專利名稱：選礦工藝設(shè)計(jì)輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于選礦工藝設(shè)計(jì)過程中的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，尤其是能夠通過結(jié)合選礦工藝工作中的流程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)保存以及模擬計(jì)算，完成對(duì)整個(gè)選礦工藝流程的輔助設(shè)計(jì)工作。
背景技術(shù)：
選礦工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算，是所有選礦設(shè)計(jì)的先行。它在一個(gè)完整的選礦項(xiàng)目中，起到一個(gè)承上啟下的作用。它承接來自于選礦試驗(yàn)研究或選礦廠生產(chǎn)實(shí)踐所提供的工藝數(shù) 據(jù)，經(jīng)過選礦工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算，又為下一步選礦廠建設(shè)設(shè)計(jì)提供設(shè)備選型、工藝控制、用水需求等等多方面的依據(jù)?？梢哉f，選礦工藝設(shè)計(jì)來源于選礦試驗(yàn)研究，而其得出的結(jié)果又高于選礦試驗(yàn)研究，其設(shè)計(jì)應(yīng)該說是模擬了以后選礦廠投產(chǎn)后的生產(chǎn)實(shí)踐。從這個(gè)意義上來說，選礦工藝設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、合理性、調(diào)整靈活性對(duì)于選礦項(xiàng)目的設(shè)計(jì)有著非常重要的地位。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)滲透到了各個(gè)領(lǐng)域，依靠其強(qiáng)大的計(jì)算功能可以對(duì)很多問題進(jìn)行模擬，提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)對(duì)問題進(jìn)行分析判斷。選礦的過程無(wú)疑是個(gè)非常復(fù)雜的過程，往往其復(fù)雜不在于選礦過程本身，而在于礦石性質(zhì)的千差萬(wàn)別，從這方面說，選礦工藝也將是一個(gè)不斷調(diào)整優(yōu)化的過程，所以，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)選礦生產(chǎn)過程的模擬，通過輸入改變后的原礦條件及工藝參數(shù)，可以迅速地反映出選礦過程的模擬結(jié)果，對(duì)于任何一個(gè)選礦工藝設(shè)計(jì)、管理人員都是非常希望實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有對(duì)選礦工藝流程的各類不足，提供了一整套完善的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，來幫助工藝設(shè)計(jì)人員，將成功經(jīng)驗(yàn)通過一種新的技術(shù)手段反映出來，使其更加高效、優(yōu)質(zhì)、直觀地展示出來。該系統(tǒng)的核心在于對(duì)于選礦工藝流程的設(shè)計(jì)過程，進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的建立，將選礦工藝流程中所涉及的各類設(shè)備計(jì)算、流程模擬等工藝問題，提煉為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)學(xué)模型，極大地方便了計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于選礦工藝流程設(shè)計(jì)的輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算工作。同時(shí)，通過數(shù)學(xué)模型的建立，將選礦過程中所涉及的流程拓?fù)潢P(guān)系、流程數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)以及流程設(shè)計(jì)界面有機(jī)的結(jié)合到一起，形成一個(gè)完整的選礦工藝流程輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。通過本發(fā)明提供的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，可以為工藝設(shè)計(jì)人員提供以下的功能
選礦工藝流程設(shè)計(jì)；
選礦工藝流程計(jì)算；
選礦工藝設(shè)備計(jì)算與選型；
選礦工藝流程圖紙的出 可以靈活地展示某一個(gè)指標(biāo)地變化帶來整個(gè)工藝指標(biāo)變化的過程，對(duì)選礦過程進(jìn)行預(yù)測(cè)。首先，對(duì)于選礦工藝流程設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)使用了成熟的流程設(shè)計(jì)器技術(shù)，提高了系統(tǒng)在選礦工藝流程設(shè)計(jì)階段的上手度。本系統(tǒng)可以通過流程設(shè)計(jì)器技術(shù)，將現(xiàn)實(shí)中各種選礦工藝流程通過計(jì)算機(jī)技術(shù)描繪出來。其次，對(duì)于選礦工藝流程計(jì)算，本系統(tǒng)通過使用專門針對(duì)選礦所需而設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，來對(duì)計(jì)算過程中的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。最重要的是，通過了獨(dú)立開發(fā)和設(shè)計(jì)的一套拓?fù)潢P(guān)系獲取算法，完成了流程拓?fù)潢P(guān)系的獲取，奠定了計(jì)算基礎(chǔ)。再次，在計(jì)算結(jié)果得出后，系統(tǒng)通過設(shè)備計(jì)算方法規(guī)則，將計(jì)算結(jié)果逆推，從而得到選礦過程中的各類設(shè)備的規(guī)格參數(shù)，從規(guī)格參數(shù)，指導(dǎo)實(shí)際的選礦選產(chǎn)工作。所以，本發(fā)明對(duì)于解決這些技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
第一，根據(jù)工藝流程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建立選礦數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。針對(duì)原始礦石的指標(biāo)，建立原始礦石的指標(biāo)數(shù)據(jù)表，此表記錄原始礦石的普式硬度，其中包括產(chǎn)率(%)，礦石量(t/h)， 重量濃度(%)，體積濃度(%)，液固比以及含水量(t/h)，因?yàn)閷?shí)際的選礦過程，在一批礦石中，可能含有多種礦石種類，所以此表每條記錄代表一種所包含的礦石信息，符合實(shí)際選礦的條件和要求。根據(jù)能量守恒定律，將選礦過程看作是一個(gè)整體，一定質(zhì)量的礦石進(jìn)入到選礦過程中，當(dāng)達(dá)到平衡值時(shí)(現(xiàn)實(shí)中只能無(wú)限的趨近于這個(gè)理論值，必須人為設(shè)定一個(gè)平衡范圍)，礦石的質(zhì)量總體守恒，礦石不可能憑空產(chǎn)生或者消失。根據(jù)這一自然規(guī)律，建立流程守恒數(shù)據(jù)表，此表記錄了每次選礦工藝流程所遵循的平衡標(biāo)準(zhǔn)及平衡范圍，其中包括平衡范圍(pubBalance),設(shè)計(jì)規(guī)模(publnput)。根據(jù)工藝流程中不同過程所涉及的有限種類的設(shè)備，為每種類型的設(shè)備建立設(shè)備數(shù)據(jù)表，此表記錄了該類設(shè)備的設(shè)備參數(shù)、規(guī)格，比如針對(duì)破碎設(shè)備，我們?cè)O(shè)計(jì)如下表結(jié)構(gòu)破碎產(chǎn)品最大粒度dmax、破碎機(jī)排礦口 i、篩孔形狀系數(shù)K及篩分效率E，用來存儲(chǔ)破碎設(shè)備的設(shè)備參數(shù)和規(guī)格，這些參數(shù)在計(jì)算中，將根據(jù)流程中規(guī)定的特定過程(閉路破碎或開路破碎)以及原始礦石的可碎性(易碎、難碎、中等易碎)，經(jīng)過特定的公式(每種設(shè)備都有自己的計(jì)算公式，如破碎機(jī)在閉路破碎的過程中，dmax=i/K)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果將為下一過程的計(jì)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)選礦工藝流程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于模擬計(jì)算的要求，模擬計(jì)算旨在計(jì)算每次物料通過各類設(shè)備后，所產(chǎn)生的若干種物理屬性、化學(xué)屬性的變化，所以，針對(duì)這個(gè)情況，建立通用的礦物屬性表，此表記錄了礦物即時(shí)的各類物理屬性、化學(xué)屬性的數(shù)據(jù)，如產(chǎn)率Y、重量濃度Cw、液固比R、含水量W、體積濃度Cv、礦石顆粒密度P、礦漿密度Pp、品位β、回收率ε。有了此表，可以有效監(jiān)控物料通過每種流程后，性質(zhì)的變化情況，此表記錄下這些數(shù)據(jù)，便于下一步對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理。根據(jù)選礦工藝流程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于整個(gè)選礦工藝流程來說，它是一個(gè)有序的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，遵循一定的執(zhí)行順序和路徑，依次進(jìn)行的一種過程，要對(duì)整個(gè)選礦工藝流程進(jìn)行計(jì)算，就必須嚴(yán)格按照這種拓?fù)漤樞蜻M(jìn)行計(jì)算操作，為了將這種有序的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存儲(chǔ)為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)據(jù)，建立選礦工藝流程計(jì)算拓?fù)潢P(guān)系表，此表通過科學(xué)的設(shè)計(jì)，記錄了完整的選礦工藝流程中所涉及的每個(gè)步驟、過程的拓?fù)湫蛄?，如子過程編號(hào)(CDID)、父過程編號(hào)(CPDID)、子過程類型(CDType)、父過程類型(CPDType )、線路類型(LineType )。第二，建立獨(dú)立的拓?fù)潢P(guān)系算法。將所有選礦工藝流程中的各類拓?fù)潢P(guān)系，統(tǒng)一抽象為兩個(gè)設(shè)備之間的關(guān)系，也即一個(gè)工藝流程如破碎流程，它由若干破碎設(shè)備組成，每?jī)蓚€(gè)設(shè)備構(gòu)成這個(gè)工藝流程的一個(gè)小的拓?fù)潢P(guān)系。基于兩個(gè)設(shè)備的拓?fù)潢P(guān)系，因?yàn)檫x礦工藝流程是具有方向性的，也即礦物在選礦流程中是有行走方向的，我們將礦物所處的設(shè)備規(guī)定為“父級(jí)設(shè)備”，礦物所要到達(dá)的設(shè)備規(guī)定為“子級(jí)設(shè)備”。這樣，每?jī)蓚€(gè)設(shè)備中，就有一對(duì)“子父級(jí)設(shè)備”，就像一根鏈條中的一個(gè)環(huán)節(jié)，有頭有尾，形成一種鏈?zhǔn)降臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?；谶@種鏈?zhǔn)降臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將每?jī)蓚€(gè)設(shè)備組成的拓?fù)潢P(guān)系串聯(lián)起來，就形成了一個(gè)完整的選礦工藝流程拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于選礦工藝流程的變化是基于流程中設(shè)備與設(shè)備之間連接關(guān)系的變化，這種變化發(fā)生的時(shí)機(jī)是在流程工藝設(shè)計(jì)的過程中，無(wú)論選礦工藝流程如何變化，最終，選礦工藝系統(tǒng)通過集成本發(fā)明設(shè)計(jì)的算法，均能在更改工藝流程后，獲取到一個(gè)新的、完整的以及符合標(biāo)準(zhǔn)選礦工藝流程的拓?fù)潢P(guān)系，并將這個(gè)新的拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)將指導(dǎo)下一步選礦工藝流程的模擬計(jì)算。第三，建立工藝流程的設(shè)計(jì)環(huán)境。對(duì)于選礦工藝流程來說，每一種工藝流程都可以概括的表示為流程圖，所以，采用基于Visio制圖技術(shù)的流程設(shè)計(jì)環(huán)境，極大地減輕了開發(fā)的難度。


圖I是本發(fā)明的主界面圖(紅色部分叫做菜單欄綠色部分叫做工具欄)
圖2是本發(fā)明的設(shè)計(jì)時(shí)截面圖。圖3是用于收集圖紙信息的屬性窗口。圖4是位置窗口。
圖5是新建功能窗口。圖6是視圖菜單
圖7是項(xiàng)目情況菜單。圖8是原礦信息菜單。圖9是粒度特性計(jì)算器。
具體實(shí)施例方式 首先，將本發(fā)明安裝至客戶端機(jī)器，并運(yùn)行，看到如圖I所示的系統(tǒng)主界面。通過圖5所示的新建功能窗口，新建一個(gè)設(shè)計(jì)圖稿。新建功能用于新建一個(gè)圖稿設(shè)計(jì)文件，只有當(dāng)程序沒有打開任何圖稿的時(shí)候，我們才能使用“新建”功能.
其次，在新建的圖紙中，將流程圖設(shè)計(jì)完畢，如圖2所示。紅色的I號(hào)區(qū)域位于頂部標(biāo)題欄，顯示了當(dāng)前圖稿文件的物理地址。橘黃色的2號(hào)區(qū)域位于界面左側(cè)，顯示了當(dāng)前加載到系統(tǒng)中的設(shè)備圖信息。綠色的3號(hào)區(qū)域位于界面底部的狀態(tài)欄，顯示了當(dāng)前圖紙的相關(guān)信息。如果對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)終于到了試圖定位的問題，可以通過圖4所示的位置窗口，快速的定位當(dāng)前屏幕位置，紅色框表示現(xiàn)在屏幕所聚焦的圖紙區(qū)域，在圖紙過大，以至于不能全屏顯示時(shí)，可以通過位置窗口功能，對(duì)圖紙進(jìn)行局域?yàn)g覽、縮放功能，方便圖紙的定位。再次，對(duì)圖紙中的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)的設(shè)置，如圖3所示，紅色區(qū)域是該設(shè)備的名稱，綠色區(qū)域是該作業(yè)的相關(guān)信息，需要人工手動(dòng)的選擇或者填寫。填寫完設(shè)備數(shù)據(jù)參數(shù)后，通過圖8所示的原礦信息窗口，為本次流程所涉及的礦物設(shè)定礦物的物理及化學(xué)屬性。完成數(shù)據(jù)的錄入后，我們就將計(jì)算所需的數(shù)據(jù)信息存入到了我們?cè)O(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中。通過獨(dú)立的拓?fù)潢P(guān)系算法，從設(shè)計(jì)圖紙中獲取流程的拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)，同樣存放到設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中。最后，通過建立好的數(shù)學(xué)模型，將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)拿出來，根據(jù)模型進(jìn)行計(jì)算，并將最終結(jié)果存儲(chǔ)到設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中。通過圖7的項(xiàng)目情況窗口向用戶展示最終的計(jì)算結(jié)果。在需要進(jìn)行出圖的時(shí)候，通過圖6所示的視圖選擇菜單，它提供了一些選項(xiàng)，供用戶設(shè)置系統(tǒng)該如何展現(xiàn)圖紙。 ·
權(quán)利要求
1.選礦工藝流程輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在選礦工藝流程的設(shè)計(jì)、計(jì)算及出圖過程中，輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行流程模擬計(jì)算，最終將設(shè)計(jì)圖紙連帶計(jì)算結(jié)果信息打印出圖，其特征在于通過對(duì)選礦工藝流程進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，用數(shù)學(xué)模型，指導(dǎo)設(shè)計(jì)了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)用于存儲(chǔ)計(jì)算數(shù)據(jù)，建立了獨(dú)立的拓?fù)潢P(guān)系獲取算法，通過結(jié)合以上三種技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)選礦工藝流程的計(jì)算和模擬。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)學(xué)模型，其特征是該數(shù)學(xué)模型通過對(duì)選礦工藝流程設(shè)計(jì)過程中的不斷摸索，總結(jié)和歸納總結(jié)，得出一系列關(guān)于選礦過程中，各類設(shè)備的計(jì)算公式，各類流程的計(jì)算方法，經(jīng)過再次抽象，用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行表達(dá)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，其特征是數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路來自于數(shù)學(xué)模型，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)根據(jù)數(shù)學(xué)模型總結(jié)、歸納和抽象出來的規(guī)律，進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足符合普通意義上的選礦工藝流程的計(jì)算需求。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獨(dú)立的拓?fù)潢P(guān)系獲取算法，其特征是該算法獨(dú)立于任何一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，其作用在于獲取各類以拓?fù)潢P(guān)系存在的實(shí)體對(duì)象的拓?fù)渎窂綌?shù)據(jù)，將獲取的數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中。
全文摘要
一種用于選礦工藝設(shè)計(jì)過程中的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，尤其是能夠通過結(jié)合選礦工藝工作中的流程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)保存以及模擬計(jì)算，完成對(duì)整個(gè)選礦工藝流程的輔助設(shè)計(jì)工作。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102902833SQ201110211860
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者張洪建, 范建煒, 范毅龍 申請(qǐng)人:昆明伯爾瑞科技開發(fā)有限公司, 昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司