DE1070478B - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Füllungsgrades von Trommelmühlen im Sinne einer Aufrechterhaltung eines beliebigen vorbestimmten Füllungsgrades durch Ableitung der Stellgrößen von zwei vom Füllungsgrad der Mühle abhängigen Meßgrößen, von denen die eine von der Leistungsaufnahme des Mühlenmotors und die andere "von der Mahlgeräuschintensität abgeleitet ist. 'The invention relates to a method for regulating the degree of filling of drum mills in the sense of maintaining any predetermined degree of filling by deriving the manipulated variables from two measured variables dependent on the degree of filling of the mill, one of which is derived from the power consumption of the mill motor and the other "derived from the grinding noise intensity is. '
lieTden bisher bekannten Verfahren zum Regeln des Füllungsgrades von Mühlen wurde auf die Mahlgutzufuhr im Sinne einer Vergrößerung oder Verkleinerung nur eingewirkt, wenn die eine und/oder die andere der beiden Meßgrößen sich von dem ihr zugeordneten Sollwert entfernte. Der Nachteil dieser Ein-Aus-Regelung besteht in einer sehr großen Neigung zu Pendelungen und Überkorrekturen, die leicht zu einer Überfüllung der Mühle führen, welche erfahrungsgemäß auf Grund der verringerten Arbeitsfähigkeit — einer überfüllten Mühle nur sehr schwer zu beseitigen ist. Des weiteren ist auch noch von Nachteil, daß möglicherweise durch Störgrößen, die allein von der Beschaffenheit des Mahlgutes abhängen, eine Änderung der Mahlgutzufuhr eingeleitet wird, obwohl der Mühlenfüllungsgrad noch dem gewünschten Sollwert entspricht. The previously known method for regulating the degree of filling of mills was only acted on the grinding stock supply in the sense of an increase or decrease in size when one and / or the other of the two measured variables deviated from the setpoint assigned to it. The disadvantage of this on-off control is a very high tendency to oscillations and overcorrections, which easily lead to overfilling of the mill, which experience has shown is very difficult to remove due to the reduced working capacity of an overfilled mill. Another disadvantage is that disturbances that depend solely on the nature of the material to be ground may lead to a change in the material to be ground, although the degree of filling of the mill still corresponds to the desired target value.
Um diese vorgenannten Nachteile auszuschalten, wurde bereits vom Anmelder vorgeschlagen, aus den beiden Meßgrößen, wie es an sich bereits für andere Regelungsprobleme (Kesselregelung, Kohlenstaubfeuerung) bekanntgeworden ist, einen Mischimpuls zu bilden, wobei dann aber die beiden Meßgrößen derart aufeinander abgestimmt sind, daß bei Zunahme der von der Mahlgeräuschintensität abgeleiteten Meßgröße und gleichzeitiger Abnahme der von der Leistungsaufnahme abgeleiteten Meßgröße, nämlich im Bereich kleiner Füllungsgrade, die zweitgenannte Meßgröße vorherrscht, während bei gleichzeitiger Abnahme bei der Meßgrößen, nämlich im Bereich großer Füllungsgrade, die erstgenannte Meßgröße vorherrscht.In order to eliminate these disadvantages mentioned above, it has already been proposed by the applicant, from the both measured variables, as is already the case for other control problems (boiler control, pulverized coal combustion) has become known to form a mixed pulse, but then the two measured variables in such a way are coordinated that with an increase in the measured variable derived from the grinding noise intensity and simultaneous decrease in the measured variable derived from the power consumption, namely in the range smaller degrees of filling, the second-mentioned measurand predominates, while with a simultaneous decrease in the Measured variables, namely in the area of large degrees of filling, the first-mentioned measured variable predominates.
Die vorliegende Erfindung bringt einen weiteren Vorschlag zur Lösung des gleichen Problems, welcher den Vorteil aufweist, daß in allen Bereichen des Mühlenfüllungsgrades die größtmögliche Empfindlichkeit erreicht wird, ohne daß hierzu eine Mischimpulsbildung erforderlich ist.The present invention brings another proposal to solve the same problem, which is has the advantage that the greatest possible sensitivity in all areas of the mill filling level is achieved without the need for a mixed pulse generation.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Regelung jeweils diejenige der beiden Meßgrößen verwendet, der.en Änderungskurve im Bereich des konstant zu haltenden Füllungsgrades den steileren Verlauf aufweist, wobei zur Überwachung gegebenenfalls die andere Meßgröße herangezogen wird, deren Änderungskurve den flacheren Verlauf zeigt.According to the present invention, that of the two measured variables is used for regulation, der.en change curve in the area of the degree of filling to be kept constant the steeper Has course, the other measured variable may be used for monitoring, the Change curve shows the flatter course.
Vorzugsweise werden kontinuierlich ein der augenblicklichen Leistungsaufnahme entsprechendes Lei-Verfahren zum Regeln des Füllungsgrades von Trommelmühlen A Lei process for regulating the degree of filling of drum mills, which corresponds to the current power consumption, is preferably used continuously
Anmelder: David Weston, Toronto, Ontario (Kanada)Applicant: David Weston, Toronto, Ontario (Canada)
Vertreter: Dr. rer. nat. F. Vollmer, Patentanwalt, Hamburg-Wandsbek, Schloßstr. 2-6Representative: Dr. rer. nat. F. Vollmer, patent attorney, Hamburg-Wandsbek, Schloßstr. 2-6
Beansprudite Priorität: V. St. v. Amerika vom 30. April 1954Claimed priority: V. St. v. America April 30, 1954
David Weston, Toronto, Ontario (Kanada), ist als Erfinder genannt wordenDavid Weston, Toronto, Ontario (Canada), has been named as the inventor
stungs-Ist-Signal und ein der augenblicklichen Mahlgeräuschintensität entsprechendes Schall-Ist-Signal mit einem einstellbarenLeistungs-Bezugssignal bzw. einem einstellbaren Schall-Bezugssignal verglichen, um Leistungs- und Schall-Differenzsignale zu erzeugen, welche in solcher Weise auf eine gemeinsame Regelstrecke gegeben werden, daß bei ungestörtem Betrieb nur eines der Differenzsignale kontinuierlich auf die Mahlgutzufuhr im Sinne einer Beibehaltung des augenblicklichen Arbeitspunktes einwirkt und das andere Differenzsignal eine Überwachungsfunktion ausübt, um bei gestörtem Betrieb den Einfluß des erstgenannten Differenzsignales im Sinne einer Verminderung der Mahlgutzufuhr zu überflügeln. Es sei hier vermerkt, daß die Bildung von Differenzsignalen aus Soll- und Ist-Signalen an sich bereits von Kesselregelungen her bekannt ist. Die Differenzsignale der beiden Meßgrößen können auf die Gitter von zwei parallel geschalteten Elektronenröhren gegeben werden, und zwar so, daß die Bezugssignale der beiden Meßgrößen gegenüber ihren Ist-Signalen mit entgegengesetzter Polarität an den Gittern der Röhren eingespeist werden.stungs-actual signal and a sound actual signal corresponding to the current grinding noise intensity an adjustable power reference signal or an adjustable sound reference signal in order to and to generate sound difference signals, which are given in such a way to a common controlled system be that with undisturbed operation only one of the differential signals continuously on the Mahlgutzufuhr acts in the sense of maintaining the current operating point and the other difference signal Exercises a monitoring function in order to reduce the influence of the first-mentioned differential signal in the event of a malfunction to outstrip in the sense of a reduction in the supply of grist. It should be noted here that the formation of difference signals from target and actual signals is already known from boiler controls is. The difference signals of the two measured quantities can be transmitted to the grid of two parallel-connected Electron tubes are given in such a way that the reference signals of the two measured quantities are opposite their actual signals are fed in with opposite polarity at the grids of the tubes.
Um unerwünschte Störgeräusche von der Regelung fernzuhalten, werden für die Schallsignale nur die Frequenzen von mehr als 2000 Hz verwendet.In order to keep unwanted background noises away from the control, only the Frequencies greater than 2000 Hz used.
Nähere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. In der Zeichnung zeigtFurther details of the present invention emerge from the following description and the attached drawing. In the drawing shows
Fig. 1 drei Mühlenbetriebskennlinien, die (A) denFig. 1 shows three mill operating characteristics, the (A) the
909 687/234909 687/234
iiihlenaustrag, (B) die Leistungsaufnahme des Mühmmotors und (C) die inverse Mahlgeräuschintensität ti Abhängigkeit von dem Fülluiigsgrad der Mühle aneben, iiihlenaustrag, (B) the power consumption of the milling motor and (C) the inverse milling noise intensity depending on the filling level of the mill,
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen tegelanordnung,Fig. 2 is a block diagram of a pin arrangement according to the invention,
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer weiteren erfindungsemäßen Regelanordnung, bei der die eine Meßgröße ine Überwachungsfunktion übernimmt, und3 shows a block diagram of a further control arrangement according to the invention, in which one measured variable a monitoring function takes over, and
Fig. 4 ein ausführlicheres elektrisches Schaltbild iner Regelanordnung gemäß Fig. 3.FIG. 4 shows a more detailed electrical circuit diagram in the control arrangement according to FIG. 3.
Die in Fig. 1 dargestellte Kennlinie^ gibt den Müh- ;naustrag in t/h in Abhängigkeit vom Füllungsgrad er Mühle an. Da diese Kiirve bei einem bestimmten rüllungsgrad ein Maximum erreicht, ist man bei Lugelmühlen, Rohrmühlen, Schrotmühlen und derleichen, bei welchen die Körnung des ausgetragenen Mahlgutes von der Art der Mahlkörper und der Kornröße des Aufgabegutes abhängt, bestrebt, möglichst α der Nähe des Austragsmaximums zu arbeiten.The characteristic curve shown in FIG. 1 indicates the mill output in t / h as a function of the filling level of the mill. Since these Kiirve üllungsgrad at a certain r reaches a maximum, it is at Lugelmühlen, tube mills, shot mills and derleichen in which the grain size of the discharged material to be ground on the type of grinding media and the Kornröße depends on the feed material, endeavors possible near α of Austragsmaximums to work.
Bei Trommelmühlen ist die Körnung des ausgetragen Mahlgutes jedoch vom Füllungsgrad der Mühle bhängig, so daß sich der jeweils zu wählende Arbeitsunkt unabhängig vom maximalen Mühlenaustrag ach der gewünschten Körnung zu richten hat.With drum mills, however, the grain size of the ground material discharged depends on the filling level of the mill dependent, so that the respective work point to be selected is independent of the maximum mill output according to the desired grain size.
Die Kennlinie B, die die Leistungsaufnahme des /lühlenmotors in Abhängigkeit vom Füllungsgrad wiedergibt, zeigt einen ähnlichen Verlauf wie die Kenn- \nieA, da die Mahlarbeit, von Wirkungsgradschwanungen abgesehen, der zugeführten Energie proportioal ist. Die Maxima der Kurven- und B liegen dicht eieinander, brauchen jedoch nicht dem gleichen Füljngsgrad zu entsprechend Die Leistungsaufnahme ist η Fig. 1 als Signalspannung eines der Leistungsaufahme proportionalen Signals aufgetragen. Da die -iühle auch im leeren Zustand Energie aufnimmt, geht ie KurveS nicht durch den Koordinaten-Nullpunkt.. Characteristic curve B, which shows the power consumption of the mill motor as a function of the filling level, shows a similar curve to characteristic curve A, since the grinding work, apart from fluctuations in efficiency, is proportional to the energy supplied. The maxima of the curve and B are close to one another, but do not need to have the same degree of filling. The power consumption is plotted in FIG. 1 as the signal voltage of a signal proportional to the power consumption. Since the cooler absorbs energy even when it is empty, the curve S does not go through the coordinate zero point.
Die Kennlinie C entspricht dem Kehrwert der Mahleräuschintensität. Auch hier ist für den Kehrwert der lahlgeräuschintensität eine proportionale Signalspanung aufgetragen. Da das Mahlgeräusch bei schwach efüllter Mühle größer ist als bei stark gefüllter Mühle, at das inverse Schallsignal bei kleinen Füllungsgraden inen kleinen Wert und bei großen Füllungsgraden roße, steil anwachsende Werte. Das Schallsignal kann on hörbaren und nicht-hörbaren Mahlgeräuschen oder ■chwingungen hergeleitet werden. Vorzugsweise weren hierbei jedoch nur Frequenzen über 2000 Hz verwendet. The characteristic curve C corresponds to the reciprocal of the grinding noise intensity. Here, too, a proportional signal voltage is plotted for the reciprocal value of the grinding noise intensity. Since the grinding noise is greater with a weakly filled mill than with a heavily filled mill, the inverse sound signal has a small value with small degrees of filling and large, steeply increasing values with large degrees of filling. The sound signal can be derived from audible and inaudible grinding noises or vibrations. Preferably, however, only frequencies above 2000 Hz are used here.
Der Vergleich der Kurven zeigt, daß der steilste Teil er Leistungskurve im Bereich kleiner Füllungsgrade nd der steilste Teil der Schallkurve im Bereich großer ullungsgrade liegt.The comparison of the curves shows that the steepest part of the performance curve is in the area of small degrees of filling nd the steepest part of the sound curve lies in the area of large degrees of emptying.
Das Neue und Erfinderische liegt nun darin, zur Regelung jeweils diejenige der beiden Meßgrößen zu erwenden, deren Änderungskurve im Bereich des onstant zu haltenden Füllungsgrades den steileren "erlauf aufweist, wobei zur Überwachung gegebenenills auch noch die andere Meßgröße herangezogen 'erden kann, deren Änderungskurve den flacheren Veriuf zeigt. Mit anderen Worten heißt dies, daß bei leinen Mühlenfüllungsgraden mit der von der Lei- :ungsaufnahme abhängigen Meßgröße (Leistungs- :euerung) und bei größeren Mühlenfüllungsgraden lit der von der Mahlgeräuschintensität abhängigen leßgröße (Schallsteuerung:) gesteuert wird.What is new and inventive now lies in the fact that each of the two measured variables is used for regulation use whose change curve in the area of the constant filling level to be kept the steeper "has run, with the other measured variable also being used for monitoring 'whose change curve shows the flatter course. In other words, this means that at Linen mill fill levels with the measured variable that depends on the power consumption (power : euerung) and for larger grinder fill levels lit the one that depends on the grinding noise intensity leß size (sound control :) is controlled.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verihrens wird zuerst der dem gewünschten Arbeitspunkt ltsprechende Füllungsgrad ermittelt. Dann wird für icsen Füllungsgräd die Steilheit der LeistungskurveB · When carrying out the procedure according to the invention, the degree of filling corresponding to the desired operating point is first determined. Then the steepness of the power curve B
mit der Steilheit der SchallkurveC verglichen und das dem steileren Verlauf entsprechende Signal als Steuersignal ausgewählt. Dann wird die Sollgröße des Steuersignals in dem gewünschten Arbeitspunkt entweder empirisch oder aus verfügbaren technischen Daten ermittelt und diese Größe als Bezugssignal verwendet, welches von einer Signalquelle kontinuierlich erzeugt wird. Dann kann das Steuersignal (Ist-Signal) fortlaufend mit dem Bezugssignal verglichen werden, umcompared with the steepness of the sound curve C and the signal corresponding to the steeper course as a control signal selected. Then the setpoint value of the control signal is either at the desired operating point determined empirically or from available technical data and this variable is used as a reference signal, which is continuously generated by a signal source. Then the control signal (actual signal) can be continuous be compared with the reference signal in order to
ίο ein Differenzsignal zu erzeugen, mit dem die Aufgabe des Mahlgutes im Sinne einer Aufrechterhaltung des gewünschten Arbeitspunktes, d. h. des gewünschten Füllungsgrades, geregelt werden kann. ίο to generate a difference signal with which the task of the ground material in the sense of maintaining the desired working point, ie the desired degree of filling, can be regulated.
Wenn die Mühle, wie Fig. 1 zeigt, im Arbeitspunkt λ* der Austragkurve entsprechend dem Füllungsgrad W betrieben werden soll, überprüft man die Steigung der KurvenSundC in den Punkten Fund Z. Da die Kurve C die steilere ist, wird eine Schallsteuerung vorgenommen und als Schall-Bezugssignal eine Spannung entsprechend der Strecke YW verwendet.When the mill, as shown in FIG. 1, λ at the operating point * the Austragkurve according to the degree of filling F is to be operated, it checks the slope of the KurvenSundC in the points Fund Z. Since the curve C is the steeper, a sound control is performed, and as Sound reference signal uses a voltage corresponding to the distance YW .
Wenn die Mühle im PunktP der Austragkurve arbeiten soll, überprüft man die Steigung in den Punkten Q und R. Da die Steigung der Kurve B die größere ist, wird eine Leistungssteuerung vorgenommen und als Leistungs-Bezugssignal eine Spannung entsprechend der Strecke QS verwendet.If the mill is to work at point P of the discharge curve, check the slope at points Q and R. Since the slope of curve B is the greater, power is controlled and a voltage corresponding to the distance QS is used as the power reference signal.
Wenn die Mühle in einem PunktT auf der Austragkurve betrieben werden soll, kann sowohl eine Schallals auch eine Leistungssteuerung vorgenommen werden, weil die Steigung der Leitungskurve B im Punkt U im wesentlichen gleich der Steigung der Schallkurve C im Punkt V ist.If the mill is to be operated at a point T on the discharge curve, both sound and power control can be carried out because the gradient of the line curve B at point U is essentially the same as the gradient of the sound curve C at point V.
AVenn es erwünscht ist, die Mahlgutaufgabe zusätzlich zu überwachen, um die Überlastung des Mühlenmotors oder das Uberschreiten sonstiger Betriebsbedingungen zu vermeiden, wird ein besonderes Überwachungssignal verwendet, welches bei Überschreiten der vorbestimmten Bedingungen das Steuersignal im Sinne einer Verminderung der Mahlgutaufgabe überflügel! Diese Überwachung ist besonders wichtig, wenn sich die physikalischen Eigenschaften des der Mühle zugeführten Gutes Veränderungen unterworfen sind, so daß sich die Leistungsaufnahme und/oder die Mahlgeräuschintensität auch unabhängig vom Füllungsgrad ändert. Als Überwachungssignal kann jeweils die nicht zum Steuern verwendete Meßgröße, deren Änderungskurve den flacheren Verlauf zeigt, verwendet werden.AIf it is desired to additionally monitor the grist in order to avoid overloading the mill motor or to avoid exceeding other operating conditions is a special monitoring signal used, which when the predetermined conditions are exceeded, the control signal im In terms of a reduction in the amount of regrind feed! This monitoring is especially important, though the physical properties of the material fed into the mill are subject to changes, so that the power consumption and / or the grinding noise intensity are also independent of the degree of filling changes. The measured variable that is not used for control and its change curve can be used as the monitoring signal shows the flatter gradient.
Eine Steuerung ohne Überwachung zeigt das Schema der Fig. 2, in welcher das Kästchen 10 eine Quelle für ein Leistungs- oder Schall-Ist-Signal und das Kästchen 11 eine Bezugssignalquelle darstellt. Ist-Signal und Bezugssignal werden in einem durch das Kästchen 12 dargestellten Vergleichskreis verglichen. Das auf diese Weise erzeugte DifFerenzsignal wird in dem Verstärker 13 verstärkt und der die Mühle 15 speisenden Aufgabevorrichtung 14 zugeführt, um die Zufuhr im Sinne einer Konstanthaltung des gewählten Füllungsgrades zu beeinflussen.A control without monitoring is shown in the scheme of FIG. 2, in which box 10 is a source for a power or actual sound signal and box 11 is a reference signal source. The actual signal and reference signal are compared in a comparison circuit represented by box 12. The difference signal generated in this way is amplified in the amplifier 13 and fed to the feed device 14 feeding the mill 15 in order to influence the feed in the sense of keeping the selected degree of filling constant.
Eine Steuerung mit Überwachung zeigt das Schema der Fig. 3. Das Kästchen 16 symbolisiert eine Überwachungssignalquelle, welchedie Steuerung des Systems übernimmt und die Mahlgutaufgabe zur Mühle herabsetzt, sobald ein Überwachungsbezugssignal überschritten wird.A control with monitoring is shown in the scheme of FIG. 3. The box 16 symbolizes a monitoring signal source which takes over control of the system and reduces the feed to the mill as soon as a monitoring reference signal is exceeded.
Wenn z. B. eine Überlastung des Mühlenmotors verhindert werden soll, kann bei einer Schallsteuerung das Leistungssignal als Überwachungssignal verwendet werden, welches die Mahlgutzufuhr herabsetzt, sobald die vom Mühlenmotor aufgenommene Leistung einen vorbestimmten Wert überschreitet.If z. B. an overload of the mill motor is to be prevented, can with a sound control the power signal can be used as a monitoring signal, which reduces the supply of grist, as soon as the power consumed by the mill motor exceeds a predetermined value.
Claims (5)
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U.S. Patent No. 2,240,822;
J. Förster: "Electronic control circuits" in r ETZ 1952, issue 7 (April 1952);
G. Schröder: Electrical boiler control, Sieens magazine 1951, p. 193/194.
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