，这种变化发生的时机是在流程工艺设计的过程中，无论选矿工艺流程如何变化，最终，选矿工艺系统通过集成本发明设计的算法，均能在更改工艺流程后，获取到一个新的、完整的以及符合标准选矿工艺流程的拓扑关系，并将这个新的拓扑关系数据将指导下一步选矿工艺流程的模拟计算。第三，建立工艺流程的设计环境。对于选矿工艺流程来说，每一种工艺流程都可以概括的表示为流程图，所以，采用基于Visio制图技术的流程设计环境，极大地减轻了开发的难度。
图I是本发明的主界面图(红色部分叫做菜单栏绿色部分叫做工具栏)
图2是本发明的设计时截面图。图3是用于收集图纸信息的属性窗口。图4是位置窗口。
图5是新建功能窗口。图6是视图菜单
图7是项目情况菜单。图8是原矿信息菜单。图9是粒度特性计算器。
具体实施例方式 首先，将本发明安装至客户端机器，并运行，看到如图I所示的系统主界面。通过图5所示的新建功能窗口，新建一个设计图稿。新建功能用于新建一个图稿设计文件，只有当程序没有打开任何图稿的时候，我们才能使用“新建”功能.
其次，在新建的图纸中，将流程图设计完毕，如图2所示。红色的I号区域位于顶部标题栏，显示了当前图稿文件的物理地址。橘黄色的2号区域位于界面左侧，显示了当前加载到系统中的设备图信息。绿色的3号区域位于界面底部的状态栏，显示了当前图纸的相关信息。如果对于设计时终于到了试图定位的问题，可以通过图4所示的位置窗口，快速的定位当前屏幕位置，红色框表示现在屏幕所聚焦的图纸区域，在图纸过大，以至于不能全屏显示时，可以通过位置窗口功能，对图纸进行局域浏览、缩放功能，方便图纸的定位。再次，对图纸中的设备进行数据参数的设置，如图3所示，红色区域是该设备的名称，绿色区域是该作业的相关信息，需要人工手动的选择或者填写。填写完设备数据参数后，通过图8所示的原矿信息窗口，为本次流程所涉及的矿物设定矿物的物理及化学属性。完成数据的录入后，我们就将计算所需的数据信息存入到了我们设计好的数据库结构当中。通过独立的拓扑关系算法，从设计图纸中获取流程的拓扑关系数据，同样存放到设计好的数据库结构当中。最后，通过建立好的数学模型，将数据库中的数据拿出来，根据模型进行计算，并将最终结果存储到设计好的数据库结构当中。通过图7的项目情况窗口向用户展示最终的计算结果。在需要进行出图的时候，通过图6所示的视图选择菜单，它提供了一些选项，供用户设置系统该如何展现图纸。 ·
权利要求
1.选矿工艺流程辅助设计系统，在选矿工艺流程的设计、计算及出图过程中，辅助设计人员进行图纸设计，帮助设计人员进行流程模拟计算，最终将设计图纸连带计算结果信息打印出图，其特征在于通过对选矿工艺流程进行数学建模，用数学模型，指导设计了相关的数据库结构用于存储计算数据，建立了独立的拓扑关系获取算法，通过结合以上三种技术的运用，实现选矿工艺流程的计算和模拟。
2.根据权利要求I所述的数学模型，其特征是该数学模型通过对选矿工艺流程设计过程中的不断摸索，总结和归纳总结，得出一系列关于选矿过程中，各类设备的计算公式，各类流程的计算方法，经过再次抽象，用计算机语言进行表达。
3.根据权利要求I所述的数据库结构，其特征是数据库结构设计的思路来自于数学模型，数据库结构根据数学模型总结、归纳和抽象出来的规律，进行设计，满足符合普通意义上的选矿工艺流程的计算需求。
4.根据权利要求I所述的独立的拓扑关系获取算法，其特征是该算法独立于任何一个计算机程序，其作用在于获取各类以拓扑关系存在的实体对象的拓扑路径数据，将获取的数据保存在计算机内存中。
全文摘要
一种用于选矿工艺设计过程中的计算机软件系统，尤其是能够通过结合选矿工艺工作中的流程设计、数据保存以及模拟计算，完成对整个选矿工艺流程的辅助设计工作。
文档编号G06F17/50GK102902833SQ201110211860
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者张洪建, 范建炜, 范毅龙 申请人:昆明伯尔瑞科技开发有限公司, 昆明有色冶金设计研究院股份公司