Search Results

You are looking at 1 - 4 of 4 items for

  • Author: Roman Kaula x
Clear All Modify Search
Open access

Krystian Kalinowski and Roman Kaula

Abstract

Parameters of flotation kinetics model with a gamma and a triangular distribution have been determined based on the batch coal flotation experiments. Analyses were carried out at different values of the intensity of aeration air. The results of example analyses are presented in tables and graphs form. It follows from the carried out study on the mathematical models of flotability coefficient distribution of particles of examined coal samples that the triangular distribution model is statistical equivalent to the gamma flotability distribution. The assumption of the triangular distribution enables determination of the density function of distribution of fraction in the industrial flotation machines. Knowledge of this function will allow better evaluation of the phenomena occurring in the process of enrichment. It may be one of the basic information used in the supervisory control system.

Open access

Krystian Kalinowski and Roman Kaula

Abstract

In the theory and a simulation technique of a coal flotation process a density function of a distribution of particles flotability is widely used. The characteristics of this type in the design of the flotation circuits as well as to optimize of the settings of the industrial flotation machines may be used. The density function of the distribution of the fraction f (k) based on the kinetics experiments to measure the recovery of material as a function of time in the laboratory flotation machines (in the batch coal flotation process) is determined. The problems of the determining of the flotability spectrum are relatively well resolved. An important problem is the determination of the concentrate quality. The concentrate quality directly depends on the ash content in the concentrate. In the paper a mathematical model of the separation of the mass of ash at the process of the kinetics of the batch flotation has been proposed. The research at different values of the air flow rate was carried out. The results of the analyses in tables and graphs are shown. The static characteristics of the single-cell of the flow flotation machine based on the characteristics of the distribution density of the fraction f (k) and the distribution of the ash content ak(k) were determined. Knowledge of these relationships will allow for a better assessment of the phenomena occurring in the enrichment process. This may be one of the basic information used in the supervisory control system of the flotation process.

Open access

ROMAN KAULA

Streszczenie

Jednym z podstawowych zadań układów regulacji procesów wzbogacania węgla jest stabilizacja parametrów jakościowych na zadanym poziomie. Sterowanie procesów technologicznych wzbogacania węgla odbywa się w obecności szeregu zakłóceń. Zatem istotnym problemem jest wybór regulatora odpornego na różnorodne zakłócenia. Regulatory PI oraz PID są stosowane w wielu procesach przemysłowych. Szerokie zastosowanie tych regulatorów wynika z wielu zalet, którymi się charakteryzują. Najważniejsze z nich to dobre właściwości kompensacji zakłoceń występujących w procesach przemysłowych oraz prosta budowa tych regulatorów (a zatem łatwa implementacja). Wybór struktury PI albo PID regulatora zależy od właściwości dynamicznych sterowanego procesu, zakłoceń oddziałujących na ten proces oraz wymagań stawianych układowi regulacji. Ze względu na szereg zakłóceń występujących w procesach przeróbczych węgla stosowanie członu różniczkującego regulatora PID powinno być ograniczone, na przykład do stabilizacji wybranych parametrów w sterowaniu lokalnym. Celowym rozwiązaniem wydaje się zastosowanie struktury PI regulatora w układzie regulacji. Nie mniej ważnym zagadnieniem w regulacji procesu jest dobór nastaw regulatora. W wielu metodach doboru nastaw regulatora wykorzystuje się charakterystyki dynamiczne sterowanego procesu (model dynamiczny obiektu sterowania). Opis właściwości dynamicznych procesu za pomocą modelu matematycznego jest pomocny przy projektowaniu układu sterowania. Różne procesy charakteryzujyce się takimi samymi właściwościami dynamicznymi można opisać modelem dynamicznym o takiej samej strukturze, różniącym się tylko wartościami parametrów. Takie podejście daje możliwość zastosowania tego samego typu regulatora w układach regulacji różnych procesów przemysłowych. Odnosi się to także do wielu procesów wzbogacania węgla.

Wyniki badań dotyczących dynamiki procesu flotacji węgla były przedstawione w wielu pracach (Joostberens 2011; Kalinowski 1991; Kalinowski i Kaula 2000). Na ich podstawie można stwierdzić, że dynamika procesu flotacji dla obiektu o jednym wejściu sterującym (natężenie przepływu odczynnika flotacyjnego) oraz jednym wyjściu (zawartość popiołu w odpadach flotacyjnych), może być przedstawiona za pomocą modelu o właściwościach elementu inercyjnego z opóźnieniem czasowym. Przyjmuje się, że funkcje przejścia podstawowych sygnałów osadzarki można także opisać za pomocą elementu inercyjnego pierwszego rzędu z opóźnieniem (Cierpisz 1980, 2012). Na przykład charakterystykę dynamiczną strefy odbioru produktu dolnego. Wielkością wyjściową jest gęstość rozdziału w osadzarce natomiast wielkością wejściową natężenie przepływu produktu dolnego. Analogicznego opisu można dokonać w procesie produkcji mieszanek węgla z dwóch składników: koncentratu o określonej zawartości popiołu i węgla surowego. W układzie tym wielkością wyjściową jest zawartość popiołu w mieszance, a wielkością wejściową natężenie przepływu węgla surowego. Z punktu widzenia dynamiki omawiany układ technologiczny (Cierpisz 2003) jest szeregowym połączeniem członu inercyjnego (odpowiednio dozowane składniki mieszanki) i opóźnienia transportowego (transport materiału na przenośniku taśmowym).

W artykule przedstawiono trzy metody doboru nastaw regulatora PI układów regulacji procesów wzbogacania węgla charakteryzujących się właściwościami dynamicznymi obiektu inercyjnego z opóźnieniem. Dokonano porównania wyników regulacji stabilizacyjnej dla nastaw regulatora PI, wyznaczonych: klasyczną metodą Zieglera-Nicholsa (ZN), metodą redukcji stałej czasowej z warunkiem dotyczącym przebiegu wielkości regulowanej (R) oraz metodą bezpośrednią z warunkiem na zapas fazy (B). Sposób wyznaczenia nastaw regulatora PI metodą redukcji stałej czasowej (R) został szczegółowo omówiony w pracy (Cierpisz i Kaula 2013). Parametry regulatora PI metodą bezpośrednią (B) zostały wyznaczone według algorytmu szczegółowo opisanego w artykule. Rozważania przeprowadzono dla różnych parametrów obiektu, na podstawie odpowiedzi układu regulacji dla stałej wartości wielkości zadanej. W podsumowaniu dokonano oceny rozpatrywanych metod doboru w odniesieniu do wybranych wskaźnikow jakości regulacji.

Open access

Adam Heyduk, Krystian Kalinowski, Roman Kaula and Joachim Pielot

Abstract

The paper presents some issues related to the control of fatigue test machines based on W(t) parameter taking into account the simultaneous interaction of stress and strain. This parameter is defined as a product of these values. Such a research method represents a new approach in fatigue testing with an innovative control system. Because of the W(t) function characteristics, the system presents nonlinear behavior and there is a significant deterioration of the control quality and the controlled signal significantly differs from the reference signal waveform. This problem can be solved by introducing a nonlinear block into the feedback loop. Fatigue tests have been carried out for sinusoidal and randomized reference signal waveforms. These tests have proved that the controlled signal follows reference values with an appropriate control quality.