DE2823148A1

DE2823148A1 - Automatisches steuerungsverfahren fuer elektro-pneumatische nassetzmaschine zur trennung von mineralgemischen, insbesondere kohle

Info

Publication number: DE2823148A1
Application number: DE19782823148
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Hasse; Friedhelm Huebner; Karl-Heinz Weiffen
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1979-11-29
Also published as: US4264441A; JPS54155904A; DE2823148C2; GB1604139A

Description

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Beschreibung;

Die Erfindung betrifft ein automatisches Steuerungsverfahren für elektro-pneumatische Naßsetzmaschinen zur Trennung von Mineralgemischen, insbesondere Kohle, durch die Pulsationsbewegung einer Trennflüssigkeit, wobei die Trennflüssigkeit durch Druckluft in Pulskammern, die Meßeinrichtungen für die Bewegung der Trennflüssigkeit aufweisen, angeregt und gesteuert wird.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 11 386.8 ist es bekannt, Sonden zur Messung der Pulsationsbewegung der Trennflüssigkeit in den Erregerkammern von Naß setzmaschinen zu verwenden. Durch die Meßwerte der Sonden ist es dem Bedienungspersonal möglich, die Lufteinleitung, insbesondere die Dauer der Einleitung der Druckluft, den Veränderungen der Pulsationsbewegung gezielt anzupassen und die Pulsationsbewegung zu steuern. Die bekannten Sonden geben Meßwerte ab, die die Lage der Umkehrpunkte der pulsierenden !flüssigkeit in den Erregerkammern anzeigen. Das Bedienungspersonal kann jedoch selbst bei größter Aufmerksamkeit nur über längere Zeiträume Schwankungen der Palsation erkennen und aussteuern. Dabei erfordert es erhebliche Erfahrung, die notwendige Größe und Lage

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der Veränderung der Luft einleitung aus den Meßwerten zu erkennen, die benotigt werden, um die Maschine auf ihrem normalen Betriebszustand zu halten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steuerungsverfahren für elektro-pneumatische Naßsetzmaschinen zur Trennung von Mineralgemischen, insbesondere Kohle, anzugeben, das vollautomatisch arbeitet und bei der bekannten Setzmaschinensteuerung mit Sonden die Arbeit des Bedienungspersonals übernimmt. Es soll insbesondere in der Lage sein, die im lOOOstel Sekundenbereich anfallenden Änderungen der von den Sonden gegebenen Meßwerte zu verarbeiten, sicher sofort in Steuersignale für die Steuerung der Setzmaschine umzuwandeln und so die Pulsationsbewegung der Setzmaschine automatisch zu optimieren.

Die Aufgabe wird dadurch gelost, daß die Meßwerte der Meßeinrichtung als Signale, vorzugsweise als Analogsignale, entweder unverändert oder nach einer Umwandlung, die Druckluft in den Pulskammern steuern. Die Steuerung der Setzmaschine erfolgt so automatisch durch die Meßwerte der Meßeinrichtung, die als Signale dienen. So wird vorteilhaft vermieden, daß die Steuerung der Setzmaschine nach subjektiven Gesichtspunkten und zeitlich verzögert vorgenommen wird. Auf diese

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Weise kann die Arbeit einer Setzmaschine verbessert und vergleichmäßigt werden; insbesondere durch die so erreichbare optimale Fällung der Erregerkammern.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Signale einem Grenzwertschalter, vorzugsweise einem Mehrfachgrenzwertschalter mit den Bereichen Vor-, Haupt- und Alarmbereich aufgegeben werden, den sie nach Über- oder Unterschreiten der vorgegebenen Grenzwerte auslösen. Durch die Verwendung von Grenzwertaehaltern kann vorteilhaft den hohen Geschwindigkeiten, in denen sich die Analoganzeige verändert, Rechnung getragen werden. Es ist so vorteilhaft möglich, auch wenn digital arbeitende Setzmaschinensteuerungen verwendet werden, wie sie in dem Prospekt ITr. 5175 4 69 der Wedag Westfalia Dinnendahl Gröppel AG beschrieben sind, auf Analog-Digital-Wandler, die das Analogsignal in digitale Signale umsetzen, zu verzichten. So wird die Sicherheit und Praktikabilität der Steuerung weiter erhöht. Durch die Verwendung von Grenzwertschaltern ist es möglich, fur die Maschine einen Normalbereich festzulegen, in dem keine Steuerbefehle erteilt werden. Erst bei Pulsationen, die den Hbrmalbereich verlassen, werden Steuerbefehle erteilt. Die Zahl der Steuerbefehle vermindert sich daher erheblich. Gleichzeitig kann mit einem

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System ohne Dämpfung gearbeitet werden. Dies ist für die unmittelbare Beeinflussung des Setzvorganges bei größeren Abweichungen besonders vorteilhaft. Eine weitere Verbesserung bedeutet der Einsatz von Grenzwertschaltern mit Steuerbereichen. So kann eine Anpassung der notwendigen Steuerbefehle an die Größe der Abweichungen der Pulsation vom Horaalbereich erfolgen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Grenzwertschalter die Einlaßzeit der Luft in die Pulskammern beeinflußt. Diese Beeinflussung ist die einfachste und günstigste Beeinflussung. Es hat sich gezeigt, daß eine Veränderung der Einlaßzeit meist genügt, um die Pulsation sicher zu steuern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Grenzwertsehalter die Auslaßzeit der Luft aus den Pulskammern beeinfluß. Diese Möglichkeit wird z. B. gewählt, wenn aufgrund besonderer Umstände bei der Maschine die Steuerung der Einlaßzeit allein nicht ausreicht, um die Pulsation schnell wieder in den HOrmalzustand zurückzuführen. Diese Maßnahme wird z. B. ergriffen, wenn der Grenzwertschalter vom Haupt-Grenzwertbereich in den Alarm-Bereich umspringt.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dauer der Lufteinlaß- und/oder -auslaßzeit proportional zur Auslosezeit des Grenzwertschalters geändert wird. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine Verbindung zwischen der Große der Abweichung des Grenzwertes vom Sollwert und der Korrekturmaßnahme geschaffen. Eine solche Grenzwert-Proportional regelung ist wesentlich einfacher auszuführen als eine Gesamt-Proportionalregelung. Der Proportionalwert kann je nach Ansprechen der verschiedenen Steuerbereiche des Grenzwertschalters unterschiedlich eingestellt werden. So ist eine "besonders vorteilhafte schnelle Rückführung der Setzmaschinenpulsation aus unnormalen Betriebszuständen auf normale Betriebszustände möglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lufteinlaß- bzw. -auslaßzeit jeweils um die Auslosezeit des Grenzwertschalters vergrößert oder verkleinert wird. Diese Art der Steuerung mit dem Auslösezeit-Veranderungszeitverhältnis von Λ : Λ stellt eine besonders günstige Lösung dar, die sich für den Formalbetrieb als ausreichend erwiesen hat.

In einer anderen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßwerte der Meßeinrichtung als Signale nach Umwandlung die Verstellung eines Digitalsteuergerätes, das die Dauer und

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Lage der Lufteinleitung in die Pulskammern regelt, bewirken. Durch diese Ausbildung ist nach einer analog-digital Umwandlung eine besonders einfache Verwertung der Meßsignale in der bekannten Impulssteuerung, wie sie in dem bereits erwähnten Prospekt der Wedag Westfalia Dinnendahl Gröppel AG beschrieben ist, möglich.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Signale der Meßeinrichtung zunächst gespeichert werden und daß aus einer vorherbestimmten Anzahl von gespeicherten Signalen ein geglättetes Signal zur Eegelung der Lufteinleitung gebildet wird. Diese Ausbildung des Steuerungsverfahrens mit analogdigital Umwandlung stellt vorteilhaft eine Möglichkeit dar, die Zahl der gegebenen Steuerbefehle zu vermindern und den Regelvorgang zu vereinfachen und zu glätten. So werden die Nachteile der direkten digitalen Steuerung vermieden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Meßeinrichtung in den Pulskammern Sonden, insbesondere über die gesamte Höhe der Pulskammern reichende, stabförmige, kapazitiv arbeitende Sonden verwendet werden, von denen sich fn^lätr PuxSfammer befindet. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da hierbei bekannte und für Setzmaschinen bewährte

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Meßinstrumente verwendet werden können. Als Sonden kommen etwa Sonden des Typs IMC 280 der Hrma Endress & Hauser, Lörrach., in Frage. Es können jedoch, auch andere, z. B. induktiv arbeitende Sonden verwendet werden. Die Anzahl der Sonden je Pulskammer ist von der Setzbettbreite abhängig. Bei kleinen Pulskammern genügt eine Sonde, "bei großen PuIskammern können mehrere über die länge der Pulskammer verteilte Sonden verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Steuerverfahren wird anhand eines Beispiels näher erläutert, das die Grenzwertausführung der Steuerung in einem Schaltbild zeigt.

Dem Schaltbild ist ein schematischer Querschnitt durch, ein Setzbettabteil zugeordnet. Es handelt sich, dabei um das Setzbettabteil einer untergepulsten Setzmaschine, wie sie beispielsweise in dem "Mining Congress Journal" Mai 1974, Seiten 4J bis 49, des American Mining Congress, Washington, D.O., unter dem Titel "Batac Jig" gezeigt und beschrieben ist.

In dem Setzbettabteil 1 ist in der Pulskammer 2 die Meßsonde 3 angeordnet, die vorzugsweise eine kapazitiv arbeitende Sonde ist. Im Oberteil der Pulskammern 2, auch, als Erregerkammer bezeichnet, befindet sich, der Luftein- bzw. -auslaß 4, dem jeweils ein, hier nicht gezeigtes, Luftein- bzw. -auslaßventil zugeordnet ist. - 11 -

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Das Steuerungsverfahren arbeitet in der einfachsten Grenzwertausführung wie folgt:

Die Sonde 3 gibt ein Signal 3' auf einen Transmitter 4, der das Signal umgewandelt als Eingangssignal 4' den Grenzwertschaltern 6 und 7 aufgibt. Dabei wird der eine Grenzwertschalter, ζ. B. 6, als Grenzwertschalter für die obere Grenze des Umkehrpunktes der Pulsationsbewegung und der andere Grenzwertschalter 7 als Grenzwertsehalter für die untere Grenze des Umkehrpunktes der Pulsationsbewegung verwendet. Die Grenzwerte, die in den Grenzwertgebern eingestellt sind, liegen dabei für die obere Grenze zwischen 80 % und 100 % der Erregerkammerhöhe und für die untere Grenze zwischen 0 % und 20 % der Erregerkammerhöhe. Nach oben und unten gestaffelt folgen der Yorbereich, der Hauptbereich und ganz oben bzw. unten der Alarmbereich, der direkt an den Grenzen des möglichen Arbeitsbereiches liegt (0 % - 100 %).

Die Grenzwertschalter 6 und 7 geben bei Erreichen der voreingestellten Grenzwerte Signale 6' und 7¹ an die Und-Glieder 11 und 12 ab. An den Und-Gliedern Hund 12 steht weiterhin im Betrieb das Signal 10' an, das aus Einzelsignalen zusammengesetzt ist. Von den Einzelsignalen sind die Signale 8' und 9¹ als Beispiel für die Zusammenfassung gezeigt. Die Einzelsignale

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zeigen das Funktionieren der sonstigen Setzmaschinensteuerungsteile an. Bei Anstehen der Signale 6¹, 7'und 10' an den Und-Gliedern 11 und 12 schalten diese über die Signale 11' und 12' auf die Glieder 13 und 14 weiter. Die Glieder I3 und sind vorzugsweise elektronische Leistungsschalter, über die die Magnetbetätigungseinrichtungen 15 und 16 der Ein- und Auslaßventile 17 und 18 geschaltet werden. Hier addieren sich die Steuerimpulse der Grenzwertsehalter zu den Steuerimpulsen der elektronischen Ventilsteuerung und verändern entsprechend die Öffnungszeiten der Ein- und Auslaßventile.

Die Signale 12' und 11* können nicht nur auf die Leistungsschalter 13 und 14, sondern auch auf die elektronischen Ventilsteuerungen 19 und 20 übertragen werden. Hier beeinflussen Sie direkt die Glieder der elektronischen Ventilsteuerung, so daß die Ein- und Auslaßventile durch diese entsprechend der Signale der Grenzwertschalter verändert gesteuert werden.

Die erfindungsgemäße automatische Ventilsteuerung ist zwar insbesondere für eine Setzmaschinensteuerung mit elektronischen Bauteilen, die berührungslos arbeiten, geeignet. Sie kann jedoch ebenso bei anders gesteuerten Setzmaschinen eingesetzt werden. In federn Fall kann durch die Grenzwertsehalter etc.

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und eine Meßeinrichtung eine Beeinflussung der Arbeitsluftmenge erreicht werden, wobei lediglich eine Anpassung an die besondere Art der Steuerung erfolgen muß. So ist z. B. ohne weiteres eine Beeinflussung der Setzmaschinensteuerung durch an den Umkehrpunkten eingebaute Sonden oder Schalter möglich. Ebenso über ein Endschalter- oder Schwimmersystem.

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Claims

Pat ent anspräche

1. Automatisches Steuerungsverfahren für el ekt ro-pneumatische Naßsetzmaschinen zur Trennung von Mineralgemischen, insbesondere Kohle, durch die Pulsationsbewegung einer Trennflüssigkeit, wobei die Trennflüssigkeit durch Druckluft in Pulskaauaern, die Meßeinrichtungen für die Bewegung der Trennflüssigkeit aufweisen, angeregt und gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte der Meßeinrichtung als Signale, vorzugsweise als Analogsignale, entweder unverändert oder nach einer Umwandlung, die Druckluft in den Pulskammern steuern.

2. Automatisches Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale einem Grenzwertschalter, vorzugsweise einem Mehrfachgrenzwertschalter mit den Bereichen Vor-, Haupt- und Alarmbereich, aufgegeben werden, den sie nach Über- oder Unterschreiten der vorgegebenen Grenzwerte auslösen. - 2 -

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Automatisches Steuerungsverfahren nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertschalter die Einlaßzeit der Luft in die Pulskammern beeinflußt.

4. Automatisches Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertschalter die Auslaßzeit der Luft aus den Fulskammern beeinflußt.

5. Automatisches Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Lufteinlaß- und/oder Auslaßzeit proportional zur Auslösezeit des Grenzwertschalters geändert wird.

6. Automatisches Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, 2, 3» 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaß- bzw. -auslaßzeit jeweils um die Auslösezeit des Grenzwertschalters vergrößert oder verkleinert wird.

7. Automatisches Steuerungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte der Meßeinrichtung als Signale nach Umwandlung die Verstellung eines Digitalsteuergerätes, das die Dauer und Lage der Lufteinleitung in die Pulskammern regelt, bewirken.

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8. Automatisches Steuerungsverfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Meßeinrichtung zunächst gespeichert werden.

9. Automatisches Steuerungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer vorbestimmten Anzahl der gespeicherten Signale ein geglättetes Signal zur Regelung der üufteinleitung gebildet wird.

10. Automatisches Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung in den Pulskammern Sonden, insbesondere über die gesamte Höhe der Pulskammern reichende stabförmige, kapazitiv arbeitende Sonden, verwendet werden, von denen sich zumindest eine in Jeder Pulskammer befindet.

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