Вестник Кольского научного центра РАН. 2014, №1.

Модель для определения более эффективной схемы и параметров процесса обогащения магнетитовых кварцитов была создана и исследована с использованием программных средств MODSIM [12]. Указанная программная среда поддерживает формирование рассчитывающей детальные массовые балансы модели технологической цепи из набора моделей обогатительного оборудования, соединяемых материальными потоками. Также инструментальные средства MODSIM предоставляют возможность интегрировать в модель технологической цепи, формируемую на основе априорно представленных в системе блоков, новые, созданные пользователем, модели аппаратов. Это весьма полезно как на стадии разработки технологической схемы обогащения, так и при использовании модели в контуре автоматизированного оперативного управления. Разработанная модель технологической схемы получения магнетитового концентрата на ДОФ ОАО «Олкон» [13] описывает следующие стадии процесса: измельчение в стержневой и шаровой мельницах, классификацию измельченного продукта и трехстадиальную магнитную сепарацию с использованием барабанных магнитных сепараторов. Модель позволяет ускоренно исследовать сложные производственные ситуации и принимать правильные решения по их ликвидации. Ее прогностические возможности существенно превосходят возможности используемых до настоящего времени расчетов по эмпирическим формулам. Вопросы, связанные с интеграцией разработанной технологии в действующие системы поддержки оперативного управления Модели обогатительных процессов и аппаратов, а также процедуры анализа больших объемов данных мониторинга обладают, как правило, высокой вычислительной сложностью. При этом разрабатываемая технология ориентирована на интеграцию средств прогнозирования процессов обогащения в действующие системы оперативного управления и мониторинга, аппаратной платформой которых являются рабочие станции на базе типовых персональных компьютеров. Добиться необходимой производительности в таком случае позволяет использование многопоточных графических процессоров (GPU - Graphical Processing Unit) для универсальных высокопроизводительных вычислений. Подобные решения уже используются в мировой практике не только для анализа и обработки изображений, но и для симуляции и прогнозирования различных процессов, а также решения инженерных задач высокой размерности. В рамках проекта проведены исследования по оценке соответствия реальных характеристик системы на основе GPU CUDA NVIDIA Tesla C2050 характеристикам, заявленным производителем. Исследовалась также производительность указанной системы по сравнению с системами, использующими только серийный центральный процессор [14]. GPU спроектирован таким образом, чтобы максимально эффективно решать задачу однотипной обработки множественных данных. Использование методов Data Minig для анализа данных мониторинга обогатительных процессов, моделей на основе нейронных сетей и математического аппарата многофазного многоскоростного континуума приводит к вычислительным задачам указанного типа. Для реализации поставленной задачи спроектирован и реализован программный модуль, позволяющий экспериментальным путем провести сравнительную оценку производительности центрального и графического процессоров. Отдельное внимание было уделено оценке совместного использования GPU и пакета прикладных программ для решения задач технических вычислений MatLab, поскольку этот пакет широко применяется для инженерных расчетов и моделирования. Результаты проведенных вычислительных экспериментов подтвердили, что использование графических процессоров общего назначения в рамках рабочих станций, интегрированных в контур оперативного контроля и управления процессами обогащения, во многих случаях может существенно повысить их вычислительную мощность. Однако для эффективной реализации вычислений, связанных с прогнозом динамики процесса, требуется выполнение определенной подготовительной работы, включая оценку структуры реализуемых алгоритмов и их оптимальную реализацию средствами специализированного языка. Стандартными средствами современных SCADA-систем в реальном времени решаются задачи обмена данными с устройствами связи с объектом, к которым относятся промышленные 21