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磨矿过程是选矿过程中的关键工序,其主要任务是将矿石经过研磨和分级作用,来实现将矿物和脉石解离,使矿石颗粒由大变小,满足生产指标的要求,为后续的选别工序创造条件。该过程具有多变量、强耦合、强非线性、运行工况时变、关键参数无法在线测量等综合复杂性,其控制、优化和软测量技术的研究具有重要意义。为了降低现场调试的成本和风险,在实验室中建立磨矿过程仿真实验系统具有重要的现实意义。本文在东北大学流程工业综合自动化研究中心国家973计划项目《复杂生产制造过程一体化控制理论与技术基础研究》课题的支持下,进行了面向磨矿过程仿真平台的模型软件的设计与开发。本文主要完成了如下工作:(1)本文采用序贯模块法实现磨矿过程的仿真模拟。对磨矿过程一段球磨机和分级机之间,二段球磨机和泵池之间存在的循环回路进行切割,从而确定了单元模块模型的求解顺序。基于磨矿动力学和物料平衡原理建立了主体设备模型和辅助过程模型等单元模块模型。其中,主体设备模型包括:一段球磨机模型、螺旋分级机模型、泵池模型、二段球磨机模型以及旋流器模型,辅助过程模型包括:球磨机给矿模型、球磨机给水模型、分级机补加水模型、泵池补加水模型以及旋流器给矿模型。(2)本文选用自动化中心自主研发的面向一体化控制理论与技术研究的磨矿过程仿真平台软件作为开发平台,在磨矿过程单元模块模型的基础上,设计并开发了磨矿过程仿真模型软件,主要内容包括单元模型模块、模型解算算法模块、收敛模块以及主程序模块的设计与开发,人机界面设计与开发以及通讯接口的设计与开发。该软件具有过程动态仿真、参数设置、仿真进程控制、趋势显示、外部通讯、控制方式选择以及超实时仿真等功能。(3)在磨矿过程仿真模型软件上进行正常工况和异常工况下的开环动态特性实验研究,从磨矿过程机理角度验证了模型的正确性。通过以上实验以及模型软件通讯模块功能测试实验,验证了磨矿过程模型软件的有效性。