CS210874B1

CS210874B1 - A method of automatic regulation of circulating mills and connections for carrying out this method

Info

Publication number: CS210874B1
Application number: CS681579A
Authority: CS
Inventors: Ivan Forman; Karel Kreysa; Ales Ciganek
Original assignee: Ivan Forman; Karel Kreysa; Ales Ciganek
Priority date: 1979-10-08
Filing date: 1979-10-08
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Vynález se týká způsobu automatické regulace oběhových mlýnic a zapojení k provádění tohoto způsobu. Rozpojování materiálů v silikátovém průmyslu i dalších odvětvích se děje v trubnatých mlýnech a kulovou náplní. Technickým pokrokem v tomto směru jsou mlýnice s mechanickým oběhem, kde materiál, který vypadne po rozemletí ze mlýna, prochází větrnými třídiči a frakce, která dosud nedosáhla požadovaná jemnosti, je vracena zpět na vstup mlýna, zatímco výpad z třídiče je jako hotový produkt odváděn z mlýnice do zásobních sil. Při způsobu automatické regulace oběhových mlýnic podle vynálezu se srovnávají skutečné a žádané hodnoty materiálového toku jemného hotového produktu a hrubého návratu a skutečné a žádané hodnoty nastavení třídicí charakteristiky třídičů a ovládají se na základě jejich zpracování v regulačním systému výstupními signály akční členy nastavení třídicí charakteristiky třídičů a dávkovače, přičemž k výstupnímu signálu z regulátoru se v prvním součtovém členu přičítá signál nesoudí informaci o velikosti materiálového toku jemného hotového produktu jako stabilizační vazba a vytváří tak signál, který je řídicím signálem pro akční člen celkové dávky do mlýna.The invention relates to a method of automatic control of circulating mills and a circuit for carrying out this method. The separation of materials in the silicate industry and other sectors is carried out in tube mills and ball mills. A technical advance in this direction are mills with mechanical circulation, where the material that falls out of the mill after grinding passes through wind classifiers and the fraction that has not yet reached the required fineness is returned to the mill inlet, while the discharge from the classifier is discharged from the mill as a finished product into storage silos. In the method of automatic regulation of circulating mills according to the invention, the actual and desired values of the material flow of the fine finished product and the coarse return and the actual and desired values of the setting of the sorting characteristic of the sorters are compared and, based on their processing in the control system, the actuators of the setting of the sorting characteristic of the sorters and the feeder are controlled by output signals, while the signal is added to the output signal from the controller in the first summation term, which does not judge the information on the size of the material flow of the fine finished product as a stabilizing link, thus creating a signal that is a control signal for the actuator of the total dose to the mill.

Description

Vynález se týká způsobu automatické regulace oběhových mlýnic a zapojení k provádění tohoto způsobu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for automatic regulation of circulating mills and to a circuit for carrying out the method.

Rozpojování materiálů v silikátovém průmyslu i dalších odvětvích se děje v trubnatých mlýnech s kulovou náplní. Technickým pokrokem v tomto směru jsou mlýnice s mechanickým oběhem, kde materiál, který vypadne po rozemletí ze mlýna, prochází větrnými třídiči a frekce, která dosud nedosáhla požadované jemnosti je vracena zpět na vstup mlýna, zatímcto jemný výpad z třídiče je jako hotový produkt odváděn z mlýnice do zásobních sil.Disintegration of materials in the silicate industry and other industries takes place in spherical-filled tubular mills. Technical advances in this direction are mills with mechanical circulation, where the material that falls out of the mill is passed through the wind screens, and the fraction that has not yet reached the required fineness is returned to the mill inlet, mills to the storage silos.

Energetická účinnost tohoto rozpojování je velmi nízká, udává se, že 1 až 2 % dodané energie tj. elektrického příkonu se mění na mlecí práci, zbytek na teplo. Rozpojování materiálů mletím v trubnatých mlýnech s kulovou náplní není zatím možno i přes nízkou energetic kou účinnost nahradit energeticky výhodnějším způsobem.The energy efficiency of this disconnection is very low, it is reported that 1 to 2% of the supplied energy, i.e. the electrical input, is converted to grinding work, the rest to heat. Despite the low energy efficiency, the disintegration of materials by milling in spherical tube mills cannot be replaced by a more energy efficient method.

V současné době jsou projektovány a budovány stále větší velkokapacitní mlecí jednotky - mlýnice s mechanickým oběhem a větrnými třídiči o elektrickém příkonu 4 MW a více. Tyto mlýnice jsou z regulačního hlediska nelineární soustavy s časovým zpožděním, které pro tento jejich charakter ruční obsluha není schopna udržet v požadovaném pracovním režimu. Zásahy ruční obsluhy se omezují na vyloučení mezních stavů soustavy, tj. přeplnění - zamletí mlýna nebo vymletí, což znamená ztrátu vratné krupice.More and more large-scale grinding units are currently being designed and built - mills with mechanical circulation and wind screens with an electric power input of 4 MW and more. These mills are non-linear systems with a time delay, which, due to their nature, cannot be maintained by the manual operator in the desired operating mode. Manual intervention is limited to eliminating system limit states, ie overfilling - grinding the mill or grinding, which means the loss of returnable semolina.

Je známo více způsobů automatické regulace oběhových mlýnic, ale výše popsaný charakter regulované soustavy způsobuje, že tyto regulace nemohou pracovat dobře, zejména v šiřší oblasti pracovních režimů. Mletý materiál v praxi mění své fyzikální vlastnosti, vlhkost, tvrdost, štěpitelnost atd.-, což souhrnně je nazýváno změna melitelnosti. Dále mlýnice musí vyrábět produkt různého sortimentu, různé předepsané jemnosti, což je dosahováno změnou třídicí charakteristiky třídičů.Several methods of automatic control of circulating mills are known, but the above-described nature of the controlled system makes these controls unable to work well, especially in the wider range of operating modes. In practice, the ground material changes its physical properties, moisture, hardness, cleavability, etc., collectively referred to as the change in grindability. Furthermore, the mill must produce a product of different assortment, different prescribed fineness, which is achieved by changing the sorting characteristics of the screens.

Úkolem regulace je zajistit výrobu produktu konstantního granulometrického složení, za nejlepšího využití energie do mlýnice dodávané, tj. za nejnižší ukazatel kWh/t produktu.The task of the regulation is to ensure the production of a product of constant granulometric composition, with the best use of energy supplied to the mill, ie the lowest indicator kWh / t product.

toto se snaží v podstatě všechny automatické regulace aplikované na oběhovou mlýnici.this is done by virtually all the automatic controls applied to the circulating mill.

U těchto regulací je hlavním nedostatkem, že existuje dynamický vztah mezi veličinami, to je mezi výpadem ze mlýna a výstupem regulátoru, který při změně melitelnosti mletého materiálu a při změně třídicí charakteristiky větrných třídičů způsobuje nestabilitu regulačního systému a dochézí k rozkmitání regulované soustavy, což má za následek, že materiálové toky nejsou dostatečně stabilizovány a není dodržena konstantní granulometrická skladba. Mimo to při kmitající regulaci, dochází rovněž ke kmitáni hodnoty ukazatele kWh na tunu, což ve svých důsledcích představuje ztráty energie.With these controls, the main drawback is that there is a dynamic relationship between variables, that is, a mill outflow and a controller output that, when changing the grindability of the ground material and changing the sorting characteristics of the wind screens, causes the control system to become unstable and as a result, the material flows are not sufficiently stabilized and the constant granulometric composition is not maintained. In addition, in the case of oscillating control, the kWh value per tonne also oscillates, resulting in energy losses.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob automatické regulace oběhových mlýnic, srovnávající skutečné a žádané hodnoty jemného hotového produktu a hrubého návratu a skutečné a žádané hodnoty nastavení třídicí charakteristiky třídičů a ovládající na základě jejich zpracování v regulačním systému výstupními signály akční členy dávkování celkové dávky do mlýnice a akční členy nastavení třídicí charakteristiky třídičů podle vynálezu, jehož podstata je v tom, že kladnou zpětnou vazbou z čidla toku hotového produktu, zavedenou za regulátor, se působí na regulovanou soustavu - mlýnici.These drawbacks are eliminated by a method of automatic control of circulating mills, comparing the actual and setpoints of the fine finished product and the coarse return and the actual and setpoints of the sorting characteristic of the sorters and controlling their output in the control system setting the sorting characteristic of the sorters according to the invention, which is based on the fact that a positive feedback from the finished product flow sensor introduced downstream of the regulator acts on the controlled mill-mill system.

Podstata zepojení k provedení způsobu automatické regulace je v tom, že do prvého součto váho uzlu je spolu s výstupním signálem z regulátoru připojen signál o materiálovém toku jemného hotového produktu a součet těchto signálů je z výstupu prvého součtového uzlu připojen na akční člen ovládání celkové dávky do mlýnice.The principle of connection to the automatic regulation method is that in the first summing node together with the output signal from the controller is connected the material finished material flow signal and the sum of these signals is connected from the output of the first summing node to the total dose control actuator into mill.

Způsob a zapojení automatické regulace podle vynálezu to znamená zavedení vazby Yj do prvého součtového uzlu SI odstraňuje uvedené nedostatky ručního řízeni, stabilizuje chod mlýnice na optimálním výkonu, stabilizuje kvalitu namletého produktu po stránce granulometrického složení a přináší tak úspory elektrické energie při mletí, vyjádřeno ukazatelem kWh/tunu namletého produktu, při produkci rovnoměrné, požadované kvality. Déle přináší úspory tím, že snižuje opotřebování pancéřování mlýna a mlecí kulové náplně, kde se jedná o vysoce kvalitní legované oceli, většinou dovážené.The method and connection of the automatic control according to the invention means introducing the coupling Yj into the first summing node SI eliminates the mentioned shortcomings of the manual control, stabilizes the mill operation at optimum performance, stabilizes the quality of the milled product in terms of granulometric composition and brings savings in electric energy during grinding per ton of ground product, producing uniform, desired quality. It delivers longer by reducing wear and tear on the armor of the mill and ball grinding cartridges, which are high quality alloyed steels, mostly imported.

Ve srovnání se známými způsoby zapojení automatické regulace představuje způsob zapojení podle vynálezu kvalitativní zlepšení po stránce dynamických vlastností regulace, což se projevuje zejména při změnách melitelnosti mletého materiálu a změn třídicí charakteristiky třídičů. Předmětem vynálezu - zavedením vazby do součtového uzlu je dosaženo nezávislosti dynamického vztahu mezi výstupním signálem a výstupem z regulátoru na změně měli·» telnoati a změně nastavení třídičů. Nedochází k nestabilitě a kmitání regulované soustavy, materiálové toky jsou ve všech pracovních bodech mlýnice stabilizovány a stabilizovaná je rovněž kvalita produktu.Compared to the known methods of automatic regulation, the method according to the invention represents a qualitative improvement in terms of the dynamic properties of the regulation, which is particularly evident when the grindability of the ground material is changed and the sorting characteristics of the sorters are changed. The object of the invention - by introducing a coupling into the summation node, the dynamic relationship between the output signal and the output of the controller is independent of the change of the telnoati and the change of the sorter settings. There is no instability and oscillation of the controlled system, the material flows are stabilized at all operating points of the mill and the product quality is also stabilized.

Vynález je dále podrobněji vysvětlen na příkladu způsobu a zapojení automatické regulace a pomocí výkresů, kde na obr. 1 je strojně technologické schéma mlýnice a na obr. 2 je znázorněna blokově mlýnice s regulačním systémem.The invention is explained in more detail below by way of example and method of automatic control and by means of the drawings, in which Fig. 1 is a machine technology diagram of a mill and Fig. 2 shows a block mill with a control system.

Elevátor E dopravuje materiál vertikálně ze mlýna M do třídiče I,. Materiály dávkované do mlýna M jsou schematicky znázorněny v silech J., 2, J. Dopravu materiálových toků v horizontálních úrovních zajištují dopravní pásy. Velikosti materiálových toků jsou měřeny vahami, a to materiálového toku J jemného hotového produktu, materiálového toku H hrubého návratu a dávky D do mlýna M jsou měřeny váhami.The elevator E transports the material vertically from the mill M to the sorter I ,. The materials fed to the mill M are shown schematically in silos J., 2, J. The conveyor belts provide transport of material flows at horizontal levels. The material flow sizes are measured by weights, namely the material flow J of the fine finished product, the material flow H of the rough return and the batch D to the mill M are measured by weights.

U mlýnice s regulačním systémem, znázorněné blokově na obr. 2, jsou silnými šipkami znázorněny materiálové toky, slabými čarami informační toky, tj. signály z měřicích čidel, vstupující do regulačního systému - signály od vah materiálových toků a od otáček třídičů - a signály výstupů a regulátoru na akční čelný. K dispozici je signál Y_R nesoucí informaci o materiálovém toku H hrubého návratu, signál Yj o materiálovém toku J jemného hotového produktu a signál Υ_χ o nastavení třídicí charakteristiky X třídičů.In the mill with the control system, shown in block in Fig. 2, the strong arrows show the material flows, the weak lines the information flows, ie the signals from the measuring sensors entering the control system - signals from material flow weights and sorting speed - and output signals and the controller on the action front. There is a signal Y _R carrying information about the material return H of the coarse return, a signal Yj about the material flow J of the fine finished product, and a signal nastavení _χ to set the sorting characteristic X of the sorters.

Signál Yj a signál Y_R jsou zapojeny do druhého součtového uzlu S2. výstupní signál X(H+J) ^{ze sou}<Stového uzlu S2 je připojen se záporným znaménkem do třetího součtového uzlu S3. do něhož je rovněž připojen signál žádané hodnoty materiálového toku W(_H+J). Výstup —(H+J) ^ze ''•^tího součtového uzlu SJ je připojen do regulátoru R.The signal Yj and the signal Y _R are connected to the second summing node S2. the output signal X (H + J) ^{from the} node S2 is connected with a negative sign to the third node node S3. to which the material flow set point signal W ( _{H + J} ) is also connected. The output (H + J) ^{of the} summation node SJ is connected to the controller R.

Podobně signál Υ_χ je připojen se záporným znaménkem do čtvrtého součtového uzlu S4 spolu se signálem žádané hodnoty W_x nastavení třídicí charakteristiky X. Výstup Ε_χ ze čtvrtého součtového uzlu S4 je připojen na vstup regulátoru R. Výstup υ_χ z regulátoru R je připojen na mlýnici na akční člen nastavení třídicí charakteristiky třídičů, např. na akční člen nastavení otáček rozmetacích talířů třídičů.Similarly, the signal Υ _χ is connected with a negative sign to the fourth summation node S4 together with the setpoint signal W _{x to} set the sorting characteristic X. The output Ε _χ of the fourth summation node S4 is connected to the controller input R. The output υ _χ from controller R is connected a mill for the actuator to adjust the sorting characteristics of the screens, eg for the actuator to adjust the speed of the spreading discs of the screens.

Výstup z regulátoru R je připojen na prvý součtový uzel SJ., na který je rovněž připojen signál Yj. Výstup Up ze součtového uzlu S1 je připojen na vstup mlýnice na akční člen nastavení celkové vstupní dávky ID.The output of the controller R is connected to the first summing node S1, to which the signal Yj is also connected. The output Up from the summing node S1 is connected to the mill input to the actuator for setting the total input dose ID.

Do regulačního systému jsou zadávány žádaná hodnota oběhového množství β žádaná hodnota nastavení třídicí charakteristiky Wy. V třetím součtovém uzlu S3 je vypočtena odchylka E(jj₊j) žádané hodnoty W^₊j^ od skutečné hodnoty X(jj₊j)· •Ve čtvrtém součtovém uzlu S4 je vypočtena odchylka Ε_χ žádané hodnoty W_x od skutečné hodnoty Υ_χ. Regulátor na základě těchto odchylek určuje akční signály U_R, ϋ_χ.The flow rate setpoint β setpoint value of the sorting characteristic Wy is entered into the control system. The deviation E (jj ₊ j) of the setpoint W ^ ₊ j ^ from the actual value X (jj ₊ j) is calculated in the third summing node S3 • • The deviation Ε _{χ of the} setpoint W _x from the actual value Υ is calculated in the fourth summing node S4 _χ . Based on these deviations, the regulator determines the action signals U _R , _{χ χ} .

Zavedením signálu Yj- do prvního součtového uzlu SJ., což je předmětem vynálezu, je dosaženo nezávislosti dynamického vztahu mezi veličinami Y(_H+J) a U_R na změně melitelnosti mletého materiálu a 2měně třídicí charakteristiky třídičů X. Tím dynamické vlastnosti regulačního systému podle vynálezu nezávisí na změnách melitelnosti a třídicí charakteristiky.By introducing the signal Yj into the first summing node SJ of the present invention, the dynamic relationship between the quantities Y ( _{H + J} ) and U _R is independent of the change in the grindability of the ground material and 2 of the sorting characteristic of the sorters X. The invention does not depend on variations in the grindability and sorting characteristics.

Soustava se stává astatickou ve vSech pracovních hodech. Nedochází k nestabilitě regulace, ke kmitání a materiálová toky jsou regulačním systémem stabilizovány ve vtech pracováních režimech mlýnice kromě případu pozvolného plííivého zamílání mlýna, kdy vlivem techno logických poruch, např. ucpání mezistěny dochází k hromadění materiálu ve mlýně.The system becomes astatic in all feasts. Control instability does not occur, oscillations and material flows are stabilized by the control system in all working mill modes, except in the case of gradual creep mill grinding, where the material accumulates in the mill due to technological failures such as partition wall clogging.

Claims

1. A method of automatic control of circulating mills, comparing the actual and setpoints of a fine finished product and the gross return and the actual and setpoints of the sorter sorting characteristics and controlling the output signals of the grinder actuators to adjust the total dose to the grinder and adjusting actuators sorting characteristics of the sorters, characterized in that a positive feedback from the finished product flow sensor, introduced downstream of the regulator, acts on the controlled system - mill.

Wiring for carrying out the automatic regulation method according to claim 1, characterized in that a signal (Yj) of a fine material flow (J) is connected to the first summing node (SI) together with the output signal (U _fi ) from the controller (H). of the finished product and the sum of these signals is connected from the output of the first count node (SI) to the total batch control actuator to the mill (M).