CN107085442A - 一种球磨机磨矿浓度自动控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，涉及球磨机磨矿浓度控制领域，一种闭环的球磨机磨矿浓度自动控制装置包括：球磨机(1)，球磨机(1)具有控制执行机构(11)，控制执行机构(11)与传感检测机构(12)连接，传感检测机构(12)与浓度自动控制器(2)连接；传感检测机构(12)，用于采集所述控制执行机构(11)的电流信号和/或电压信号；浓度自动控制器(2)，根据电流信号和/或所述电压信号对控制执行机构(11)进行给料的闭环控制。以及一种开环和一种闭环与开环相结合的球磨机磨矿浓度自动控制装置。解决运行状态和参数不稳定的缺点，运行参数始终没有处于最佳状态的问题。
Description
技术领域
本发明涉及球磨机磨矿浓度控制领域，具体说是一种球磨机磨矿浓度自动控制装置。
背景技术
球磨机磨矿浓度控制是磨矿工艺中最重要工艺控制环节，它对磨矿效率，以至于最终磨矿成本关系重大；目前，球磨机磨矿浓度控制，全部依靠当班工人凭经验观察球磨机主电机运行电流，听球磨机运行声音来判断球磨机内部大概运行情况，从而手动调节给料量及后水量，实现对磨矿浓度的粗略控制。
目前的球磨机磨矿浓度控制主要缺点如下：
1、由于现场当班工人要不停地巡视车间内所有相关设备的运行状况，不能同定观察调整这一台球磨机的运行状态，因此球磨机磨矿浓度经常处于失控状态，例如：胀肚、缺料、空磨等，人为因素敏感。
2、每个工人技术水平及责任心不同，造成对球磨机运行状态的管控水平不同。
3、靠人为经验判断，来调整运行状态，参数不稳定，做不到运行参数始终处于最佳状态。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，以解决运行状态和参数不稳定的缺点，运行参数始终没有处于最佳状态的问题。
第一方面，本发明提供一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用闭环控制，包括：球磨机：
所述球磨机具有控制执行机构，所述控制执行机构与传感检测机构连接，所述传感检测机构与浓度自动控制器连接；
所述传感检测机构，用于采集所述控制执行机构的电流信号和/或电压信号；
所述浓度自动控制器，根据所述电流信号和/或所述电压信号对所述控制执行机构进行给料的闭环控制。
优选地，所述控制执行机构，包括：
给料器电机；
所述给料器电机，通过所述浓度自动控制器调整所述给料器电机的电流值和电压值对所述球磨机进行给料。
优选地，所述控制执行机构，包括：
给料器电机，以及
变频器；
所述变频器，分别与所述给料器电机和所述浓度自动控制器连接；
所述浓度自动控制器，通过所述变频器对所述给料器电机进行频率调节，进而对所述球磨机进行给料进行控制。
优选地，所述浓度自动控制器具有人机交互单元；
所述传感检测机构，还用于采集所述控制执行机构的电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值，所述电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值显示在所述人机交互单元上，通过所述人机交互单元根据所述电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值设定最佳运行区间参数。
第二方面，本发明提供一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用开环控制，包括：球磨机：
所述球磨机的外壁或者所述球磨机的轴承座上具有传感检测机构，所述传感检测机构与浓度自动控制器连接，所述浓度自动控制器与控制执行机构连接；
所述传感检测机构，用于检测所述球磨机的震动信号；
所述浓度自动控制器，根据所述震动信号，对所述控制执行机构进行给料的开环控制。
优选地，所述控制执行机构，包括：
给料器电机；
所述给料器电机，通过所述浓度自动控制器调整所述给料器电机的电流值和电压值对所述球磨机进行给料。
优选地，所述控制执行机构，包括：
给料器电机，以及变频器；
所述变频器，分别与所述给料器电机和所述浓度自动控制器连接；
所述浓度自动控制器，通过所述变频器对所述给料器电机进行频率调节，进而对所述球磨机进行给料进行控制。
优选地，所述浓度自动控制器具有人机交互单元；
所述传感检测机构，还用于采集所述控制执行机构的电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值，所述电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值显示在所述人机交互单元上，通过所述人机交互单元根据所述电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值设定最佳运行区间参数。
第三方面，本发明提供一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用闭环与开环相结合控制，包括：如上述开环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，以及上述闭环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置；
传感检测机构，分别采集所述控制执行机构的电流信号和/或电压信号，以及所述球磨机的震动信号；
浓度自动控制器，根据所述电流信号和/或所述电压信号和震动信号对所述控制执行机构进行给料的闭环与开环相结合控制。
优选地，所述传感检测机构，包括：电流/电压互感器和震动信号传感器；
所述电流/电压互感器，用于采集所述述电流信号和/或所述电压信号；
所述震动信号传感器在所述球磨机的外壁或者球所述磨机的轴承座上，用于采集所述震动信号
本发明至少具有如下有益效果：
本发明可以解决球磨机磨矿浓度经常处于失控状态以及人工造成对球磨机运行状态的管控水平不同。
本发明通过对球磨机磨矿浓度自动控制，解决运行状态和参数不稳定的缺点，达到运行参数始终处于最佳状态的目的。
附图说明
通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：
图1是本发明采用闭环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置的实施例。如图1所示，
图2是本发明采用开环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置的实施例；
图3是本发明采用闭环与开环控制相结合的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置的实施例；
图4是本发明的给料器电机与变频器的连接示意图；
图5是本发明的人机交互单元示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
图1是本发明采用闭环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置的实施例；如图1所示，采用闭环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置包括：球磨机1、控制执行机构11、传感检测机构12和自动控制器2，球磨机1具有控制执行机构11，控制执行机构11与传感检测机构12连接，传感检测机构12与浓度自动控制器2连接。
图1中，传感检测机构12，用于采集控制执行机构11的电流信号和/或电压信号；浓度自动控制器2根据传感检测机构12采集的电流信号和/或电压信号对控制执行机构11进行给料的闭环控制。
进一步地，在图1中，控制执行机构11包括：给料器电机111；给料器电机111，通过浓度自动控制器2调整所述给料器电机111的电流值和电压值对所述球磨机1进行给料。具体地说，浓度自动控制器2根据传感检测机构12采集的给料器电机111电流信号和/或电压信号与给定的电流信号和/或给定的电压信号进行对比，浓度自动控制器2利用给料器电机111电流信号和/或电压信号与给定的电流信号和/或给定的电压信号的偏差对给料器电机111的电流信号和/或电压信号对控制执行机构11进行给料的闭环控制。
进一步地，在图1中，控制执行机构11，还可以包括：给料器电机111和变频器112两部分；变频器112分别与给料器电机111和浓度自动控制器2连接；浓度自动控制器2，通过变频器112对给料器电机111进行频率调节，进而对所述球磨机1进行给料进行控制。具体地说，浓度自动控制器2根据传感检测机构12采集的给料器电机111电流信号和/或电压信号与给定的电流信号和/或给定的电压信号进行对比，或者把传感检测机构12采集的给料器电机111电流信号和/或电压信号与给定的电流信号和/或给定的电压信号转换成频率信号或者直接采集给料器电机111的频率信号，频率信号与给定的频率浓度自动控制器2利用给料器电机111电流信号和/或电压信号与给定的频率信号的偏差对给料器电机111的频率对控制执行机构11进行给料的闭环控制。
进一步地，在图1中，采用闭环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置的自动控制器2还包括：人机交互单元21，人机交互单元21详见图5中的描述。在球磨机磨矿浓度自动控制装置运行过程中，人机交互单元21可显示给料器电机111的电流/电压/频率胀肚值、趋势胀肚值以及欠料值，通过在人机交互单元21上可以设定最佳运行区间参数。显然，给料器电机111的电流/电压/频率胀肚值、趋势胀肚值以及欠料值是通过传感检测机构12进行采集。
图2是本发明采用开环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置的实施例。如图2所示，采用开环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置包括：球磨机1、控制执行机构11、传感检测机构12和自动控制器2，球磨机1的外壁或者球磨机1的轴承座上具有传感检测机构12，传感检测机构12与浓度自动控制器2连接，浓度自动控制器2与控制执行机构11连接。
在图2中，若传感检测机构12安装在球磨机1的外壁上，由于球磨机1的转动，浓度自动控制器2与传感检测机构12的通讯方式优先考虑无线通讯，避免球磨机1转动而带动通讯线缠绕。无线通讯是基于ZigBee、蓝牙(Bluetooth)、红外(IrDA)、无线局域网802.11(Wi-Fi)或2.4G无线通讯协议中的一种或多种通讯方式。
图2中，传感检测机构12，用于检测所述球磨机1的震动信号；浓度自动控制器2，根据所述震动信号，对所述控制执行机构11进行给料的开环控制。
进一步地，在图2中，控制执行机构11，包括：给料器电机111；给料器电机111，浓度自动控制器2根据所述震动信号调整给料器电机111的电流值和电压值对球磨机1进行给料。具体地说，球磨机1在工作是发生震动，震动的大小能够体现给料器电机111的的工作状态，可以利用传感检测机构12检测球磨机1的震动信号，传感检测机构12将检测的震动信号发送给浓度自动控制器2，也可以通过传感检测机构12先将震动信号转换为与震动信号相对应的标准电流信号或者标准电压信号或者标准频率信号，传感检测机构12将标准电流信号或者标准电压信号或者标准频率信号发送至浓度自动控制器2，浓度自动控制器2根据震动信号，或者与震动信号相对应的标准电流信号或者标准电压信号或者标准频率信号来调整给料器电机111的电流信号和/或电压信号或者频率信号，从而完成控制执行机构11进行给料的控制，由于震动信号源于球磨机1，并不是来源于给料器电机111，因此相对于给料器电机111来说，属于开环控制，但是在一定程度上来说，对整个球磨机磨矿浓度自动控制装置米说仍然属于闭环控制。
图3是本发明采用闭环与开环控制相结合的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置的实施例。如图3所示，采用闭环与开环控制相结合的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，包括：球磨机1、控制执行机构11、传感检测机构12和自动控制器2；球磨机1具有控制执行机构11，控制执行机构11与传感检测机构12连接，传感检测机构12的电流/电压互感器121与浓度自动控制器2连接；球磨机1的外壁或者球磨机1的轴承座上具有震动信号传感器122，震动信号传感器122与浓度自动控制器2连接，浓度自动控制器2与控制执行机构11连接。如，传感检测机构12安装在球磨机1的外壁上，浓度自动控制器2与传感检测机构12的通讯方式优先考虑无线通讯，详见图1中的描述。
进一步地，图3中，震动信号传感器122与浓度自动控制器2具有信号采集器123，信号采集器123把震动信号传感器122采集到的信号发送给浓度自动控制器2。
图3中，浓度自动控制器2根据采集到的电流信号和/或电压信号，以及震动信号对控制执行机构11进行控制。浓度自动控制器2即可调整给料器电机111的电流信号和/或电压信号控制执行机构11进行给料，也可通过变频器，对给料器电机111的频率进行控制，以达到控制执行机构11进行给料的目的。
图3中的震动信号传感器122可以采用电耳，本发明不对震动信号传感器122的型号进行限定。
图1～图3中的传感检测机构12可以电流/电压互感器121，可以采用电流互感器或者电压互感器，或者电流互感器和电压互感器的结合，本发明不对传感检测机构12的类型进行限制。
图1～图3中的浓度自动控制器2，完成对控制执行机构11的电流和电压或者频率进行调节，本领域人员显然清楚，浓度自动控制器2可以采用单片机、PLC等控制器，本发明亦不对浓度自动控制器2的类型进行限制。
图1～图3中的控制执行机构11或者给料器电机111可以有多台，在资源有限的情况下，本发明建议采集主控制执行机构和给料器主电机的电流信号和/电压信号。
图4是本发明的给料器电机与变频器的连接示意图。为了本领域人员可以更好的实现本发明，本发明给出了给料器电机与变频器的连接示意图，如图4所示，变频器串接在给料器电机机M(即，图1～图3中的给料器电机111)之间，变频器的一端的端子R、端子S和端子T分别与空气开关QF1一端的端子L1、端子L2和端子L3连接，空气开关QF1另一端与电源的A相、B相和C相连接，给料器电机机M分别与变频器的另一端的端子U、端子V和端子W连接，给料器电机机M同时进行保护接地。图中N项线未连接。同时，给料器电机机M和变频器的类型也可根据需要自行选择，本发明亦不做限定。
图5是本发明的人机交互单元示意图。如图5所示，本发明的人机交互单元，包括显示触摸子单元和按键以及自动/手动切换旋钮。
图5中，显示触摸子单元，进一步包括：触摸屏和工作状态指示灯；触摸屏，可用于显示电流信号和所述电压信号、所述浓度自动控制器2(图1～图3中)发送的控制指令，以及设置所述浓度自动控制器2(图1～图3中)的控制指令；工作状态指示灯，用于电源指示、运行指示、停止指示和故障指示。按键包括：启动按键、停止按键和故障按键以及备用按键。
图5中，自动/手动切换旋钮，可用于选择自动控制模式与手动控制模式，选择自动控制模式即为本发明图1～图3所描述的球磨机磨矿浓度自动控制装置，手动控制模式，操作人员即可根据电路连接特性手动控制球磨机磨矿浓度。
以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用闭环控制，包括：球磨机(1)，其特征在于：
所述球磨机(1)具有控制执行机构(11)，所述控制执行机构(11)与传感检测机构(12)连接，所述传感检测机构(12)与浓度自动控制器(2)连接；
所述传感检测机构(12)，用于采集所述控制执行机构(11)的电流信号和/或电压信号；
所述浓度自动控制器(2)，根据所述电流信号和/或所述电压信号对所述控制执行机构(11)进行给料的闭环控制。
2.根据权利要求1所述一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用闭环控制，其特征在于，所述控制执行机构(11)，包括：
给料器电机(111)；
所述给料器电机(111)，通过所述浓度自动控制器(2)调整所述给料器电机(111)的电流值和电压值对所述球磨机(1)进行给料。
3.根据权利要求1所述一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用闭环控制，其特征在于，所述控制执行机构(11)，包括：
给料器电机(111)，以及
变频器(112)；
所述变频器(112)，分别与所述给料器电机(111)和所述浓度自动控制器(2)连接；
所述浓度自动控制器(2)，通过所述变频器(112)对所述给料器电机(111)进行频率调节，进而对所述球磨机(1)进行给料进行控制。
4.根据权利要求1所述一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用闭环控制，其特征在于：
所述浓度自动控制器(2)具有人机交互单元(21)；
所述传感检测机构(12)，还用于采集所述控制执行机构(11)的电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值，所述电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值显示在所述人机交互单元(21)上，通过所述人机交互单元(21)根据所述电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值设定最佳运行区间参数。
5.一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用开环控制，包括：球磨机(1)，其特征在于：
所述球磨机(1)的外壁或者所述球磨机(1)的轴承座上具有传感检测机构(12)，所述传感检测机构(12)与浓度自动控制器(2)连接，所述浓度自动控制器(2)与控制执行机构(11)连接；
所述传感检测机构(12)，用于检测所述球磨机(1)的震动信号；
所述浓度自动控制器(2)，根据所述震动信号，对所述控制执行机构(11)进行给料的开环控制。
6.根据权利要求5所述一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用开环控制，其特征在于，所述控制执行机构(11)，包括：
给料器电机(111)；
所述给料器电机(111)，通过所述浓度自动控制器(2)调整所述给料器电机(111)的电流值和电压值对所述球磨机(1)进行给料。
7.根据权利要求5所述一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用开环控制，其特征在于，所述控制执行机构(11)，包括：
给料器电机(111)，以及
变频器(112)；
所述变频器(112)，分别与所述给料器电机(111)和所述浓度自动控制器(2)连接；
所述浓度自动控制器(2)，通过所述变频器(112)对所述给料器电机(111)进行频率调节，进而对所述球磨机(1)进行给料进行控制。
8.根据权利要求1所述一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用闭环控制，其特征在于：
所述浓度自动控制器(2)具有人机交互单元(21)；
所述传感检测机构(12)，还用于采集所述控制执行机构(11)的电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值，所述电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值显示在所述人机交互单元(21)上，通过所述人机交互单元(21)根据所述电流/电压/频率胀肚值、电流/电压/频率趋势胀肚值和电流/电压/频率欠料值设定最佳运行区间参数。
9.一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用闭环与开环相结合控制，其特征在于，包括：如权利要求1～权利要求4任一项所述开环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，以及权利要求5～权利要求8任一项所述闭环控制的一种球磨机磨矿浓度自动控制装置；
传感检测机构(12)，分别采集所述控制执行机构(11)的电流信号和/或电压信号，以及所述球磨机(1)的震动信号；
浓度自动控制器(2)，根据所述电流信号和/或所述电压信号和震动信号对所述控制执行机构(11)进行给料的闭环与开环相结合控制。
10.根据权利要求9所述一种球磨机磨矿浓度自动控制装置，采用闭环与开环相结合控制，其特征在于：
所述传感检测机构(12)，包括：电流/电压互感器(121)和震动信号传感器(122)；
所述电流/电压互感器(121)，用于采集所述述电流信号和/或所述电压信号；
所述震动信号传感器(122)在所述球磨机(1)的外壁或者所述球磨机(1)的轴承座上，用于采集所述震动信号。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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