DE4325187C2

DE4325187C2 - Walzmühlensteuerverfahren

Info

Publication number: DE4325187C2
Application number: DE4325187A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Nose; Masaki Hamaguchi; Toshiyuki Ueda; Norio Fukuhara
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Earthtechnica Co Ltd
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2013-07-28
Also published as: US5386945A; DE4325187A1; DK87393D0; DK87393A; DK176500B1

Description

Die Erfindung bezieht sich nach den Ansprüchen 1 und 12 auf ein Walzenmühlensteuerverfahren. Walzenmühlen sind insbesondere zum Zerkleinern von Rohmaterial aus Zement, Zementklinker oder wassergranulierten Metallklumpen geeignet.

Eine Walzenmühle hat den beträchtlichen Vorteil gegenüber be kannten Kugelmühlen, daß die Walzenmühle in der Lage ist, Roh material mit hoher Wirksamkeit zu zerkleinern.

Aus der DE 36 39 206 C1 geht ein Walzenmühlensteuerverfahren hervor, das den Betriebszustand einer Walzenmühle steuert, in dem der Wert eines Betriebsparameters in Form des Anpreßdrucks der Mahlwalzen auf der Basis der zu diesem Betriebsparameter zugehörigen Betriebszustandsvariablen in Form des lastabhängi gen Primärluftdrucks eingestellt wird. Dazu wird wiederholt der Wert des lastabhängigen Primärluftdrucks gemessen. Neue Werte für den Anpreßdruck der Mahlwalzen werden aus einem Soll- /Istwertvergleich der Werte des lastabhängigen Primärluftdrucks bestimmt.

Da der Zerkleinerungsvorgang der Walzenmühle anfällig ist gegen Störungen, wie beispielsweise Änderungen der Zerkleinerungsei genschaften des Rohmaterials, ist es schwierig, den Zerkleine rungsvorgang einer Walzenmühle entsprechend der Natur des Roh materials anzupassen. Daher ist es gängige Praxis, den Betrieb einer Walzenmühle danach zu steuern, wie ein Facharbeiter den Zustand des Rohmaterials beurteilt, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Beispielsweise beobachtet der Facharbeiter verschiedene Betriebsbedingungen der Mühle, wie die Produktqualität und die Mühlenschwingung und verändert die Werte der direkt einstellbaren Betriebsparameter, wie die Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung, den Druck des Arbeitsfluids des hydraulischen Systems, die Energiezufuhr etc., mit dem Ziel, hierdurch indirekt den Betriebszustand der Mühle zu steuern.

Wenn ungeeignete Betriebsparameter ausgewählt und neu festgelegt werden, können Probleme der nachfolgend aufgezeigten Art auftreten.

Wenn beispielsweise die Schwingungen der Walzenmühle groß werden und das Maß der Schwingungen ein bestimmtes Maß überschreitet, wird ein Anhaltemechanismus ausgelöst, um zwangsweise den Betrieb der Walzenmühle zu unterbrechen. Die Qualität des Produktes, das während der ersten Stunde nach Wiederinbetriebnahme der Walzenmühle erzeugt wird, ist nicht gut und es werden unakzeptable Produkte erzeugt. Im schlimmsten Fall kann die Walzenmühle durch übermäßige Schwingungen sogar beschädigt werden. Entsprechend müssen die Betriebsparameter für die Mühle so bestimmt werden, daß die Walzenmühle nicht übermäßig in Schwingungen versetzt wird und die Walzenmühle somit nicht aufgrund übermäßiger Schwingungen gestoppt wird, um Mühlenschäden und Verringerungen der Produktivität zu verhindern.

In einigen Fällen können Walzenmühlen nicht ihre volle Kapazität ausschöpfen (die durch die Menge von zerkleinertem Rohmaterial pro Zeiteinheit, den Energieverbrauch etc. bestimmt wird), und ungeeignete Betriebsbedingungen werden zu Beeinträchtigungen der Produktqualität führen.

Um solche Probleme zu vermeiden, muß der Betrieb der Walzenmühle kontinuierlich durch einen Facharbeiter beobachtet werden, dessen Training viel Zeit und Arbeitserfahrung erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzenmühlensteu erverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, eine schwie rig zu steuernde Walzenmühle automatisch zu steuern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Walzenmühlensteu erverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder ein Walzenmühlensteuerverfahren mit den Merkmalen des Patentan spruchs 12 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentan sprüchen definiert.

Erfindungsgemäß ergibt sich die Änderung jeder einzelnen Be triebszustandsvariablen jeweils aus der Änderung aller betrach teten Betriebsparameter.

Das erfindungsgemäße Walzenmühlensteuerverfahren ist in der Lage, ein stets aktualisiertes optimales Modell der Walzenmühle zu schaffen, das unabhängig von den zeitabhängigen Änderungen des Arbeitszustandes der Walzenmühle aufgrund von Abnutzung etc. ist.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Walzenmühlen-Charakteristikmodell gebildet, das das Verhältnis zwischen Änderungen in den Werten der einstellbaren Betriebsparameter (wie den Walzendruck, die Rohmaterialzuführrate, die Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung, die Menge heißer Luft etc.) der Walzenmühle und Änderungen in den Werten der Betriebszustandsvariablen der Walzenmühle (wie die Druckdifferenz, die Partikelgrößenverteilung, das Energieerfordernis, die Mühlenschwingungen etc.) darstellt. Der Wert einer jeden Betriebszustandsvariablen wird wiederholt erfaßt, und die Änderungen in den Werten einer jeden Betriebszustandsvariablen, d. h. die Differenzen zwischen den Werten der Betriebszustandsvariablen, die in aufeinanderfolgenden Erfassungszyklen ermittelt werden, werden auf das Walzenmühlen- Charakteristikmodell angewandt, um neue Werte für die einstellbaren Betriebsparameter zu bestimmen. Auf diese Weise wird der Betrieb der Walzenmühle automatisch gesteuert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Betriebszustandsvariablen der Walzenmühle wiederholt ermittelt, und Grenzen für die Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder der Betriebsparameter werden bestimmt und vorher festgelegt. Unter der Bedingung, daß die zuvorgenannten Grenzen eingehalten werden und unter Verwendung eines Funktionsindexes, der die Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder der Betriebsparameter auswertet, werden dann neue Werte für die Betriebsparameter aus der Mehrzahl von Werten, die durch das Walzenmühlen- Charakteristikmodell vorgeschlagen werden, ausgewählt. Diese optimieren die Steuerung des Betriebszustandes der Walzenmühle. Auf diese Weise kann die Walzenmühle so gesteuert werden, daß sie sich stets in einem optimalen Betriebszustand befindet.

Die Verwendung eines geeigneten Walzenmühlen- Charakteristikmodells, geeigneter Grenzen und eines geeigneten Funktionsindex kann die Steuerung der Walzenmühle optimieren. Insbesondere verringert die Verwendung eines geeigneten Walzenmühlen-Charakteristikmodells die zur Optimierung erforderliche Zeit. Entsprechend kann eine allgemeine Wiedereinstellung vieler Betriebsparameter, die bisher schwer zu erreichen war, erreicht werden und der Betriebszustand der Walzenmühle sauber und automatisch gesteuert werden.

Da vorzugsweise das Walzenmühlen-Charakteristikmodell mit jeder zeitabhängigen Änderung der Betriebsbedingungen der Walzenmühle und jeder Änderung in den Eigenschaften des Rohmaterials aktualisiert wird, kann ein optimaler Betriebszustand der Walzenmühle beibehalten werden. Im Ergebnis kann die Walzenmühle automatisch und genau gesteuert werden.

Entsprechend kann die Zeit, die notwendig ist, um einen optimalen Betriebszustand der Walzenmühle herzustellen, durch den kombinierten Effekt der Aktualisierung des Walzenmühlen- Charakteristikmodells mit der zeitabhängigen Änderung des Betriebszustandes der Walzenmühle und der Änderung der Eigenschaften des Rohmaterials und der Optimierung durch die Verwendung des Funktionsindexes stark reduziert werden. Somit kann die Walzenmühle automatisch und genau gesteuert werden und spricht dabei schnell auf jegliche Änderung im Betriebszustand der Walzenmühle oder auf jegliche Änderung in den Eigenschaften des Rohmaterials an.

Weiter vorzugsweise wird zunächst ein Modell erstellt, das das Verhältnis zwischen den Werten der Betriebszustandsvariablen der Walzenmühle und den Werten der Betriebsparameter der Walzenmühle darstellt. Durch Anwendung bestimmter Werte der Betriebsparameter auf das Modell werden entsprechende Werte für die Betriebszustandsvariablen gewonnen. Der Betriebszustand der Walzenmühle wird gesteuert, indem die Werte der Betriebsparameter so eingestellt werden, daß die aktuellen Werte der Betriebszustandsvariablen mit den gewünschten Werten übereinstimmen. Dieses Modell beinhaltet einen linearen Ausdruck, der eine der Betriebszustandsvariablen, beispielsweise die Partikelgröße, als Funktion von zwei Betriebsparametern, beispielsweise der Gasmenge und der Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung, ausdrückt.

Der lineare Ausdruck erhöht die Betriebsgeschwindigkeit stark und entsprechend kann die Walzenmühle genau eingestellt werden und spricht schnell auf eine Änderung der Betriebsbedingungen der Walzenmühle an.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Walzenmühle, die durch ein Walzenmühlensteuerverfahren gemäß der Erfindung gesteuert werden soll;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Walzenmühlensteuerung in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung zur Steuerung der Walzenmühle aus Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Walzenmühlensteuerung in einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung zur Steuerung der Walzenmühle von Fig. 1;

Fig. 4 ein Schaubild, das im Vergleich berechnete Klassifizierungspunkte und experimentelle Klassifizierungspunkte zeigt;

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Walzenmühlensteuerung in einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung zur Steuerung der Walzenmühle aus Fig. 1;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Steuerungsprogramms, das von der Walzenmühlensteuerung aus Fig. 5 ausgeführt wird; und

Fig. 7 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines herkömmlichen Walzenmühlensteuerungsverfahren, das durch einen Facharbeiter ausgeführt werden soll.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Walzenmühle 10, die durch ein Walzenmühlensteuerverfahren gemäß der Erfindung gesteuert werden soll. Bei dieser Walzenmühle 10 wird Rohmaterial durch eine Zuführöffnung 14, die in der Seitenwand eines Gehäuses 11 ausgebildet ist, auf einen Drehtisch 12 zugeführt. Das Rohmaterial wird zwischen dem Drehtisch 12 und Walzen 13, die zusammen mit dem Drehtisch 12 gedreht werden, zerkleinert. Durch diesen Zerkleinerungsvorgang erzeugte Partikel mit Partikelgrößen, die unterhalb einer bestimmten Partikelgröße liegen, werden durch heiße Luft, die durch einen Einlaß 21 von einem Blasofen 16 eingeblasen wird, nach oben in das Gehäuse 11 geblasen. Dann werden die aufgeblasenen Partikel in feine Partikel und grobe Partikel getrennt. Dies geschieht durch eine Trennvorrichtung 19, die durch einen Motor 20 gedreht wird, so daß nur die feinen Partikel von der heißen Luft durch eine Auslaßöffnung 15, die in der oberen Wandung des Gehäuses 11 gebildet ist, transportiert werden. Die feinen Partikel werden dann durch eine Leitung 17 in einen Beutelfilter 22 transportiert. Die feinen Partikel werden in dem Beutelfilter 22 gesammelt. Die groben Partikel, die von den feinen Partikeln durch die Trennvorrichtung 19 getrennt wurden, fallen durch das Gehäuse 11 auf den Drehtisch 12 und werden zwischen dem Drehtisch 12 und den Walzen 13 weiter zerkleinert. Große Partikel, die nicht von dem Drehtisch 12 durch die heiße Luft nach oben geblasen wurden, fallen auf den Boden des Gehäuses 11 und durch eine Auslaßöffnung, die in der Bodenwandung des Gehäuses 11 gebildet ist, in einen nicht gezeigten Korbaufzug und werden dem Rohmaterialspeicher wieder zugeführt.

Die Partikelgröße des Produkts, d. h. der feinen Partikel, die in dem Beutelfilter 22 gesammelt werden, wird gemessen, um die Partikelgrößenverteilung des Produkts zu ermitteln. Die Arbeitsgeschwindigkeit des Motors 20 wird eingestellt, indem die Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung 19 reduziert wird, wenn die Partikelgröße des Produkts zu gering ist, und die Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung erhöht wird, wenn die Partikelgröße des Produkts übermäßig groß ist.

Der Drehtisch 12 wird über ein Untersetzungsgetriebe gedreht, das mit einem Motor 18 verbunden ist. Die Mühlenschwingungen werden durch eine Schwingungserfassungseinrichtung gemessen, die an dem Untersetzungsgetriebe montiert ist. Da die Bauteile der Walzenmühle 10 beschädigt werden, wenn die Mühlenschwingungen übermäßig hoch sind, wirkt eine nicht gezeigte Auslöseschaltung, um die Walzenmühle in dem Augenblick, in dem die Mühlenschwingungen beispielsweise 6 mm/s überschreiten, schnell zu stoppen.

Die Werte der Betriebsparameter der Walzenmühle 10 einschließlich der Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung 19 werden auf der Basis von Daten einschließlich der Mühlenschwingungen, die die Arbeitsbedingung der Walzenmühle 10 darstellen, eingestellt, um den Betrieb der Walzenmühle 10 zu steuern.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verfahrensweisen [1]-[3] zur Steuerung von Walzenmühlen:

[1] Ein Walzenmühlensteuerverfahren, das wiederholt den Wert jeder Betriebszustandsvariablen ermittelt (die zusammen den Gesamtbetriebszustand der Walzenmühle darstellen) und Änderungen in den Werten der Betriebszustandsvariablen, d. h. die Differenz zwischen den in aufeinanderfolgenden Meßzyklen ermittelten Werten jeder Betriebszustandsvariablen, auf ein Walzenmühlen-Charakteristikmodell anwendet, das die Beziehung zwischen Änderungen in den Werten der Betriebszustandsvariablen und Änderungen in den Werten der Betriebsparameter darstellt, um neue Werte für die Betriebsparameter zu bestimmen.

[2] Ein Walzenmühlensteuerverfahren, das wiederholt die Werte jeder Betriebszustandsvariablen ermittelt und anschließend neue Werte für die Betriebsparameter bestimmt, um einen Funktionsindex zu optimieren, der die Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder die Werte der Betriebsparameter unter der Bedingung auswertet, daß bestimmte vorher festgelegte Grenzen für die Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder der Werte der Betriebsparameter eingehalten werden.

[3] Ein Walzenmühlensteuerverfahren, das wiederholt die Werte jeder Betriebszustandsvariablen ermittelt, dann die Änderungen in den Werten der Betriebszustandsvariablen, d. h. die Differenz zwischen den in aufeinanderfolgenden Meßzyklen ermittelten Werten Betriebszustandsvariablen, auf ein Walzenmühlen- Charakteristikmodell anwendet, das das Verhältnis zwischen Änderungen in den Werten der Betriebszustandsvariablen und Änderungen in den Werten der Betriebsparameter darstellt, und anschließend unter der Bedingung, daß bestimmte vorher festgelegte Grenzen für die Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder der Betriebsparameter eingehalten werden und unter Verwendung eines Funktionsindex, der die Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder der Betriebsparameter auswertet, neue Werte für die Betriebsparameter aus einer Mehrzahl von Werten, die durch das Walzenmühlen- Charakteristikmodell vorgeschlagen werden, auswählt.

Das Walzenmühlensteuerverfahren [3] der vorstehenden Walzenmühlensteuerverfahren [1], [2] und [3] kann von einer Walzenmühlensteuerung 1 in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der Walzenmühle 10 ausgeführt werden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, gehören zu der Walzenmühlensteuerung 1 eine Erfassungseinheit 2 mit einer Mehrzahl von nicht gezeigten Erfassungseinrichtungen bzw. Sensoren, um die Eigenschaften des Rohmaterials einschließlich der Korngröße und -härte, der Dicke der Schicht, die von dem zerkleinerten Rohmaterial auf dem Drehtisch 12 gebildet wird, der Mühlenschwingungen, der erforderlichen Leistung des Motors 18, der Druckdifferenz und andere Faktoren einschließlich der Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung, die die Qualität des Produkts anzeigen, zu messen. Weiterhin gehören zu der Walzenmühlensteuerung 1 eine optimierende arithmetische Steuereinheit 3, die (i) das Walzenmühlen-Charakteristikmodell verkörpert, das die Beziehung zwischen Änderungen in den Werten der Betriebszustandsvariablen (Druckdifferenz, Partikelgrößenverteilung des Produkts, Energieerfordernis und Mühlenschwingungen, etc.) und Änderungen in den Betriebsparametern (Walzendruck, Rohmaterialzuführgeschwindigkeit, Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung, Menge an heißer Luft etc.) ausdrückt, (ii) die vorbestimmten Grenzen für die Werte der Betriebszustandsvariablen und die Werte der Betriebsparameter verkörpert, und (iii) einen Funktionsindex verkörpert, der die Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder die Werte der Betriebsparameter auswertet und der durch Verwendung eines mathematischen Verfahrens wie dem Simplex-Verfahren neue Werte aus diesen Sätzen von Werten, die durch das Modell für die Betriebsparameter, die den Funktionsindex optimieren, vorgeschlagen werden, unter der Bedingung auswählt, daß die Bedingungen, die die zuvorgenannten Grenzen der Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder der Werte der Betriebsparameter betreffen, eingehalten werden. Schließlich weist die Walzenmühlensteuerung 1 eine Hauptsteuereinheit 4 auf, die die Werte der Betriebsparameter entsprechend der durch die optimierende arithmetische Steuereinheit 3 optimierten Betriebsparameter einstellt, wodurch der Betriebszustand der Walzenmühle 10 gesteuert wird.

Walzenmühlensteuerungen, die in der Lage sind, die Walzenmühlensteuerverfahren [1] und [2] auszuführen, sind ähnlich der ersten Walzenmühlensteuerung aufgebaut, so daß an dieser Stelle auf ihre Beschreibung verzichtet wird.

Ein logischer Arbeitsmodus der Walzenmühlensteuerung 1 zur Steuerung der Walzenmühle 10 wird nachfolgend beispielhaft beschrieben.

Walzenmühlensteuerparameter

x1: Walzendruck [%] (Druck des Arbeitsfluids),
Ein niedriger Walzendruck ist bevorzugt.

x2: Rohmaterialzuführmenge [t/h]
Eine hohe Rohmaterialzuführmenge ist bevorzugt.

x3: Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung [U/min]

x4: Menge an heißer Luft [m3/min]

Walzenmühlen-Betriebszustandsvariablen

y1: Mühlendruckdifferenz [mm Wassersäule]
Bestimmter Wert

y2: Partikelgrößenverteilung des Produkts [%]
Bestimmter Wert

y3: Erforderliche Energie [kW]
Ein niedriges Energieerfordernis ist bevorzugt.

y4: Mühlenschwingungen [mm/s]
Geringe Mühlenschwingungen sind bevorzugt.

Das Walzenmühlen-Charakteristikmodell wird durch die folgende Gleichung (1) dargestellt

wobei Δx₁ bis Δx₄ die Änderungen in den Werten der Betriebsparameter x₁ bis x₄ und Δy₁ bis Δy₄ die Änderungen in den Werten der Betriebszustandsvariablen y₁ bis y₄ sind. Die Elemente a₁₁ bis a₄₄ des Ausdrucks (1) sind Koeffizienten, die durch Ermittlung der Werte der Betriebsparameter und der Werte der Betriebszustandsvariablen in bestimmten Erfassungszyklen, welche in einem festgelegten Erfassungsintervall und eine bestimmte Zeit lang ausgeführt werden, Berechnung der entsprechenden Durchschnittszeiten der Werte der Betriebsparameter und der Betriebszustandsvariablen auf der Basis der ermittelten Daten und anschließende Auswertung der Durchschnittszeiten durch mehrfache Regressionsanalyse bestimmt werden. Die zuvorgenannten Grenzen werden durch die nachfolgenden Ausdrücke dargestellt

0 ≦ x₁ + Δx₁≦ 300 (2)

0 ≦ x₂ + Δx₂ (3)

0 ≦ x₃ + Δx₃ (4)

0 ≦ x₄ + Δx₄ ≦ 270 (5)

250 ≦ y₁ + Δy₁ ≦ 300 (6)

18 ≦ y₂ + Δy₂ ≦ 22 (7)

0 ≦ y₃ + Δy₃ ≦ 175 (8)

0 ≦ y₄ + Δy₄ ≦ 6 (9)

Der Funktionsindex P wird durch den nachfolgenden Ausdruck dargestellt

P = 30 (y₃ - 175)/175 + 50(y₄/6) + 30(x₁/100) + 30(7 - x₂)/7 (10)

Die Werte für y₃, y₄, x₁ und x₂ werden so gewählt, daß der Funktionsindex P minimiert wird.

P → Min (Minimum) (11)

Die Ausdrücke (1) bis (10), die das Walzenmühlen- Charakteristikmodell darstellen, und die Grenzen werden vorher bestimmt und in einem Speicher 6, der in der optimierenden arithmetischen Steuereinheit 3 vorgesehen ist, gespeichert. Die optimierende arithmetische Steuereinheit 3 weist ein Simplex- Algorithmus-Berechnungssystem 5 auf, das mit einer zentralen Rechnereinheit (CPU) als Hauptkomponente versehen ist. Ein Simplex-Algorithmus, d. h. der Algorithmus eines mathematischen Planungsverfahrens, ist in einem ROM, das nicht dargestellt ist, gespeichert. Das Simplex-System 5 bestimmt die Änderungen Δy₁ bis Δy₄ der Werte der Betriebszustandsvariablen aus den Werten, die in dem vorangehenden Erfassungszyklus durch die Erfassungseinrichtungen der Erfassungseinheit 2 ermittelt wurden und wendet die Änderungen Δy₁ bis Δy₄ auf das Walzenmühlen-Charakteristikmodell an, um Änderungen Δx₁ bis Δx₄ für die Werte der Betriebsparameter zu bestimmen. Es gibt viele Kombinationen von Änderungen eines jeden Betriebsparameters, die zu dem gewünschten Arbeitszustand der Walzenmühle führen würden. Das Simplex-Algorithmus-Berechnungssystem 5 wählt solche Werte x₁ + Δx₁ bis x₁ + Δx₄ für die Betriebsparameter aus, die den Funktionsindex P unter der Bedingung optimieren, daß die Grenzen eingehalten werden, und gibt die ausgewählten neuen Werte an eine Ausgabeeinheit 7 ab. Die Ausgabeeinheit 7 übermittelt die Änderungen Δx₁ bis Δx₄ der Betriebsparameter an die Hauptsteuereinheit 4, und anschließend stellt die Hauptsteuereinheit 4 die Werte der Betriebsparameter auf der Basis der Änderungen Δx₁ bis Δx₄ ein, wodurch die Walzenmühle 10 in einen optimalen Arbeitszustand gesteuert wird.

Ein anderes Beispiel des logischen Betriebsmodus der Walzenmühlensteuerung 1 wird nachfolgend beschrieben.

In diesem logischen Betriebsmodus befaßt sich die Walzenmühlensteuerung mit dimensionslosen Werten, d. h. Verhältnissen zwischen den Änderungen der Werte eines jeden Parameters und den aktuellen Werten derselben und Verhältnissen zwischen den Änderungen der Werte jeder Zustandsvariablen und den aktuellen Werten derselben, anstatt sich mit den aktuellen Werten der Betriebsparameter und der Betriebszustandsvariablen und aktuellen Änderungen der Werte der Betriebsparameter und Betriebszustandsvariablen zu befassen, und verwendet Mittelwerte der erlaubbaren Bereiche.

Walzenmühlen-Betriebsparameter

x₁: Walzendruck [kgf/cm2] (Druck des Arbeitsfluids)
Ein niedriger Walzendruck ist bevorzugt.

x₂: Rohmaterialzuführrate [t/h]
Eine hohe Rohmaterialzuführrate ist bevorzugt.

x₃: Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung [U/min]

x₄: Menge an heißer Luft [m3/min]

Walzenmühlen-Betriebszustandsvariablen

y₁: 90%-Durchgangspartikelgröße [µ]
Der Mittelwert des erlaubbaren Bereichs ist wünschens wert.

y₂: Energieerfordernis [kW]
Eine geringere Energieerfordernis ist bevorzugt.

y₃: Mühlenschwingungen [mm/s]
Geringe Mühlenschwingungen sind bevorzugt.

Das Walzenmühlen-Charakteristikmodell wird durch den nachfolgenden Ausdruck (12) dargestellt.

wobei Δ'x₁ bis Δ'x₄ die Verhältnisse der Änderungen Δx₁ bis Δx₄ der Werte der Betriebsparameter x₁ bis x₄ zu den aktuellen Werten der Betriebsparameter x₁ bis x₄ jeweils sind, und Δ'y₁ bis Δ'y₄ die Verhältnisse der Änderungen Δy₁ bis Δy₄der Werte der Betriebszustandsvariablen y₁ bis y₄ zu den aktuellen Werten der Betriebszustandsvariablen jeweils sind. Die Elemente a₁₁ bis a₃₄ des Ausdrucks (12) sind Koeffizienten, die bestimmt werden, indem die Werte der Betriebsparameter und die Werte der Betriebszustandsvariablen in Erfassungszyklen, die in einem festgelegten Erfassungsintervall in einer bestimmten Periode ausgeführt werden, ermittelt, anschließend eine Berechnung der entsprechenden Zeitdurchschnitte der Werte der Betriebsparameter und der Betriebszustandsvariablen durchgeführt und schließlich eine Verarbeitung der Zeitdurchschnitte unter Verwendung einer mehrfachen Regressionsanalyse durchgeführt wird. Die vorgenannten Grenzen werden durch die nachfolgenden Ausdrücke (13) bis (19) dargestellt.

100 ≦ x₁ + x₁Δ'x₁ ≦ 150 (13)

100 ≦ x₂ + x₂Δ'x₂ ≦ 140 (14)

60 ≦ x₃ + x₃ Δ'x₃ ≦ 80 (15)

4200 ≦ x₄ + x₄ Δ'x₄ ≦ 4800 (16)

39.42 ≦ y₁ + (y₁ - b)Δ'y₁ ≦ 41.41 (17)

2400 ≦ y₂ + y₂Δ'y₂ ≦ 3000 (18)

Q ≦ y₃ + y₃ Δ'y₃ ≦ 6 (19)

wobei b eine Konstante ist.

Ein Funktionsindex P₁ wird durch den nachfolgenden Ausdruck (20) dargestellt.

P₁ = -100(x₂ + x₂ Δ'x₂)/130 - 100(y₂ + y₂ Δ'y₂)/3000 + 50(y₃ + y₃ Δ'y₃)/3 + 50(y₁ + (y₁ - b)Δ'y₁ - C)/40 (20)

wobei C der Mittelwert des erlaubbaren Bereichs für y₁, zum Beispiel C = (39,42 + 41,41)/2 ist. Die Werte von y₂, y₃ und x₂ werden so bestimmt, daß der Funktionsindex P₁ minimiert wird.

P₁ → Min (Minimum) ...(21)

Das Walzenmühlen-Charakteristikmodell, die Grenzen und der Funktionsindex P₁, die durch die Ausdrücke (12) bis (20) dargestellt sind, werden vorher bestimmt und in dem Speicher 6 der optimierenden arithmetischen Steuereinheit 3 gespeichert.

Das Simplex-Algorithmus-Berechnungssystem 5 in der optimierenden arithmetischen Steuereinheit 3 berechnet die Verhältnisse Δ'y₁ bis Δ'y₃ der Änderungen der Werte der Betriebszustandsvariablen zu aktuellen Werten derselben, welche in dem vorangehenden Erfassungszyklus durch die Erfassungseinrichtungen der Erfassungseinheit 2 ermittelt wurden, wendet die Verhältnisse Δ'y₁ bis Δ'y₃ auf das Walzenmühlen-Charakteristikmodell an, um die Verhältnisse Δ'x₁ bis Δ'x₄ der Änderungen der Betriebsparameter zu den aktuellen Werten derselben zu bestimmen. Das Simplex-System 5 wählt neue Werte x₁(1 + Δ'x₁) bis x₄(1 + Δ'x₄) aus, um den Funktionsindex P₁ unter der Bedingung zu optimieren, daß die obengenannten Grenzen eingehalten werden, und gibt neue Werte für die Betriebsparameter an die Ausgabeeinheit 7 ab. Dann bestimmt die Ausgabeeinheit 7 Änderungen Δx₁ bis Δx₄ für die Betriebsparameter und gibt dieselben an die Hauptsteuereinheit 4 ab. Die Hauptsteuereinheit 4 ändert die vorliegenden Werte der Betriebsparameter um die Werte Δx₁ bis Δx₄, um den Betriebszustand der Walzenmühle 10 zu optimieren.

Durch dieses Verfahren kann einerseits eine genaue Steuerung der Walzenmühle erfolgen, andererseits können, weil bei diesem Beispiel die Änderungen und Parameter dimensionlos sind, Berechnungen mit diesen Werten einfach durchgeführt und diese Werte leicht auf die Mitte der entsprechenden erlaubbaren Bereiche eingestellt werden. Daher kann die Walzenmühle 10 stabil unter Bedingungen, die den Grenzen genügen, gesteuert werden.

In jedem der beiden zuvor genannten logischen Betriebsmodi verwendet das Walzenmühlensteuerverfahren einen Funktionsindex mit bestimmten Grenzbedingungen, um optimale Werte für die Betriebsparameter auszuwählen und dadurch die Steuerung der Mühle zu optimieren (vgl. Walzenmühlensteuerverfahren [3]). Jedoch kann bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung das Walzenmühlensteuerverfahren wie bei dem Walzenmühlensteuerverfahren [1] die Walzenmühle 10 nur unter Verwendung des Walzenmühlen-Charakteristikmodells ohne Verwendung des zuvorgenannten Funktionsindex steuern. Ein solches Walzenmühlensteuerverfahren ist ein einfaches, im wesentlichen automatisches Steuerverfahren, das ausreichend effektiv ist, wenn sich die Betriebsbedingungen der Walzenmühle 10 nur in einem verhältnismäßig engen Bereich verändern.

Das Walzenmühlensteuerverfahren kann wie bei dem Walzenmühlensteuerverfahren [2] die Walzenmühle 10 allein durch die Optimierung der Werte der Betriebsparameter unter Verwendung des Funktionsindex und der Grenzbedingungen ohne Verwendung des zuvorgenannten Walzenmühlen- Charakteristikmodells steuern. Dieses Walzenmühlensteuerverfahren ist in der Lage, den Betrieb der Walzenmühle 10 zu optimieren, und damit kann bei diesem Verfahren der Energieverbrauch der Walzenmühle 10 verringert werden.

Das Walzenmühlensteuerverfahren [3] ist die Kombination der Walzenmühlensteuerverfahren [1] und [2] und verwendet die synergetischen Effekte der Walzenmühlensteuerverfahren [1] und [2], um einen weiter verbesserten Steuerbetrieb zu erreichen. Die Verwendung eines geeigneten Walzenmühlen- Charakteristikmodells ermöglicht es, daß die Walzenmühlensteuerung den Betriebszustand der Walzenmühle 10 schneller ändert. Dadurch können die Werte der Betriebsparameter einschließlich des Walzendrucks, der Zerkleinerungsrate, der Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung und die Menge an heißer Luft, die durch das herkömmliche undeutliche Steuerverfahren schwer zu steuern sind, eingestellt und der Betriebszustand der Walzenmühle 10 automatisch und sauber gesteuert werden.

Ein anderes Walzenmühlensteuerverfahren in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der zuvorgenannten Walzenmühle 10 wird nachfolgend beschrieben.

Dieses Walzenmühlensteuerverfahren ist insofern ein Analogum zu dem zuvorbeschriebenen Walzenmühlensteuerverfahren, als es ein Walzenmühlen-Charakteristikmodell verwendet, um das Verhältnis zwischen den Werten der Betriebszustandsvariablen der Walzenmühle 10 und den Werten der Betriebsparameter der Walzenmühle darzustellen, dann die Werte einiger Betriebsparameter auf das Walzenmühlen-Charakteristikmodell anwendet, um die Werte der entsprechenden Betriebszustandsvariablen zu bestimmen, und schließlich die Werte der Betriebsparameter so einstellt, daß die Werte der Betriebszustandsvariablen mit den gewünschten Werten übereinstimmen. Dieses Walzenmühlensteuerverfahren unterscheidet sich von den vorangehenden Walzenmühlensteuerverfahren dadurch, daß es (a) ein Walzenmühlen-Charakteristikmodell verwendet, das einen linearen Ausdruck enthält, der eine der Betriebszustandsvariablen, nämlich die Partikelgröße, als Funktion von zwei Betriebsparametern, der Menge heißer Luft und der Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung, ausdrückt, (b) ein Modell verwendet, das andere Betriebszustandsvariablen als die Partikelgröße für die mehrfache Regressionsanalyse verwendet und es (c) die Betriebsparameter nicht dimensionalisiert.

Das Walzensteuerverfahren in dieser zweiten Ausführungsform wird durch eine Walzenmühlensteuerung 31 ausgeführt, die in der Lage ist, die Walzenmühle 10 zu steuern. Wie Fig. 3 zeigt, gehören zu der Walzenmühlensteuerung 31 ein Speicher 32, der ein Walzenmühlen-Charakteristikmodell speichert, welches das vorbestimmte Verhältnis zwischen den Betriebszustandsvariablen der Walzenmühle 10 (Druckdifferenz, Partikelgrößenverteilung des Produkts, Energieerfordernis, Mühlenschwingungen etc.) und den Betriebsparametern der Walzenmühle 10 (Walzendruck, Rohmaterialzuführrate, Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung und die Menge an heißer Luft, etc.) darstellt, eine arithmetische Einheit 33, die unter Verwendung des Walzenmühlen-Charakteristikmodells die Werte der Betriebszustandsvariablen entsprechend der Werte der Betriebsparameter, die über eine nicht gezeigte Tastatur eingegeben werden, berechnet, und eine Steuereinheit 34, die die Werte der Betriebsparameter so einstellt, daß die Werte der durch die arithmetische Einheit 33 berechneten Betriebszustandsvariablen mit den gewünschten Werten übereinstimmen, wodurch der Betriebszustand der Walzenmühle 10 gesteuert wird.

Das Walzenmühlen-Charakteristikmodell beinhaltet ein Modell (1), das durch einen linearen Ausdruck das Verhältnis zwischen der Partikelgrößenverteilung (90%-Durchgangspartikelgröße), d. h. den Partikelgrößendaten, und der Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung und der Menge an heißer Luft entsprechend der Partikelgrößenverteilung darstellt, und ein Modell (2), das eine mehrfache Regressionsanalyse verwendet, um das Verhältnis zwischen den Betriebszustandsvariablen, zu denen nicht die Partikelgröße gehört, und den Werten der entsprechenden Betriebsparameter darzustellen. Die Komponenten 32, 33 und 34 bearbeiten das Walzenmühlen-Charakteristikmodell einschließlich der Modelle [1] und [2].

Ein Vorgang zur Entwicklung des Modells [1], das in dem Walzenmühlen-Charakteristikmodell enthalten ist, wird nachfolgend beschrieben.

Das Verhältnis zwischen den Werten der Betriebsparameter (die Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung und die Menge an heißer Luft) der Walzenmühle 10 und der Partikelgröße (Partikelgrößenverteilung des Produkts) wird durch die nachfolgende gut bekannte Klassifizierungspunkt- Berechnungsformel ausgedrückt. Unter Verwendung dieser Formel kann die klassifizierte Partikelgröße (90%- Durchgangspartikelgröße) unter der Bedingung, daß andere mechanische Bedingungen konstant sind, aus der Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung und der Menge an heißer Luft berechnet werden.

d = k × Q/H × R^-5/3 × N₀ ^-4/3 (31)

wobei d die klassifizierte Partikelgröße (µm), Q die aktuelle Menge an heißer Luft ist, die der Trennvorrichtung zugeführt wird (m³/s), H die Rotorhöhe (m) ist, R der Rotorradius (m) ist, N₀ die Drehgeschwindigkeit des Rotors (U/min) (= 9,07 N, N ist die Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung) und K eine Konstante ist.

Die Formel (31) wird in die Form eines linearen Ausdrucks modifiziert, der die aktuelle Menge Q an heißer Luft, die der Trennvorrichtung zugeführt wird, und die Drehgeschwindigkeit N der Trennvorrichtung als Variablen aufweist, so daß sie durch die arithmetische Einheit 33 verarbeitet werden kann. Die Konstanten k, H und R der Formel (31) und ein Umwandlungsfaktor zur Umwandlung der Drehgeschwindigkeit N₀ des Rotors in die Drehgeschwindigkeit N der Trennvorrichtung werden zusammen in dem einfachen Faktor k' kombiniert. In der nachfolgenden Formel (32) werden beide Seiten der Formel als natürlicher Logarithmus der Formel (31) ausgedrückt.

Ind = In(k' . Q . N^-4/3) (32)

Die Formel (32) ist auch in dem Fall effektiv, daß die Variablen d, Q und N der Formel (32) verändert werden. Daher

In(d + Δd) = Ink'. (Q + ΔQ) . (N + ΔN)^-4/3 (33)

Indem beide Seiten des Ausdrucks (31) von beiden Seiten des Ausdrucks (32) subtrahiert werden und die Differenzen entsprechend logarithmischer Regeln wieder angeordnet werden, wird folgender Ausdruck erhalten:

In(1 + Δd/d) = In(1 + ΔQ/Q) - (4/3) In(1 + ΔN/N) (34)

Indem der Ausdruck (34) in Reihe erweitert wird und der Term zweiter Ordnung und der Terme nachfolgend höherer Ordnung unter der Annahme weggelassen werden, daß Änderungen der Variablen sehr gering sind, erhält man die folgende Gleichung:

Δd/d = (ΔQ/Q) - (4/3)(ΔN/N) (35)

Eine klassifizierte Partikelgröße d, die durch Anwendung der Werte der Menge heißer Luft Q und der Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung N auf den Ausdruck (35) bestimmt wurde, und eine 90%-Durchgangspartikelgröße, die durch die Cilas-Analyse des aktuellen Produkts bestimmt wurde, wurden verglichen.

Daten von Messungen, die in einer bestimmten Zeit nach dem Anhalten der Walzenmühle 10 ermittelt wurden, wurden aus dem täglichen Bericht herausgezogen und einer einfachen Regressionsanalyse unterzogen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, betrug der Korrelationskoeffizient, der die Korrelation zwischen den gemessenen Werten und den theoretischen Werten darstellt, 0,796670 für die Daten, die in einem Zeitraum von 5 Stunden oder mehr nach dem Anhalten der Walzenmühle 10 ermittelt wurden.

Der Ausdruck (35) wird durch Verwendung eines Ausdrucks, der das Verhältnis zwischen der klassifizierten Partikelgröße d, welche durch eine einfache Regressionsanalyse unter Verwendung des Ausdrucks (35) bestimmt wurde, und der klassifizierten Partikelgröße, die durch die gut bekannte Cilas-Analyse des aktuellen Produkts ermittelt wurde, darstellt, überprüft.

Der nachfolgende einfache Regressionsausdruck wird zur Verallgemeinerung verwendet.

d = a . d' +b (36)

wobei d die gemessene klassifizierte Partikelgröße ist, die durch die Cilas-Analyse des aktuellen Produkts ermittelt wurde, d' die theoretische klassifizierte Partikelgröße ist, die durch Verwendung des Ausdrucks (35) berechnet wurde, und a und b Koeffizienten sind. Das Modell [1], das in dem Walzenmühlen- Charakteristikmodell enthalten ist, wird durch Ersetzung des Ausdrucks (35) durch den Ausdruck (36) erhalten.

Δd/(d - b) = (ΔQ/Q) - (4/3) (ΔN/N) (37)

Da die in dem Ausdruck (37) enthaltenen Variablen, die durch Teilung der Änderungen der Variablen durch die vorliegenden Ausdrücke der Variablen erhalten werden, dimensionslos sind, ist der jeweils vorliegende Wert, d. h. der Ist-Wert der 90%- Durchgangspartikelgröße notwendig, wenn der Ausdruck (37) verwendet wird. Die Partikelgrößenverteilung des Produkts kann durch Extrapolation unter Verwendung des gut bekannten Rosin- Rammler-Verteilungsgesetzes auf der Basis des 32 µ- Durchgangsprozentsatzes und des 8 µ-Durchgangsprozentsatz, die jeweils in enger Wechselbeziehung mit dem AJS 30 µ- Zurückbleibewert und dem Blaine-Wert stehen, bestimmt.

Ein Vorgang zur Entwicklung des Modells [2], das in dem Walzenmühlen-Charakteristikmodell enthalten ist, wird nachfolgend beschrieben.

Teilregressionskoeffizienten können für das Modell [2] ermittelt werden, indem das Verhältnis zwischen den Betriebszustandsvariablen yi (i ist eine natürliche Zahl) mit Ausnahme der Partikelgrößenverteilung und den entsprechenden Betriebsparametern xi durch eine Funktion ausgedrückt wird und die Funktion einer mehrfachen Regressionsanalyse unterworfen wird. Die Variablen yi und xj sind in der folgenden Weise dimensionslos gemacht worden.

Δ'x_j = Δx_j/x_j = (x_j+1 - x_j)/x_j (38)

Δ'y_i = Δy_i/y_i = (y_i+1 - y_i)/y_i (39)

Das Modell [2] wird wie nachfolgend aufgeführt unter Verwendung der dimensionslosen Variablen Δ'x_j und Δ'y_i ausgedrückt.

Δ'y_i = a_ij Δ'x_j (40)

wobei a_ij die Teilregressionskoeffizienten sind.

Ein Beispielbetrieb der Walzenmühlensteuerung 1, die das Walzenmühlen-Charakteristikmodell mit den Modellen [1] und [2] zur Steuerung der Walzenmühle 10 verwendet, wird nachfolgend beschrieben.

Walzenmühlen-Betriebsparameter

x₁: Rohmaterialzuführrate [t/h]

x₂: Walzendruck (Arbeitsfluiddruck)
[kgf/cm2]

x₃: Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung [U/min]

x₄: Menge an heißer Luft [m3/min]

Walzenmühlen-Betriebszustandsvariablen

y₁: 90%-Durchgangspartikelgröße [µm]

y₂: Energieerfordernis [kW]

y₃: Mühlenschwingungen [mm/s]

Die Modelle [1] und [2] werden durch die nachfolgenden Ausdrücke ausgedrückt, die durch Einsetzen der Betriebsparameter x₁ bis x₄ und der Betriebszustandsvariablen y₁ bis y₄ in die Ausdrücke (37) bis (40) erzielt werden.

Modell [1]

Δ'y₁ = Δ'x₄ - (4/3)'x₃ (41)

Modell [2]

Die Modelle [1] und [2], die jeweils durch die Ausdrücke (41) und (42) ausgedrückt werden, werden in einem Speicher 32 gespeichert.

Eine arithmetische Einheit 33 hat eine zentrale Rechnereinheit (CPU) als Hauptkomponente. Mathematische Algorithmen einschließlich des Simplex-Algorithmus werden in einem nicht gezeigten ROM gespeichert. Die arithmetische Einheit 33 führt Berechnungsfunktionen unter Verwendung des Walzenmühlen- Charakteristikmodells (einschließlich der Modelle [1] und [2]), das in dem Speicher 32 gespeichert ist, aus. Eine Steuereinheit 34 stellt die Werte der Betriebsparameter entsprechend der berechneten Daten, welche durch die arithmetische Einheit 33 bereitgestellt werden, ein, um den Betriebszustand der Walzenmühle zu steuern.

Wie zuvor erwähnt wurde, enthält das Walzenmühlen- Charakteristikmodell, das die Eigenschaften der Walzenmühle 10 ausdrückt, das Modell [1] in der Form eines linearen Ausdrucks, der eine der Betriebszustandsvariablen, die Partikelgröße (Partikelgrößenverteilung des Produkts), als Funktion von zwei der Betriebsparametern, der Menge an heißer Luft und der Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung, ausdrückt. Dieser Linearausdruck kann durch Annäherung einer Klassifizierungspunkt-Berechnungsformel, d. h. ein gut bekanntes Modell, das die Partikelgrößenverteilung ausdrückt, erhalten werden. Die ausreichend hohe Verläßlichkeit des linearen Ausdrucks wurde durch die zuvorgenannten Experimente bestätigt, und entsprechend kann die Verläßlichkeit der Walzenmühlensteuerung bei der Steuerung des Betriebszustandes der Walzenmühle 10 gewährleistet werden. Weiterhin erhöht der lineare Ausdruck die Geschwindigkeit der Berechnungen.

Das Walzenmühlen-Charakteristikmodell enthält weiterhin das Modell [2], das eine mehrfache Regressionsanalyse verwendet, um die Betriebszustandsvariablen mit Ausnahme der Partikelgröße darzustellen. Die Verringerung der Anzahl von Objekten, die der mehrfachen Regressionsanalyse unterworfen werden, welche viele Berechnungsschritte erfordert, erhöht die Berechnungsgeschwindigkeit und minimiert Berechnungsfehler.

Da weiterhin die Variablen der Modelle [1] und [2] dimensionslos sind, wird die Computerauswertung der Variablen vereinfacht und die Verarbeitungszeit wird insbesondere in dem Fall einer mehrfachen Regressionsanalyse erhöht.

Entsprechend kann die Walzenmühle schnell und genau durch das Walzenmühlensteuerverfahren, welches die Modelle [1] und [2] verwendet, gesteuert werden.

Wenn die Variablen einige einschließen, die nicht eng miteinander in Bezug stehen, können die Modelle [1] und [2], die das Walzenmühlen-Charakteristikmodell darstellen, in Komponentenmodelle aufgeteilt werden.

Obwohl ein Steuermodus, bei dem die Walzenmühlensteuerung 31 die Walzenmühle 10 steuert, indem lediglich das Walzenmühlen- Charakteristikmodell verwendet wird, zuvor beschrieben wurde, kann bei der praktischen Anwendung der Walzenmühlensteuerung 31 die Walzenmühlensteuerung 31 auch Einschränkungs- bzw. Grenzbedingungen und einen Funktionsindex gegenüber den Werten der Betriebsparameter und der Betriebszustandsvariablen zusätzlich zu der Verwendung des Walzenmühlen- Charakteristikmodells verwenden und dann das Simplex-Verfahren auf die mathematischen Algorithmen anwenden, um den Betriebszustand der Walzenmühle 10 zu steuern und zu optimieren. Wenn die vorgenannte Optimierung nicht notwendig ist, kann das Modell [1] durch ein Klassifizierungspunkt- Berechnungsverfahren oder einen Ausdruck höherer Ordnung ausgedrückt werden.

Das zuvorgenannte Walzenmühlen-Charakteristikmodell, das bei dem Walzenmühlensteuerverfahren verwendet wird, welches die vorliegende Erfindung verkörpert, wird vor der Anwendung einer mehrfachen Regressionsanalyse geschaffen und ist undynamisch. Tatsächlich ändern sich die Betriebsbedingungen der Walzenmühle 10 mit der Zeit, wie es auch bei dem Zerkleinerungsvorgang der Walzenmühle 10 der Fall ist, die sich aufgrund der Abnutzung der Zerkleinerungskomponenten verändert. Die Eigenschaften des Rohmaterials sind auch veränderlich. Die Walzenmühle 10 kann in einem optimalen Betriebszustand gehalten werden, indem das Walzenmühlen-Charakteristikmodell bei einer Veränderung des Betriebszustandes der Walzenmühle 10 und der Änderung der Eigenschaften des Rohmaterials aktualisiert wird.

Die vorliegende Erfindung kann in den nachfolgenden Walzenmühlensteuerverfahren [4] und [5] verkörpert sein.

[4] Ein Walzenmühlensteuerverfahren, das wiederholt jeden Wert der Walzenmühlen-Betriebszustandsvariablen ermittelt, dann die Änderungen in den Werte einer jeden Betriebszustandsvariablen, d. h. die Differenz zwischen den Werten einer jeden Betriebszustandsvariablen, die in aufeinanderfolgenden Erfassungszyklen ermittelt wurden, auf ein Walzenmühlen- Charakteristikmodell anwendet, welches das zuvorbestimmte Verhältnis zwischen der Änderung der Betriebszustandsvariablen und der Werte der Betriebsparameter darstellt, um neue Werte für die Betriebsparameter zu bestimmen, und anschließend das Walzenmühlen-Charakteristikmodell auf der Basis der Werte der Betriebszustandsvariablen aktualisiert, nachdem versucht wurde, die Walzenmühle zu steuern, indem die neugewählten Werte der Betriebsparameter gesetzt wurden.

[5] Ein Walzenmühlensteuerverfahren, das wiederholt jeden der Werte der Betriebszustandsvariablen ermittelt, dann die Werte der Änderungen einer jeden Betriebszustandsvariablen, d. h. die Differenz zwischen den Werten der Bedingungsvariablen, die in nachfolgenden Erfassungsschritten ermittelt wurden, auf ein Walzenmühlen-Charakteristikmodell anwendet, das die vorbestimmte Beziehung zwischen den Änderungen der Betriebszustandsvariablen und den Änderungen der Werte der Betriebsparameter ausdrückt, um neue Werte für die manipulierten Variablen zu bestimmen, neue Werte aus der Mehrzahl von Werten, die durch das Charakteristikmodell vorgeschlagen werden, für die Betriebsparameter auswählt, indem ein Funktionsindex verwendet wird, der die Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder die Werte der Betriebsparameter unter der Bedingung auswertet, daß die vorbestimmten Grenzen für die Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder die Werte der Betriebsparameter eingehalten werden, und dann das Walzenmühlen-Charakteristikmodell auf der Basis der ermittelten Betriebszustandsvariablen aktualisiert, nachdem versucht wurde, den Betrieb der Walzenmühle zu steuern, indem die neu gewählten Werte der Betriebsparameter gesetzt wurden, sowie die gewählten neuen Werte der Betriebsparameter aktualisiert werden.

Das Walzenmühlensteuerverfahren [5] wird durch eine Walzenmühlensteuerung 1' ausgeführt. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, weist die Walzenmühlensteuerung 1' zusätzlich zu den Komponenten der Walzenmühlensteuerung 1 in der ersten Ausführungsform eine Modellaktualisierungseinheit zur Aktualisierung des Walzenmühlen-Charakteristikmodells auf. Das Walzenmühlensteuerverfahren [4] kann durch eine Walzenmühlensteuerung ausgeführt werden, die ähnlich der Walzenmühlensteuerung 1' ist, und daher wird die Beschreibung der Walzenmühlensteuerung zur Ausführung des Walzenmühlensteuerverfahrens [4] hier weggelassen.

Ein typisches Beispiel eines logischen Betriebsmodus, in dem die Walzenmühlensteuerung 1' arbeitet, wird nachfolgend beschrieben.

Diese Ausführungsform der Erfindung führt Aktualisierungen des Walzenmühlen-Charakteristikmodells unter Verwendung eines Kalman-Filters aus, um den Betriebszustand der Walzenmühle zu berechnen.

Walzenmühlen-Betriebsparameter

x₁: Walzendruck (Arbeitsfluiddruck)

x₂: Zerkleinerungsrate

x₃: Drehgeschwindigkeit der Trennvorrichtung

x₄: Menge an heißer Luft

x₅: Drehgeschwindigkeit des Drehtisches

Walzenmühlen-Betriebszustandsvariablen

y₁: Blaine-Wert

y₂: AJS 30 µ-Verbleibungswert

Y₃: Zerkleinerungsrate/Energieerfordernis

y₄: Druckdifferenz

y₅: Dicke der Schicht zerkleinerten Rohmaterials

y₆: Bereich, in dem sich die Dicke der Schicht zerkleiner ten Rohmaterials ändert

Dann wird das Walzenmühlen-Charakteristikmodell durch den nachfolgenden Determinantenausdruck ausgedrückt:

wobei Δx_j die Änderungen in den Werten x_j (j = 1 bis 5) der Betriebsparameter darstellen, und Δy_i die Änderungen in den Werten der Betriebszustandsvariablen y_i (i = 1 bis 6) ausdrücken. Die Elemente a_ij des Ausdrucks (22) sind Koeffizienten, die durch Berechnung der Durchschnitte der Werte der Betriebsparameter und der Werte der Betriebszustandsvariablen über die Zeit berechnet werden, die zu Erfassungszeiten in einem bestimmten Zeitraum erfaßt wurden, und indem dann diese Zeitdurchschnitte einer mehrfachen Regressionsanalyse unterworfen werden. Die Grenzen werden in den nachfolgenden Ausdrücken ausgedrückt.

Partikelgrößengrenzen: c_i + ε_i ≦ d_i - ε_i (i = 1 oder 2) (23)

Einheitsgrenzen: y₃+ Δy₃ ≧ e₃ + ε₃ (24)

Schwingungsgrenzen: f_k(x_k + Δx_k) ≦ h_k(k = 1 bis n) (25)

wobei c_i, d_i, e₃, g_k und h_k vom Anwender eingegebene Werte sind, ε₃ ein Modellfehler ist und f_k eine Funktion für ein nichtlineares Optimierungsverfahren ist, das Ungleichheitsgrenzen (wiederholte Berechnung) enthält.

Der Funktionsindex wird durch eine Funktion P₂ dargestellt, die durch den nachfolgenden Ausdruck darstellbar ist.

wobei W_i Gewichte darstellt, die vom Benutzer eingegebene Werte sind. Die Gewichte können genau durch die Bedienungsperson entsprechend des aktuellen Betriebszustandes der Walzenmühle gesetzt werden, um ein bestimmtes Maß an Arbeitsfreiraum für die Bedienungsperson beizubehalten.

Die Werte Δx_j (j = 1 bis 6) werden bestimmt, so daß der Funktionsindex P₂ maximiert wird.

P2 → Max (Maximierung) (27)

In dieser Ausführungsform werden die Grenzen, die durch die Ausdrücke (23) bis (25) des Walzenmühlen-Charakteristikmodells ausgedrückt werden, und der Funktionsindex P₂ zuvor in einem Speicher 6 gespeichert, der in einer optimierenden arithmetischen Steuereinheit 3 vorgesehen ist.

Ein Simplex-Algorithmus-Berechnungssystem 5, das in der optimierenden arithmetischen Steuereinheit 3 enthalten ist, berechnet Änderungen Δy_i durch Subtraktion der Werte der Betriebszustandsvariablen, welche durch die Erfassungseinheit 2 in den aufeinanderfolgenden Erfassungszyklen ermittelt werden, von den Werten der entsprechenden Betriebszustandsvariablen, die durch die Erfassungseinheit 2 in dem vorhergehenden Erfassungszyklus ermittelt wurden, und anschließender Anwendung der Änderungen Δy_i auf das Walzenmühlen-Charakteristikmodell, um Änderungen Δx_j für die Betriebsparameter zu bestimmen. Das Simplex-Algorithmus-Berechnungssystem 5 wählt neue Werte für die Betriebsparameter: x_j ^neu = x_j ^alt + α_j Δx_j aus, um den Funktionsindex P₂ unter der Bedingung zu optimieren, daß die Grenzen eingehalten werden, und gibt die neugewählten Werte an eine Ausgabeeinheit 7 weiter. Dann bestimmt die Ausgabeeinheit 7 Änderungen α_j Δx_j für die neuen Werte x_j ^neu und gibt dieselben an eine Hauptsteuereinheit 4 ab. Die Werte α^j sind von der Bedienungsperson eingegebene Werte. Dann stellt die Hauptsteuereinheit 4 die vorliegenden Werte der Betriebsparameter auf der Basis der Änderungen α_j Δx_j, welche durch die Ausgabeeinheit 7 bereitgestellt werden, ein und führt eine Aktualisierung des Walzenmühlen-Charakteristikmodells auf der Basis der Werte y_i ^neu der Betriebszustandsvariablen und der Werte x_j ^neu der Betriebsparameter aus.

Wenn eine Aktualisierung des Walzenmühlen-Charakteristikmodells ausgeführt wird, wird eine sequentielle Annäherung auf die Identifizierung der Parameter durch die gut bekannte Methode der kleinsten Quadrate, die äquivalent zu der Anwendung des Standard-Kalman-Filters bei einer Systemgleichung ist, bei der unbekannte Parameter als Zustandsvariablen zur Zustandsbestimmung angenommen werden. Entsprechend ist die Lösung, wie sie allgemein bekannt ist:

a'(N) = a'(N - 1) - K(N) {x^T(N) . a'(N - 1) - y(N)} (28)

K(N) = P(N - 1) × (N){1 + x^T(N)P(N - 1) × (N)}^-1 (29)

P(N) = {1 - K(N)x^T(N)} P(N - 1) (30)

wobei N = 1, 2, .., a'(N) ein geschätzter Wert des Koeffizienten a_ij des Walzenmühlen-Charakteristikmodells ist, x ein neuer Wert x_j ^neu des Betriebsparameters ist, y(N) ein Wert yineu der Betriebszustandsvariablen ist und P(N) die Covarianz der Schätzungsfehler ist.

Die geschätzten Werte a'(N) der Koeffizienten au des Walzenmühlen-Charakteristikmodells kann sequentiell durch die nachfolgende Berechnungssequenz aktualisiert werden, wenn die Anfangswerte a'(0) und P(0) = β| (β < 0) verwendet werden.

Durch Steuerung des Walzenmühlenbetriebszustandes, während kontinuierlich das Walzenmühlen-Charakteristikmodell unter Verwendung der Modellaktualisierungseinheit 8 aktualisiert wird, kann der Betriebszustand der Walzenmühle 10 unter Inbetrachtziehung der Änderungen des Betriebszustandes der Walzenmühle 10 mit der Zeit und der Änderungen der Eigenschaften des Rohmaterials gesteuert werden, und entsprechend kann die Walzenmühle 10 in einem optimalen Betriebszustand gehalten werden. Weiterhin erhöhen die synergetischen Effekte der Aktualisierungen des Walzenmühlen- Charakteristikmodells und der Optimierung unter Verwendung des Funktionsindex die Geschwindigkeit zum Einstellen des Betriebszustandes der Walzenmühle 10, so daß die Walzenmühle 10 schnell und automatisch in einen optimalen Betriebszustand gebracht werden kann.

Ein anderes Beispiel für den logischen Betriebsmodus der Walzenmühlensteuerung 1' wird nachfolgend beschrieben.

Bei diesem logischen Betriebsmodus wird das Walzenmühlen- Charakteristikmodell aktualisiert, indem ein Teil der gespeicherten Daten kontinuierlich aktualisiert und wiederholt eine mehrfache Regressionsanalyse ausgeführt wird.

Grundsätzlich verwendet die Walzenmühlensteuerung 1' die gut bekannte mehrfache Regressionsanalyse, wenn zu Anfang die Koeffizienten a_ij des Walzenmühlen-Charakteristikmodells gesetzt werden, aber sie verwendet es auf eine spezielle Weise. Diese wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 erläutert.

Wie Fig. 6 zeigt, wird die Anzahl von Daten, die der mehrfachen Regressionsanalyse unterworfen werden sollen, in einem Schritt S1 eingegeben, indem beispielsweise eine nicht gezeigte Tastatur verwendet wird. Die Betriebsdaten D1, die aus den Werten der Betriebszustandsvariablen y₁ bestehen, die durch die Erfassungseinheit 2 ermittelt wurden, und die neuen Werte der entsprechenden Betriebsparameter x₁ werden in einem Schritt S2 erfaßt. In einem Schritt S3 wird jeder Datensatz einer jeden Gruppe ΣDi, die in einem nicht dargestellten Speicher gespeichert sind und einer mehrfachen Regressionsanalyse zur Bestimmung der Anfangswerte unterworfen wird, verschoben, nachdem die Betriebsdaten Di erfaßt wurden, um eine neue Datengruppe ΣDi' für die nächste mehrfache Regressionsanalyse zu erzeugen, indem die ältesten Betriebsdaten entfernt und die neu erfaßten Betriebsdaten Di hinzugefügt werden. In einem Schritt S4 wird die mehrfache Regressionsanalyse durch Verwendung der Datengruppe ΣDi' ausgeführt und Teilregressionskoeffizienten werden berechnet, und anschließend werden die berechneten neuen Teilregressionskoeffizienten als Koeffizienten a_ij des Walzenmühlen-Charakteristikmodells in einem Schritt S5 bereitgestellt. Die Schritte S2 bis S5 werden wiederholt ausgeführt, um das Walzenmühlen-Charakteristikmodell zu aktualisieren. Die Reihe von Vorgängen wird durch die Modellaktualisierungseinheit 8 gesteuert oder ausgeführt. Das Resultat der Verwendung dieser Modellaktualisierungseinheit 8 ist äquivalent zu dem Ergebnis der Verwendung des Kalman- Filters. Dieser Vorgang zur Aktualisierung des Walzenmühlen- Charakteristikmodells ist insofern vorteilhaft, daß die mehrfache Regressionsanalyse, die die Logik ist, die verwendet wird, um die Anfangswerte der Koeffizienten a_ij des Walzenmühlen-Charakteristikmodells festzulegen, verwendet werden kann.

Obwohl die zuvorbeschriebenen Walzenmühlensteuerungen das Walzenmühlensteuerverfahren [5] verwenden, welches bei der praktischen Anwendung den Funktionsindex unter der Bedingung anwendet, daß die Grenzen eingehalten werden, kann das Walzenmühlen-Charakteristikmodell aktualisiert werden, ohne daß der Funktionsindex verwendet wird, wie es auch bei dem Walzenmühlensteuerverfahren [4] der Fall ist. In diesem Fall werden anstelle der "gewählten neuen Werte für die Betriebsparameter", die durch Verwendung des Funktionsindex erzielt werden, die Werte der Betriebsparameter, die durch das Walzenmühlen-Charakteristikmodell, welches nicht durch Aktualisierung optimiert ist, als ein Teil der Betriebsdaten D1 verwendet. Da das Walzenmühlen-Charakteristikmodell so entsprechend der Änderungen des Betriebszustandes der Walzenmühle 10 mit der Zeit und der Änderungen der Eigenschaften des Rohmaterials aktualisiert wird, kann die Walzenmühle 10 automatisch für einen optimalen Betrieb gesteuert werden und die Walzenmühle 10 immer unter optimalen Betriebsbedingungen ähnlich wie bei dem Walzenmühlensteuerverfahren [5] arbeiten.

Die Walzenmühlensteuerverfahren [4] und [5] unterscheiden sich von den Walzenmühlensteuerverfahren [2] und [3] dadurch, daß sie den Betriebszustand der Walzenmühle 10 optimieren, indem ein Offset eliminiert wird, anstatt den Betriebszustand der Walzenmühle 10 durch Optimierung der gesetzten Werte der Betriebsparameter zu optimieren. Daher wird erwartet, daß die synergetischen Effekte der Verwendung solcher Walzenmühlensteuerverfahren in Kombination eine exzellente Steuerung der Walzenmühle 10 ermöglichen.

Obwohl in den vorangehenden Ausführungsformen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung sowohl die Werte der Betriebszustandsvariablen als auch die Werte der Betriebsparameter verwendet werden, um den Betriebszustand der Walze zu optimieren, wenn die Grenzen und der Funktionsindex verwendet werden, ist es möglich, dies auch dadurch zu schaffen, daß entweder nur die Werte der Betriebszustandsvariablen oder nur die Werte der Betriebsparameter verwendet werden.

Obwohl die Änderungen für die Werte der Betriebsparameter so ausgewählt werden, daß der Funktionsindex in den voranstehenden ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung minimiert oder maximiert werden, da der Funktionsindex so bestimmt wird, daß er minimiert oder maximiert wird, wenn der Betriebszustand der Walzenmühle optimiert wird, können nach der Modifizierung des Funktionsindex die Änderungen in den Werten der Betriebsparameter auch gewählt werden, indem solche Werte gefunden werden, die den Konvergenzwert des Funktionsindex invertieren.

Die Komponenten der Walzenmühlensteuerungen 1 und 1' in den ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können sowohl in der Form individueller Teile der Hardware oder in der Form von Computersoftwarevorgängen gewählt werden.

Aus der vorliegenden Beschreibung wird deutlich, daß durch Verwendung der Walzenmühlensteuerungen 1 und 1' in den ersten und zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit geschaffen wird, automatisch eine Walzenmühle unter optimalen Betriebsbedingungen laufen zu lassen, ohne daß die Notwendigkeit besteht, sich auf eine ausgebildete Bedienungsperson verlassen zu müssen, selbst wenn der Betriebszustand sich aufgrund von Änderungen der Zerkleinerungseigenschaften des Rohmaterials verändert. Dies ist durch die allgemeine Korrektur der Werte der Betriebsparameter möglich, die mit den herkömmlichen Steuerverfahren schwer zu erreichen war. Beispielsweise sind die Walzenmühlensteuerungen 1 und 1' in der Lage, die Schwingungen der Walzenmühle 10 zu unterdrücken und ein Anhalten der Walzenmühle 10 aufgrund der Schwingungen zu vermeiden, so daß die Walzenmühle kontinuierlich arbeitet. Weiterhin steuern die Walzenmühlensteuerungen 1 und 1' die Walzenmühle 10 so, daß ein maximaler Durchsatz bei einer minimalen Energieerfordernis erreicht wird und so ein Produkt von optimaler Qualität erzeugt wird.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Walzenmühlensteuerverfahren, das in der Lage ist, eine Walzenmühle zu steuern, die verhältnismäßig schwierig in einem optimalen Betriebszustand gehalten werden kann, sowie eine Walzenmühlensteuerung zur Ausführung des Walzenmühlensteuerverfahrens. Die Walzenmühlensteuerung speichert zunächst ein Walzenmühlen-Charakteristikmodell, das das Verhältnis zwischen Änderungen in den Werten der Betriebszustandsvariablen, welche durch eine Erfassungseinheit (2) ermittelt wurden, und Betriebsparametern, Grenzen für die Werte der Betriebszustandsvariablen und die Betriebsparameter, einen Funktionsindex zur Auswertung der Werte der Betriebszustandsvariablen und der Betriebsparameter. Ein Simplex-Algorithmus-Berechnungssystem (5), das in einer optimierenden arithmetischen Steuereinheit (3) vorgesehen ist, berechnet Änderungen für die Betriebsparameter durch einen Simplex-Algorithmus unter Verwendung des Walzenmühlen- Charakteristikmodells, der Grenzen und des Funktionsindexes, um die Werte der Betriebszustandsvariablen, die durch die Erfassungseinheit (2) ermittelt wurden, so auszuwählen, daß der Funktionsindex unter Bedingungen, die den Grenzen genügen, optimiert wird. Anschließend steuert eine Hauptsteuereinheit (4) die Walzenmühle auf der Basis der neuen Betriebsparameter.

Claims

1. Walzenmühlensteuerverfahren, das den Betriebszustand einer Walzenmühle steuert, indem die Werte der Betriebsparameter der Walzenmühle auf der Basis von Werten von den Betriebszustandsvariablen, die den Betriebszustand der Walzenmühle darstellen, eingestellt werden, wobei das Walzenmühlensteuerverfahren die nachfolgenden Schritte aufweist:

a) Wiederholtes Messen der Werte der Betriebszustandsvariablen, die den Betriebszustand der Walzenmühle darstellen;
b) Bestimmung neuer Werte für die Betriebsparameter, indem die Änderungen oder Verhältnisse in den ermittelten Werten der Betriebszustandsvariablen auf ein Walzenmühlen- Charakteristikmodell angewendet werden, wobei das Walzenmühlen-Charakteristikmodell angibt, wie sich jeweils der Wert einer Betriebszustandsvariablen in Abhängigkeit aller beobachteten Betriebsparameter ändert; und
c) Auswahl neuer Werte für die Betriebsparameter, um den Betriebszustand der Walzenmühle zu optimieren.

2. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 1, bei dem neue Werte für die Betriebsparameter ausgewählt werden, um einen Funktionsindex zur Auswertung der Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder der Werte der Betriebsparameter unter der Bedingung zu optimieren, daß bestimmte Grenzen für die ermittelten Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder der neuen Werte der Betriebsparameter eingehalten werden.

3. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Walzenmühlen-Charakteristikmodell auf der Basis der neuen Werte der Betriebsparameter und der Werte der Betriebszustandsvariablen, die ermittelt wurden, nachdem versucht wurde, den Betriebszustand der Walzenmühle entsprechend der neuen Werte der Betriebsparameter zu steuern, aktualisiert wird.

4. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 3, bei dem das Walzenmühlen-Charakteristikmodell durch Zustandsschätzung unter Verwendung eines Kalman-Filters aktualisiert wird.

5. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 3, bei dem eine sequentielle Näherung auf die Identifizierung von Parametern durch eine Methode kleinster Quadrate angewendet wird, wenn das Walzenmühlen-Charakteristikmodell aktualisiert wird.

6. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 3, bei dem das Walzenmühlen-Charakteristikmodell durch eine wiederholte mehrfache Regressionsanalyse aktualisiert wird, während die gespeicherten Daten teilweise aktualisiert werden.

7. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 6, bei dem das Aktualisieren des Walzenmühlen-Charakteristikmodells durch mehrfache Regressionsanalyse die folgenden Schritte aufweist:

a) Eingabe der Anzahl von Variablen, die der mehrfachen Regressionsanalyse unterworfen werden sollen, in einem ersten Schritt;
b) Erfassung von Betriebsdaten einschließlich der ermittelten Werte der Betriebszustandsvariablen und der neuen Werte der Betriebsparameter in einem zweiten Schritt;
c) Erzeugung einer neuen Datengruppe für die nächste mehrfache Regressionsanalyse, nachdem die Betriebsdaten ermittelt wurden, indem ein Satz der Datengruppe, der für die mehrfache Regressionsanalyse zur Bestimmung von Anfangswerten gespeichert wurde, verschoben, die ältesten Betriebsdaten entfernt und die neuen Betriebsdaten zugefügt werden, in einem dritten Schritt;
d) Berechnung von Teilregressionskoeffizienten, indem die mehrfache Regressionsanalyse der Datengruppe für die mehrfache Regressionsanalyse ausgeführt wird, in einem vierten Schritt;
e) Einfügung der berechneten neuen Teilregressionskoeffizienten als Koeffizienten des Walzenmühlen-Charakteristikmodells in einem fünften Schritt; und
f) Aktualisierung des Walzenmühlen-Charakteristikmodells durch Wiederholung der vorangehenden Schritte vom zweiten Schritt bis einschließlich des fünften Schritts.

8. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Werte der Betriebsparameter so eingestellt werden, daß die Werte der entsprechenden Betriebszustandsvariablen mit den gewünschten Werten übereinstimmen.

9. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 8, bei dem das Walzenmühlen-Charakteristikmodell mindestens ein Modell beinhaltet, welches einen linearen Ausdruck aufweist, der eine der Betriebszustandsvariablen als eine Funktion einer Mehrzahl von Betriebsparameter ausdrückt.

10. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 9, bei dem das Walzenmühlen-Charakteristikmodell mindestens ein weiteres Modell beinhaltet, welches eine Determinante für die mehrfache Regressionsanalyse aufweist, das die Werte der Betriebszustandsvariablen darstellt.

11. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 8, bei dem die Variablen des Modells dimensionslos sind.

12. Walzenmühlensteuerverfahren, das den Betriebszustand einer Walzenmühle steuert, indem die Werte der Betriebsparameter der Walzenmühle auf der Basis von Werten der Betriebszustandsvariablen der Walzenmühle eingestellt werden, wobei das Walzenmühlensteuerverfahren folgende Schritte umfaßt:

a) Wiederholte Ermittlung der Werte der Betriebszustandsvariablen, die den Betriebszustand der Walzenmühle darstellen;
b) Auswahl neuer Werte für die Betriebsparameter, die einen Funktionsindex zur Auswertung der Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder der Werte der Betriebsparameter unter der Bedingung optimieren, daß bestimmte vorher festgelegte Grenzen für die ermittelten Werte der Betriebszustandsvariablen und/oder die neuen Werte der Betriebsparameter eingehalten werden, durch ein Wertauswahlmittel.

13. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 12, bei dem zum Wertauswahlmittel ein Simplex-Algorithmus-Berechnungssystem mit einem ROM, das ein Simplex-Verfahren speichert, und eine zentrale Rechnereinheit (CPU) gehören.

14. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem zu den Grenzen zumindest eine Bedingung gehört, die erfordert, daß sich die Summen aus dem Wert eines jeden Betriebsparameters und der Änderung in dem Wert desselben Betriebsparameters in bestimmten Bereichen bewegen.

15. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem zu den Grenzen zumindest eine Bedingung gehört, die erfordert, daß sich die Summen aus dem Wert einer jeden Betriebszustandsvariablen und der Variation in dem Wert derselben Betriebszustandsvariablen in festgelegten Bereichen bewegen.

16. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem zu den Grenzen zumindest eine Bedingung gehört, die erfordert, daß die Summen aus dem Wert einer jeden Betriebszustandsvariablen und dem Wert, der erhalten wird, indem das Verhältnis des Wertes derselben Betriebszustandsvariablen zu der Variation in dem Wert derselben Betriebszustandsvariablen mit dem Wert derselben Betriebszustandsvariablen multipliziert wird, sich in festgelegten Bereichen bewegen.

17. Walzenmühlensteuerverfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem zu den Grenzen zumindest eine Bedingung gehört, die erfordert, daß sich die Summen aus dem Wert einer jeden Betriebszustandsvariablen und dem Wert, der erhalten wird, indem das Verhältnis des Wertes derselben Betriebszustandsvariablen zu der Änderung in dem Wert derselben Betriebszustandsvariablen mit dem Wert, der durch Subtraktion eines festgelegten Wertes von dem Wert derselben Betriebszustandsvariablen multipliziert wird, in festgelegten Bereichen bewegen.

18. Walzenmühlenverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem die neuen Werte für die Betriebsparameter durch das Simplex-Verfahren ausgewählt werden, um einen Funktionsindex zu optimieren.