В горной промышленности для достижения высоких экономических показателей, улучшения условия труда и повышения производительности внедряют различные виды автоматизации технологических процессов.[1]

Теория автоматического управления и ее современные приложения предлагают все новые и новые теоретические возможности совершенствования автоматических систем регулирования и управления, в том числе, использование моделей технологического объекта управления в составе автоматической системы управления технологическим процессом, методов нейро-нечеткого управления и др.[2, 3, 4]

Нечеткая логика позволяет обрабатывать неопределенные условия и ситуации, используя ассоциативные понятия человека – лингвистические термины. Нечеткая логика основывается на ряде правил, в которых условия сформированы терминами нечетких лингвистических переменных, соответствующие численным значениям входной переменной системы нечеткого вывода.[2, 4]

Применение нечетких логических систем в различных отраслях промышленности является высокоэффективным направлением развития современных предприятий, при этом, не заменяя обычной техники управления, а дополняя ее методологией реализации стратегий многосвязного управления.[3, 4, 5, 6]

В процессе обогащения ПИ дробление является трудоемким процессом, который требует большого расхода энергии и способствует быстрым износу деталей машин. Поэтому является целесообразным внедрение нечеткой логики в процесс дробления горной породы для уменьшения расхода энергии, улучшения условий труда и, тем самым, улучшения экономических показателей. [7, 8]

Нами разработана математическая модель на основе теории нечетких множеств (ТНМ) по регулированию скорости вращения двигателя в зависимости от параметров уровня наполненности пасти дробилки и класса крупности кусков руды.

Разработка системы производилась в математической системе MATLAB с использованием Fuzzy Logic Toolbox (пакет нечеткой логики). Модель (рисунок 1) содержит 2 входных лингвистических переменных: уровень наполненности пасти дробилки и класс крупности кусков руды, базу логических правил и одну выходную лингвистическую переменную – скорость вращения двигателя пластинчатого питателя.

Данные входные переменные выбраны для реализации всего потенциала дробильной установки и экономии электроэнергии. Регулирование скорости вращения двигателя пластинчатого питателя позволяет поддерживать необходимый уровень наполненности пасти дробильной установки. Это, в свою очередь, позволяет выгодно использовать дробильную установку.

Рисунок 1 – Модель нечеткой логики управления щековой дробилки

Для поддержания уровня наполненности пасти дробилки были написаны правила нечеткой логики (табл.1), где наполненность подразделяется на 3 уровня: высокий, средний, низкий. Крупность на 3 класса: первый, второй, третий. Скорость вращения двигателя на 5 различных позиций: низкая, ниже средней, средняя, выше средней, высокая. Правила были сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Правила для создания нечеткой логики

Таблица 2 – Параметры входных переменных

В результате была получена система (рис. 2) нечеткого управления щековой дробилки ЩДП-15×21

Рисунок 2 – Система нечеткого управления

Смоделирован вариант (рис.2), при котором класс крупности куска породы – 575мм и уровень наполненности пасти –2350мм. В этом случае, принадлежности термов на основе обычных исходных данных для первой входной лингвистической переменной приводит к значению 506мм для терма «средняя», а второй лингвистической переменной приводит к значению истинности 2460мм для терма «2й». Выходная переменная в этом случае будет равна терму «средняя» 950 об/мин.

В результате был получен трехмерный график, на котором видна зависимость скорости вращения двигателя пластинчатого питателя от класса крупности породы и уровня наполненности пасти дробилки (рис.3)

Рисунок 3- Трехмерная модель нечеткого управления дробильной установкой

На основе полученных результатов проанализированы режимы работы дробильной установки и выбраны оптимальные режимы, которые способствуют экономии электроэнергии, повышению эффективности дробления и улучшению условий труда.

1. Автоматизация процесса двухстадийного дробления // http://www.promserv.ru/ URL: http://www.promserv.ru/information/103 (дата обращения: 14.12.2016).
2. Новиков С.И., Шахнович В.Р., Сафронов А.В. Методы нечеткой логики в задачах автоматизации тепловых процессов электростанций // Вестник ИГЭУ. – 2010. – №4. – С. 72-75.
3. Великанов В. С., Сафин Г. Г., Абдрахманов А. А., Шабанов А. А., Махмудова С. Н., Абдуллин Р. А., Тугузов А. С. Разработка нечеткой модели в среде Matlab fuzzy logic toolbox для оценки условий труда на рабочих местах работников горной промышленности // Современные наукоемкие технологии. 2015. №2 С.19-24.
4. Великанов В.С., Исмагилов К.В., Шарипов Р.Х. Оценка факторов влияющих на эффективность функционирования горных машин и комплексов с использованием среды MATLAB FUZZY LOGIC TOOLBOX // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности сборник докладов ХI международной научно-технической конференции Чтения памяти В.Р. Кубачека. – Екатеринбург: Уральский государственный горный университет, 2013.  – С. 315-318.
5. Абдрахманов А.А., Сафин Г.Г., Габитов И.А., Титанов А.В., Чернухин С.А., Великанов В.С. Квалификация персонала как инструмент в повышении эффективности эксплуатации карьерных экскаваторов // Современные наукоемкие технологии. – 2015. – № 12-2. –С. 193-198; URL: https://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=35236 (дата обращения: 14.12.2016).
6. Вильданов Р.Г., Исхаков Р.Р. Способ обработки дефектоскопической информации на основе нейронных сетей. // Повышение надежности и энергоэффективности электротехнических систем и комплексов: межвузовский сборник научных трудов / Под ред.: В.А. Шабанова и др. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2014. – С. 187-188.
7. Чернухин С. А., Абдуллин Р. А., Абдрахманов А. А., Сафин Г. Г. Обзор конструкций и область применения дробилок // Молодой ученый . – 2015. – №22 (102) . – С. 202-206.
8. Гришин И.А., Исмагилов К.В., Великанов В.С. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ по курсам: «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК», «ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК». – Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова , 2015. – 68 с.

Все статьи автора «Абдрахманов Азат Ахтямович»