DK176500B1 - Fremgangsmåde til styring af en valsemölle - Google Patents

Description

DK 176500 B1 i

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge kravene 1 og 12.

Valsemøller er navnlig egnede til knusning af cementvalsegods, cementkiinker eller vandgranulerede råvarer.

5 Valsemøllen har den væsentlige fordel i forhold til den velkend te kuglemølle, at valsemøllen er i stand til at knuse valsegods ved høj knusningseffektivitet (dvs. et lavt effektforbrug per enhed).

Valsemøller er fremlagt i det offentliggjorte japanske patent (Kokai) nr. SHO 56-155658 og SHO 57-140658. Hydrauliske kredsløb til 10 brug sammen med valsemøller er fremlagt i det offentliggjorte japanske patent (Kokai) nr. SHO 62-33556, SHO 63-51954, SHO 63-51955, SHO 63-956 og HEI 2-107346. Separatorer for sådanne valsemøller er fremlagt i japansk brugsmodel meddelelse (Kokoku) nr. 63-348 og det offentliggjorte japanske patent nr. SHO 59-59855 og SHO 63-42746. En 15 fremgangsmåde til regulering af fugtighedsindholdet i valsegods, der skal bearbejdes af valsemøllen, er fremlagt i det offentliggjorte japanske patent (Kokai) nr. HEI 1-2284344. En fremgangsmåde til stabilisering af driften af valsemøllen er fremlagt i det offentliggjorte japanske patent nr. SHO 59-142856. Valsemøller er fremlagt i U.S. patent nr. 4 597 537 20 og 4 611 765.

Fra DE 3639206 Cl kendes en fremgangsmåde til styring af valsemøller, der styrer driftstilstanden af en valsemølle, i hvilken fremgangsmåde værdien for en driftsparameter i form af kontakttrykket af valserne indstilles på basis af de til denne drifts para meter hørende 25 driftstilstandsvariable i form af det lastafhængige primærlufttryk. Dertil bliver værdien af det lastafhængige primærlufttryk målt gentagne gange. Nye værdier for kontakttrykket af valserne bestemmes af en sammenligning af beregnede og målte værdier af det lastafhængige primærlufttryk.

30 Eftersom valsemøllens knusningsegenskaber er meget følsom me overfor forstyrrelser såsom forandringer i knusningskarakteristikken for råvaren, er det svært at styre knusningsfunktionen for valsemøllen i overensstemmelse med ændringer i valsegodsets natur. Derfor er det praksis at styre driften af valsemøllen på grundlag af en kvalificeret DK 176500 B1 2 operatørs kvalitative bedømmelse af valsegodsets tilstand, som det er vist i fig. 7. For eksempel overvåger den dygtige operatør forskellige driftsforhold for møllen, såsom produktkvalitet og møllevibration, og styrer værdierne af direkte justerbare driftsparametre, såsom separato-5 rens omdrejningshastighed, trykket i det hydrauliske systems arbejds-væske, forsyningseffekt, osv., hvorved der udøves indirekte regulering af valsemøllens driftstilstand.

Hvis der er valgt og indstillet forkerte driftsparametre, kan der forekomme problemer af den nedenfor diskuterede type.

10 Når for eksempel vibrationerne i valsemøllen bliver store, og vi brationsniveauet overstiger et forudbestemt niveau, bliver en stoppemekanisme aktiveret med henblik på tvangsmæssig standsning af driften af valsemøllen. Kvaliteten af produktet, som produceres i løbet af den første time, efter at valsemøllen er blevet genstartet, er ikke god, 15 og der bliver produceret uacceptable produkter. I det værste tilfælde kan valsemøllen blive beskadiget af voldsomme vibrationer. I overensstemmelse hermed skal driftsparametrene for møllen bestemmes således, at valsemøllen ikke kommer til at vibrere voldsomt, og således, at valsemøllen ikke vil blive standset på grund af voldsomme vibrationer, 20 hvorved det tilstræbes at undgå sammenbrud og formindskelse af produktudbyttet.

I nogle tilfælde er valsemøllen ude af stand til at leve op til sin fulde ydeevne, (som repræsenteres af mængden af valsegods, der knuses per tidsenhed, effektforbrug, osv.), og forkerte driftsforhold vil re-25 sultere i ødelæggelse af produktkvaliteten.

For at undgå sådanne problemer skal driften af valsemøllen kontinuerligt overvåges af en erfaren operatør, hvis træning kræver meget tid og erfaring på jobbet.

I henhold hertil er det et formål med den foreliggende opfindel-30 se at anvise en fremgangsmåde til regulering af en valsemølle, og som er i stand til automatisk at regulere en valsemølle, der er vanskelig at regulere.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved en fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 1 eller en fremgangsmåde til DK 176500 B1 3 regulering af en valsemølle ifølge krav 12.

Fordelagtige videreudviklinger fremgår af de afhængige krav.

Ifølge opfindelsen opstår ændringen af hver enkelt driftstilstandsvariabel hver af ændringen af alle betragtede driftspara-5 metre.

Fremgangsmåden til regulering af en valsemølle ifølge opfindelsen er i stand til at danne en kontinuert, opdateret, optimal model af vaisemøllen, uafhængigt af den tidsafhængige variation af arbejdspunk-tet for valsemøllen på grund af slitage osv.

10 I henhold til et første aspekt af den foreliggende opfindelse dannes en karakteristisk model af en valsemølle, og som repræsenterer sammenhængen mellem ændringer af værdierne for de justerbare drifts para metre (såsom valsetryk, valsegodsforsyningshastighed, separatorens rotationshastighed, mængden af varm luft, etc.) for valsemøl-15 len og variationer i værdierne af driftstilstandsvariablerne for valsemøllen (såsom trykforskel, partikelstørreise/fordeling, effektbehov, møllevibration, etc.). Værdien af hver af driftstilstandsvariablerne bliver detek-teret gentagne gange, og variationen af værdien hver af driftstilstandsvariablerne, dvs. forskellen mellem værdierne af 20 driftstilstandsvariablerne, som er detekteret i successive detekterings-perioder, bliver føjet til den karakteristiske model for valsemøllen med henblik på at bestemme nye værdier for de justerbare driftsparametre.

På denne måde bliver driften af valsemøllen reguleret automatisk.

I henhold tit et andet aspekt af den foreliggende opfindelse bli-25 ver værdier af valsemøllens driftstilstandsvariable detekteret gentagne gange, og restriktioner for værdierne af driftstilstandsvariablerne og/eller driftsparametrene bliver bestemt og indstillet på forhånd. På betingelse af, at de ovenfor nævnte betingelser er opfyldt og ved brug af et performanceindex, som vurderer værdierne af driftstilstands-30 variabierne og/eller driftsparametrene, bliver nye værdier for driftsparametrene så valgt (ud fra flerheden af værdier, der foreslås af den karakteristiske model for valsemøllen), og som optimerer reguleringen af valsemøllens driftstilstand. På denne måde kan valsemøllen reguleres med henblik på optimal drift.

DK 176500 B1 4

Brugen af en korrekt karakteristisk model for valsemøllen, passende restriktioner samt et passende performanceindex kan optimere reguleringen af valsemøllen. Især reducerer brugen af en korrekt karakteristisk model for valsemøllen den tid, der kræves til optimering. Som 5 følge deraf kan der opnås generel genjustering af mange drifts para metre, hvilket hidtil var vanskeligt at opnå, og valsemøllens driftstilstand kan reguleres korrekt og automatisk.

Eftersom den karakteristiske valsemøllemodel således bliver opdateret samtidig med enhver tidsafhængig variation af valsemøllens 10 driftstilstand og enhver variation af valsegodsets egenskaber, kan en optimal driftstilstand for valsemøllen opretholdes. Som resultat heraf kan valsemøllen reguleres automatisk og korrekt.

Følgelig kan tidsforbruget, som er nødvendigt til etablering af en optimal driftstilstand for valsemøllen, blive stærkt reduceret ved 15 hjælp af den kombinerede virkning af opdateringen af den karakteristiske valsemøllemodel samtidig med den tidsafhængige variation af valsemøllens arbejd sti Istand og variationen af valsegodsets egenskaber og optimeringen ved anvendelsen af performanceindexet. Valsemøllen kan således blive automatisk og korrekt reguleret med en hurtig respons 20 overfor enhver variation af valsegodsets egenskaber.

Ved et sidste aspekt af den foreliggende opfindelse bliver der på forhånd forberedt en model, som repræsenterer sammenhængen mellem værdierne af valsemøllens driftstilstandsvariable og værdierne af valsemøllens driftsparametre. Ved at føje visse værdier af driftspara-25 metrene til modellen bliver tilsvarende værdier for driftstilstandsva-riablerne opnået. Valsemøllens driftstilstande bliver reguleret ved justering af værdierne for driftstilstandene, således at de aktuelle værdier for driftstilstandsvariablerne falder sammen med de ønskede værdier. Denne model inkluderer et lineært udtryk, som udtrykker een af driftstil-30 standsvariabierne, for eksempel partikelstørrelse, som en funktion af to af driftsparametrene, for eksempel gasmængde og separatorens rotationshastighed.

Det lineære udtryk forbedrer operationshastigheden meget, og som følge heraf kan valsemøllen blive nøjagtigt reguleret med en hurtig DK 176500 B1 5 respons overfor variation af valsemøllens driftstilstand.

De ovenfor nævnte og andre mål, egenskaber og fordele ved den foreliggende opfindelse vil fremgå klarere ud fra den efterfølgende beskrivelse, som gives i forbindelse med den medfølgende tegning, 5 hvor: fig l. viser et blokdiagram for en valsemølle, som reguleres ved en fremgangsmåde til valsemølleregulering i henhold til den foreliggende opfindelse; fig. 2 et blokdiagram for en valsemølleregulator i en første ud- 10 førelse ifølge den foreliggende opfindelse med henblik på regulering af vaisemøllen i fig. 1; fig. 3 et blokdiagram for en valsemølleregulator i en anden udførelse ifølge den foreliggende opfindelse med henblik på regulering af valsemøllen i fig. 1; 15 fig. 4 en graf, som sammenlignende viser beregnede klassifice ringspunkter og eksperimentelle klassificeringspunkter; fig. 5 et blokdiagram for en valsemølleregulator i en tredje udførelse ifølge den foreliggende opfindelse med henblik pa regulering af valsemøllen i fig. 1; 20 fig. 6 et rutediagram for et reguleringsprogram, der skal udfø res af valsemølleregulatoren i fig. 5; og fig. 7 et blokdiagram til hjælp ved forklaring af en sædvanlig fremgangsmåde til valsemølleregulering, og som udføres af en erfaren operatør.

25 Foretrukne udførelser af den foreliggende opfindelse vil i det i følgende blive forklaret. Imidlertid er meningen med disse udførelser at illustrere den foreliggende opfindelse, og de er ikke konstrueret med henblik på at begrænse rækkevidden af den foreliggende opfindelse.

Idet der henvises til fig. 1, som viser en valsemølle 10, der sty- 30 res ved hjælp af en fremgangsmåde til valsemølleregulering ifølge den foreliggende opfindelse, bliver valsegods gennem en indladningsåbning 14, som er dannet i sidevæggen på en indkapsling 11, indladet på et roterende bord 12. Valsegodset bliver knust mellem det roterende bord 12 og valserne 13, som drejes i samarbejde med det roterende bord 12.

DK 176500 B1 6

Partikler med partikelstørrelser under en forudbestemt partikelstørrelse, som frembringes ved knusning af valsegodset, blæses opad i indkapslingen 11 ved hjælp af varm luft, som indblæses fra en varmluftovn via en indgang 21. Derefter bliver de blæste partikler adskilt i fine partikler 5 og grove partikler af en separator 19, som drejes af en motor 20, således at kun de fine partikler bliver transporteret af den varme luft via en udgang 15, der er dannet i den øverste væg af indkapslingen 11, og derefter bliver de transporteret gennem en kanal 17 og ind i et posefilter 22. De fine partikler opsamles i posefilteret 22 som et kommende 10 produkt. De grove partikler, som er adskilt fra de fine partikler ved hjælp af separatoren 19, falder gennem indkapslingen 11 og op på det drejelige bord 12 og bliver igen udsat for knusningsvirkningen fra det drejelige bord 12 og valserne 13. Store partikler, der ikke er blæst opad fra det drejelige bord 12 ved hjælp af den varme luft, falder op på bun-15 den af indkapslingen 11 og bliver udladet gennem en afgangsåbning, der er dannet i bundvæggen af indkapslingen 11, ned i en kurvelevator, der ikke er vist, og bliver så returneret til en valsegodspåfyldningstragt.

Partikelstørrelsen af produktet, dvs. de fine partikler, der er opsamlet i posefilteret 22, bliver målt for at bestemme fordelingen af pro-20 duktets partikelstørrelse. Driftshastigheden af motoren 20 bliver justeret således, at rotationshastigheden for separatoren 19 bliver formindsket, når produktets partikelstørrelse er særdeles lille, eller rotationshastigheden for separatoren 19 bliver forhøjet, når produktets partikelstørrelse er særdeles stor.

25 Det drejelige bord 12 bliver drejet af et reduktionsgear, som er forbundet med en motor 18. Møllens vibration bliver målt af en vibrationsdetektor, som er monteret på reduktionsgearet. Eftersom komponenterne i valsemøllen 10 vil blive beskadiget, hvis møllevibrationen bliver usædvanligt stor, har et udløsningskredsløb, der ikke er vist, den 30 funktion hurtigt at standse valsemøllen 10 i det øjeblik, hvor møllevibrationen for eksempel overstiger 6 mm/sek.

Værdierne af driftsparametrene for valsemøllen 10, inklusive rotationshastigheden for separatoren 19, bliver justeret på basis af data, som omfatter møllevibrationen, og som repræsenterer driftstilstan DK 176500 B1 7 den for valsemøllen 10, med henblik på at regulere driften af valsemøl· len 10.

Den foreliggende opfindelse er realiseret i en fremgangsmåde til valsemølleregulering blandt de følgende fremgangsmåder til valsemølle-5 regulering (1), (2) og (3).

(1) . Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle, hvor værdien af hver driftstilstandsvariabel (som tilsammen repræsenterer den samlede driftstilstand for valsemøllen) bliver detekteret med et vist tidsinterval, og som tilfører variationen af værdien af hver d riftsti Istands- 10 variabel, dvs. forskellen mellem de detekterede værdier af hver driftstil-standsvariabel i successive måleperioder, til en karakteristisk valsemøl-lemodel, som repræsenterer sammenhængen mellem variationer i værdierne af driftstilstandsvariablerne og ændringer af værdierne af drifts-parametrene med henblik på at bestemme nye værdier for driftspara- 15 metrene.

(2) . Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle, hvor hver driftstilstandsvariabel bliver detekteret med et vist tidsinterval, og hvor nye værdier for driftsparametrene bliver bestemt med henblik på at optimere et performanceindex, der evaluerer værdierne af driftstilstands- 20 variabierne og/eller værdierne af driftsparametrene på betingelse af, at visse forudbestemte restriktioner på værdierne af driftstilstandsvariabierne og/eller værdierne af driftsparametrene er opfyldt.

(3) . Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle, hvor hver driftstilstandsvariabel bliver detekteret med et vist tidsinterval, og hvor 25 variationen af værdierne af driftstilstandsvariabierne, dvs. forskellen mellem værdien af hver driftstilstandsvariabel, som er detekteret i successive måleperioder, bliver tilført en karakteristisk valsemøllemodel, og som repræsenterer sammenhængen mellem variationer af værdierne for driftstilstandsvariablerne og ændringer i værdierne for driftsparametre- 30 ne, og som så, på betingelse af, at visse forudbestemte restriktioner på værdierne af driftstilstandsvariablerne og/eller driftsparametrene bliver opfyldt, og ved brug af et performanceindex, som evaluerer værdierne af driftstilstandsvariablerne og/eller driftsparametrene, vælger nye værdier for driftsparametrene (ud af flerheden af værdier, der foreslås af DK 176500 B1 8 den karakteristiske model for valsemøllen).

Fremgangsmåden (3) blandt de foregående fremgangsmåder (1), (2) og (3) til regulering af en valsemølle kan udføres af en regulator 1 for en valsemølie i en første udførelse ifølge den foreliggende opfindel-5 se til regulering af valsemøllen (10), og som er beskrevet her. Som vist i fig. 2, omfatter regulatoren 1 for valsemøllen en detekteringsenhed 2, som omfatter en flerhed af detektorer, der ikke er vist, til måling af egenskaberne for valsegodset, inklusive kornstørrelse og hårdhed, lagtykkelsen af det knuste valsegods, som er dannet på det drejelige bord 10 12, mølievibrationen, effektbehovet for motoren 18, trykforskellen og andre faktorer, som omfatter partikelstørrelse og fordeling af partikelstørrelse, og som indikerer produktets kvalitet; en aritmetisk enhed 3 til optimerende regulering, og som realiserer (i) den karakteristiske valse-møllemodel, og som udtrykker sammenhængen mellem variationer af 15 værdier for driftstilstandsvariablerne (trykforskel, fordelingen af produktets partikelstørrelse, effektbehov og møllevibration, etc.) samt ændringer i driftsparametrene (valsetryk, tilførselshastighed for valsegodset, separatorens rotationshastighed, mængden af varm luft, etc.), (ii) de forudbestemte restriktioner på værdierne af driftstilstandsvariablerne og 20 værdierne af driftsparametrene, og (iii) et performanceindex, som evaluerer værdierne af driftstilstandsvariablerne og/eller værdierne af driftsparametrene, og som ved brug af en matematisk metode, såsom Simplex metoden, vælger nye værdier ud fra disse sæt af værdier, der er foreslået af modellen for driftsparametrene, og som optimerer per-25 formanceindexet under forudsætning af, at betingelserne vedrørende de ovennævnte restriktioner på værdierne af driftstilstandsvariablerne og/eller værdierne af driftsparametrene bliver opfyldt; og en hovedreguleringsenhed 4, som justerer værdierne af driftsparametrene i overensstemmelse med driftsparametrene, der er optimeret ved hjælp af den 30 aritmetiske enhed for optimeret regulering, hvorved driftstilstandene for valsemøllen 10 bliver reguleret. Valsemølleregulatorer, som er i stand til at udføre fremgangsmåderne (i) og (2) til regulering af en valsemølle, er magen til den første valsemølleregulator, og derfor vil beskrivelsen deraf blive udeladt.

DK 176500 B1 9

En funktionslogik for valsemølleregulatoren 1 til regulering af valsemøllen 10 vil i det følgende blive beskrevet ved hjælp af et eksempel.

Driftsparametre for en valsemølle.

5 Xj: Valsetryk (%) (trykket af arbejdsfluidet).

Der foretrækkes et lavt valsetryk.

x2: Tilførselshastighed for valsegodset (tons/time). Der foretrækkes en høj tilførselshastighed for valsegodset.

x3: Rotationshastighed for separatoren (rpm).

10 x4: Mængde af varm luft (m3/min.).

Driftstilstandsvariable for en valsemølle.

Yi: Valsetrykforskel (mm vandsøjle).

Specificeret værdi.

Y2: Fordelingen af produktets partikelstørrelse (%).

15 Specificeret værdi.

Y3: Effektbehov (kW).

Der foretrækkes et lavt effektbehov.

Y4: Valsevibration (mm/sek.).

Der foretrækkes en lille valsevibration.

20 Den karakteristiske valsemøllemodel er repræsenteret 15 ved det følgende udtryk (1):

Ayi an ai2 ai3 ai4 Δχ3

Ay2 a2i a22 a23 a24 Δχ2 25 Δγ3 = a3i a32 a33 a34 Δχ3 (1) ^ Δγ4 J a41 a42 a43 a44 J ^ Δχ4^ hvor Δχι til Δχ4 er ændringerne i værdierne af drifts para metrene xi til x4, og Δγι til Δγ4 er variationerne af værdierne af driftstilstandsvariabierne yi til y4. Elementerne an til a44 i udtrykket (1) er koefficien-30 ter, som bestemmes ved sampling af værdierne af driftsparametrene og værdierne af driftstilstandsvariablerne i samplingsperioder, som udføres med et fast samplingsintervai i en forudbestemt periode, hvor der beregnes de respektive tidsgennemsnit af værdierne af driftsparametrene og driftstilstandsvariablerne på basis af de samplede data, og derefter DK 176500 B1 10 bearbejdning af tidsgennemsnittet ved hjælp af multipel regressionsanalyse. De førnævnte restriktioner repræsenteres af de følgende udtryk.

0 < Xi + Δχι < 300 (2) 5 0 < x2 + Δχ2 (3) 0 < x3 + Δχ3 (4) 0 < x4 + Δχ4 < 270 (5) 250 < yi + Ayj < 300 (6) 18 < y2 + Δγ2 < 22 (7) 10 0 < y3 + Δγ3 < 175 (8) 0 < y4 + Δγ4 < 6 (9)

Performanceindexet P repræsenteres af det følgende udtryk.

P = 30(y3 - 175)/175 + 50(y4/6) + 30^/100) + 30(7 - x2)/7 ... (10) 15 Værdierne for y3, y4, Xi og x2 vælges med henblik pi at mini- malisere performanceindexet P.

P mod Min (minimum) ... (11)

Udtrykkene (1) til (10), som repræsenterer den karakteristiske model og restriktionerne for valsemøllen, bliver bestemt på forbånd og 20 lagret i en hukommelse 6, der er omfattet af den aritmetiske enhed 3 for optimering af reguleringen.

Den aritmetiske enhed 3 for optimering af reguleringen har et Simpfex-algoritme beregningssystem 5, der som hovedkomponent har en central bearbejdningsenhed (CPU). En Simplex-algoritme, dvs. algo-25 ritmen i en matematisk planlægningsmetode, er lagret i en ROM, som ikke er vist. Simplex-systemet 5 bestemmer variationerne Δγ! til Ay4 af værdierne af driftstilstandsvariabierne i forhold til værdierne af disse, som i den foregående samplingsperiode er samplet af detektorerne i den detekterende enhed 2, og føjer variationerne Δγι til Ay4 til den karakte-30 ristiske valsemøllemodel med henblik på at bestemme variationer Δχι til Δχ4 for værdierne af driftsparametrene. Der er mange kombinationer af variationer af hver driftsparameter, som vil resultere i den ønskede driftstilstand for valsemøllen. Simplex-algoritme beregningssystemet 5 vælger disse værdier Xi + Δχι til x4 + Δχ4 for driftsparametrene, som DK 176500 B1 11 optimerer performanceindexet P på betingelse af, at begrænsningerne overholdes, og leverer de valgte nye værdier til en outputenhed 7. Outputenheden 7 leverer variationer Δχι til Δχ4 for driftsparametrene til ho-vedreguleringsenheden 4, og derefter justerer hovedreguleringsenheden 5 4 værdierne for driftsparametrene på basis af variationerne Δχχ til Δχ4, hvorved valsemøllen 10 reguleres i en optimeret driftstilstand.

Et andet eksempel pa den logiske funktionsmåde af valsemølle-regulatoren 1 vil blive beskrevet i det følgende.

Ved denne logiske funktionsmåde arbejder valsemølleregulato-10 ren med dimensionsløse værdier, dvs. forhold mellem ændringer af værdier af hver af parametrene og de aktuelle værdier af disse, og forholdene mellem ændringer af værdierne af hver af tilstandsvariablerne og de aktuelle værdier af samme, i stedet for at arbejde med de aktuelle værdier af driftsparametrene og driftstilstandsvariabierne og aktuelle 15 ændringer af værdierne af driftsparametrene og driftstilstandsvariabler-ne, og anvender midtpunktet af de tilladelige områder.

Driftsparametre for en valsemølle.

Xi: Valsetryk (kP/cm2) (trykket af arbejdsfluidet).

Et lavt valsetryk foretrækkes.

20 x2: Tilførselshastigheden for valsegodset (t/h).

En høj tilførselshastighed for valsegodset foretrækkes. x3: Rotationshastighed for separatoren (rpm). x4: Mængde af varm luft (m3/min.)

Driftstilstandsvariable for en valsemølle.

25 yt: Partikelstørrelse (μ) svarende til 90 %-passage.

Medianen for det tilladelige område er ønskelig, y2: Effektbehov (kW).

Mindre effektbehov ønskes. y3: Møllevibration (mm/sek.).

30 Mindre møllevibration Ønskes.

Den karakteristiske valsemøllemodel repræsenteres ved det følgende udtryk (12).

Δ Yi an a12 a13 Δχι Δ'Υ2 = 321 322 323 a24 Δ'Χ2 ... (12)

J J

DK 176500 B1 12 Δ'γ3 931 932 a33 a34 Δ'χ3 Δ’χ4 hvor Δ'Χι til Δ'χ4 er forholdene mellem ændringerne Δχχ til Δχ4 for værdierne af driftsparametrene Xi til x4 og de aktuelle værdier af de 5 respektive driftsparametre Xi til x4, og Δ'γι til Δ'γ4 er forholdene mellem variationerne Δγι til Δ'4 af værdierne af driftstilstandsvariablerne yi til y4 og de aktuelle værdier af de respektive driftstilstandsvariable.

Elementerne an til a34 i udtrykket (12) er koefficienter, som bestemmes ved sampling af værdierne for driftsparametrene og værdierne 10 for driftstilstandsvariablerne i samplingperioder, som udføres med fast samplingtid i en forudbestemt tidsperiode og derefter beregne de respektive tidsmiddelværdier for værdierne af driftsparametrene og værdierne af driftstilstandsvariablerne, og til sidst bearbejde tidsmiddelværdierne ved brug af multipel regressionsanalyse. De førnævnte begræns-15 ninger repræsenteres af de følgende udtryk (13) til (19): 100 < Xi + ΧϊΔ'Χ! <150 ...(13) 100 < Χ2 + χ2Δ'χ2 <140 .--(14) 60 < x3 + x3 Δ'χ3 <80 ...(15) 4200 < χ4+χ3Δ'χ4 < 4800 ...(16) 20 39.42 < yi + (yi"b) Δ'γι <41.41 ...(17) 2400 S y2 + y2 Δ'γ2 <3000 ... (18) 0 < y3 + y3 Δ'γ3 <6 ...(19) hvor b er en konstant.

Et performanceindex Pi repræsenteres af det følgende udtryk 25 (20).

Pi = -100(x2 + x2 Δ’χ2)/130 - 100(y2 + y2 Δ'γ2)/3000 + 50(y3 + y3 A’y3)/3 + 50(yi + (yi-b) Δ'γι - C)/40 ... (20) hvor C er medianen for det tilladte område for yi, for eksempel 30 C = (39,42 + 41,41)/2. Værdierne for y2, y3 og x2 bestemmes med henblik på at minimalisere performanceindexet Pi.

Pi mod Min (minimum) ... (21)

Den karakteristiske valsemøllemodel, restriktionerne og performanceindexet Pi, som repræsenteres af udtrykkene (12) til (20), be- DK 176500 B1 13 stemmes på forhånd og lagres i hukommelsen 6 i den aritmetiske enhed 3 for optimering af reguleringen.

Simplex-algoritme beregningssystemet 5 i den aritmetiske enhed 3 for optimering af reguleringen beregner forholdene Δ'γι til A'y3 5 mellem variationerne af værdierne for driftstiistandsvariabierne og de aktuelle værdier af disse, som er detekteret i den forudgående samplingsperiode af detektorerne i detekteringsenheden 2, føjer forholdene Δ’γι til Δ'γ3 til den karakteristiske valsemøllemodel med henblik på at bestemme forholdene Δ'χχ til Δ'χ4 mellem ændringerne af driftsparamet-10 rene og de aktuelle værdier af samme. Simplex-systemet 5 vælger nye værdier Χχ(1 + Δ'χχ) til x4(l + Δ'χ4) med henblik på at optimere perfor-manceindexet Pi på betingelse af, at de ovennævnte restriktioner overholdes, og leverer de nye værdier af driftsparametrene til outputenheden 7. Derefter bestemmer outputenheden 7 ændringer Δχι til Δχ4 af 15 driftsparametrene og leverer disse til hovedreguleringsenheden 4. Hovedreguleringsenheden 4 ændrer de aktuelle værdier af driftsparametrene med størrelserne Δχι til x4 med henblik på at optimere driftstilstanden for vaisemøllen 10 og af hensyn til opnåelse af korrekt regulering af valsemøllen. Fordi variationerne og parametrene i dette eksem-20 pel er dimensionsløse, bliver beregninger, som involverer disse værdier, håndteret på en nem måde, og disse værdier kan let blive indstillet i midterområdet for de tilsvarende tilladelige områder. Valsemøllen 10 kan reguleres stabilt ved tilstande, som overholder restriktionerne.

I begge de ovenfor nævnte logiske driftstilstande anvender 25 fremgangsmåden til regulering af valsemøllen et performanceindex sammen med visse restriktionsbetingelser med henblik på at vælge optimale værdier for drifts para metrene og derved optimere reguleringen af møllen. (Se fremgangsmåden (3) til regulering af en valsemølle). Imidlertid kan fremgangsmåden til regulering af en valsemølle ved den prak-30 tiske anvendelse af den foreliggende opfindelse, som det er tilfældet ved fremgangsmåden (1) til regulering af en valsemølle (1), regulere valsemøllen 10 ved blot at bruge den karakteristiske valsemøllemodel uden at bruge det førnævnte performanceindex. En sådan fremgangsmåde til regulering af en valsemølle er en enkel, grundlæggende metode til au- DK 176500 B1 14 tomatisk kontrol, som er tilstrækkelig effektiv, når driftstilstandene for valsemøllen 10 varierer inden for et forholdsvis snævert område.

Fremgangsmåden til regulering af en valsemølle kan, som ved fremgangsmåden (2) til regulering af en valsemølle, netop regulere val-5 semøllen 10 ved hjælp af optimeringen af værdierne for driftsparametrene ved brug af performanceindexet og restriktionsbetingelserne uden at anvende den førnævnte karakteristiske valsemøllemodel. Denne fremgangsmåde til regulering af en valsemølle er i stand til at optimere driften af valsemøllen 10, og således er effektforbruget for valsemøllen 10 10 i stand til at blive formindsket ved denne metode.

Fremgangsmåden (3) til regulering af en valsemølle er kombinationen af fremgangsmåderne (1) og (2) til regulering af en valsemølle og anvender synergivirkningen af fremgangsmåderne (1) og (2) til regulering af en valsemølle til at opnå yderligere forbedret regulering, det 15 vil sige, anvendelsen af en passende karakteristisk valsemøllemodel gør valsemølleregulatoren i stand til hurtigere at optimere driftstilstanden for valsemøllen 10. Værdierne for driftsparametrene, som inkluderer valsetryk, knusningshastighed, separatorens rotationshastighed og mængden af varm luft, som er vanskelige at regulere ved den sædvan-20 lige fremgangsmåde til fuzzy-regulering, kan justeres, og driftstilstanden for valsemøllen 10 kan automatisk og korrekt reguleres.

En anden fremgangsmåde til regulering af en valsemølle i en anden udførelse ifølge den foreliggende opfindelse til regulering af den foregående valsemølle 10 vil blive beskrevet i det følgende.

25 Denne fremgangsmåde til regulering af en valsemølle er analog med den foregående fremgangsmåde til regulering af en valsemølle derved, at den anvender en karakteristisk valsemøllemodel til at repræsentere sammenhængen mellem værdierne af driftstilstandsvariabierne for valsemøllen (10) og værdierne af driftsparametrene for valsemøllen, 30 derefter leverer værdierne af nogle af driftspara metrene til den karakteristiske valsemøllemodel med henblik på at bestemme værdierne af de tilsvarende driftstilstandsvariable, og så justerer værdierne af driftsparametrene således, at værdierne af driftstilstandsvariablerne falder sammen med de ønskede værdier. Denne fremgangsmåde til regulering DK 176500 B1 15 af en valsemølle afviger fra den foregående fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ved, at (a) den anvender en karakteristisk valse-møllemodel, som inkluderer et lineært udtryk, der udtrykker een af driftstilstandsvariablerne, partikelstørrelsen, som funktion af to af drifts-5 parametrene, mængden af varm luft og rotationshastigheden for separatoren, (b) den anvender en model, som medtager andre driftstilstandsvariable end partikelstørrelse, med henblik på multipel regressionsanalyse, og (3) den gør driftsparametrene dimensionsløse.

Fremgangsmåden til regulering af en valsemølle ifølge den an-10 den udførelse udføres af en valsemølleregulator 31, der er i stand til at regulere valsemøllen 10. Idet der henvises til fig. 3, omfatter valsemøl-leregulatoren 31 en hukommelse 32, der lagrer en karakteristisk valse-møllemodel, som repræsenterer den forudbestemte sammenhæng mellem driftstilstandsvariablerne for valsemøllen 10 (trykdifferens, fordeling 15 af produktets partikelstørrelse, effektbehov, møllevibration, etc.) og driftsparametrene for valsemøllen 10 (vaisetryk, tilførselshastighed for valsegodset, rotationshastighed for separatoren og mængden af varm luft, etc.); en aritmetisk enhed 33, som ved brug af den karakteristiske valsemøllemodel beregner værdier af driftstilstandsvariablerne, der sva-20 rer til de værdier af driftsparametrene, som indgives ved betjening af et tastatur, som ikke er vist; og en reguleringsenhed 34, der justerer værdierne for nogle af driftsparametrene således, at værdierne af driftstilstandsvariablerne, som er beregnet af den aritmetiske enhed 33, falder sammen med de ønskede værdier, hvorved driftstilstanden for 25 valsemøllen 10 bliver reguleret.

Den karakteristiske valsemøllemodel består af en model (1), som ved hjælp af et lineært udtryk repræsenterer sammenhængen mellem partikelstørrelsefordeling (partikelstørrelse svarende til 90%-passage), dvs. partikelstørrelsedata, og rotationshastigheden for sepa-30 ratoren og mængden af varm luft, der svarer til partikelstørrelsefordelingen, samt en model (2), der anvender multipel regressionsanalyse til at repræsentere sammenhængen mellem andre driftstilstandsvariable end partikelstørrelse og værdierne for de tilsvarende driftsparametre. Komponenterne 32, 33 og 34 håndterer den karakteristiske valsemølle- DK 176500 B1 16 model, som inkluderer modellerne (1) og (2).

En procedure for udviklingen af modellen (1), der er inkluderet i den karakteristiske valsemøllemodel, vil blive beskrevet i det følgende.

Sammenhængen mellem værdierne af drifts para metrene (sepa-5 ratorens rotationshastighed og mængden af varm luft) for valsemøllen 10 og partikelstørrelsen (produktets partikelstørrelsefordeiing) udtrykkes ved hjælp af den følgende velkendte beregningsformel for et klassificerende punkt. Ved brug af denne formel kan klassificeret partikelstørrelse (partikelstørrelsen svarende til 90%-passage) beregnes under be-10 tingelse af, at andre mekaniske forhold er konstante, på basis af separatorens rotationshastighed og mængden af varm luft.

d= k x Q / H x R-5/3 x N0'4/3 ... (31) hvor d er klassificeret partikelstørrelse (pm), Q er den aktuelle mængde varm luft, der leveres til separatoren (m3/sek.), H er rotorhøj-15 de (m), R er rotorradius (m), N0 er motorens rotationshastighed (rpm) (= 9,07 N, N er separatorens rotationshastighed), og K er en konstant.

Formlen (31) er modificeret til formen for et lineært udtryk, hvor den aktuelle mængde Q af varm luft, der leveres til separatoren, og separatorens rotationshastighed N er variable, således at formlen 20 kan håndteres af den aritmetiske enhed 33. Konstanterne, k, H og R, i formlen (31) samt en konverteringsfaktor til konvertering af rotorens rotationshastighed N0 til separatorens rotationshastighed N bliver kombineret sammen i den enkelte konstant k\ I den følgende formel (32) bliver begge sider af formlen udtrykt som naturlig logaritme af formlen 25 (31).

In d = In (k'* Q * N'4/3) ... (32)

Formlen (32) er også effektiv i tilfælde af, at variabierne d, Q og N i formel (32) bliver varieret. Derfor ln(d + Ad) = In kr* (Q + AQ) * (N + ΔΝ)'4/3 ... (33) 30 Subtraktion af begge sider af udtrykket (31) fra begge sider af udtrykket (32) og genarrangering af forskellen i henhold til logaritmiske regler giver:

In (1 + Ad/d) = ln(l + AQ/Q) - (4/3) ln(l + ΔΝ/Ν) .. (34)

Ved rækkeudvikling af udtrykket (34) og udeladelse af andet DK 176500 B1 17 ordens udtrykket og de følgende højere ordens udtryk under antagelse af, at ændringer i de variable er meget små, fis:

Ad/d = (AQ/Q) - (4/3) (Δ N/N) ... (35)

En klassificeret partikelstørrelse d, som bestemmes ved leve-5 ring af værdier for mængden af varm luft Q og separatorens rotationshastighed N til udtrykket (35), og en 90 %-passage partikelstørrelse, som bestemmes ved Cilas-analyse af det aktuelle produkt, blev sammenlignet.

Data fra samplinger, der er foretaget i et forudbestemt tidsrum 10 efter standsningen af valsemøllen 10, blev uddraget fra den daglige rapport og blev udsat for enkelt regressionsanalyse. Som vist i fig. 4, blev korrelationskoefficienten, som repræsenterer korrelationen mellem de milte værdier og de teoretiske værdier, så stor som 0,796670 for dataene, som blev indsamlet i en periode på fem timer eller mere efter 15 standsningen af valsemøllen 10.

Udtrykket (35) revideres ved brug af et udtryk, som repræsenterer sammenhængen mellem den klassificerede partikelstørrelse d, som er bestemt ved enkelt regressionsanalyse ved brug af udtrykket (35), og den klassificerede partikelstørrelse, der er opnået ved den vel-20 kendte Cilas-analyse af det aktuelle produkt.

Dét følgende enkelt regressionsudtryk bliver anvendt med henblik på generalisering.

d = a * d' + b ... (36) hvor d er den målte, klassificerede partikelstørrelse, som er op-25 nået ved Cilas-analyse af det aktuelle produkt, d' er den teoretiske, klassificerede partikelstørrelse, som er beregnet ved brug af udtrykket (35), og a og b er koefficienter. Modellen (1), der er inkluderet i den karakteristiske valsemøllemodel, opnås ved at substituere udtrykket (36) i udtrykket (35).

30 Ad/(d - b) = (AQ/Q) - (4/3) (ΔΝ/Ν) ... (37)

Eftersom variabierne, der er inkluderet i udtrykket (37), som opnås ved at dividere ændringerne af variabierne med de aktuelle værdier af variabierne, er dimensionsløse, er den aktuelle værdi af 90%-passage partikelstørrelsen nødvendig, når udtrykket (37) bruges. Parti DK 176500 B1 18 kelstørrelsefordelingen af produktet kan bestemmes ved ekstrapolation ved brug af den velkendte Rosin-Rammler fordelingslov på basis af 32 g-passage procent og 8 μ-passage procent, som stærkest muligt er kor-releret med henholdsvis AJS 30 μ restværdi-værdien og Blaine-værdien.

5 En procedure til udvikling af modellen (2), som er inkluderet i den karakteristiske valsemøllemodel, vil blive beskrevet i det følgende.

Partielle regressionskoefficienter kan bestemmes for modellen (2) ved, at man udtrykker sammenhængen mellem driftstilstandsva-riablerne yi (i er et naturligt tal) bortset fra partikelstørrelsefordelingen 10 og de tilsvarende driftsparametre x, ved hjælp af en funktion og udsætter funktionen for multipel regressionsanalyse. Variablene yi og x, er dimensionsløse på følgende måde.

A’Xj = Axj/xj = (xj+i - Xj)/Xj ... (38) A'y, = Ayi/yi = (yi+i - yO/yi ... (39) 15 Modellen (2) udtrykkes, som følger, ved brug af de dimensions løse variable A’Xj og Δ’γι A'y, = aij A’Xj ... (40) hvor ay er partielle regressionskoefficienter.

Et eksempel på drift af valsemølleregulatoren 1, som anvender 20 den karakteristiske valsemøllemodel, der inkluderer modellerne (1) og (2) til regulering af valsemøllen 10, vil blive beskrevet i det følgende. Driftsparametre for valsemølien. xx: Tilførselshastigheden for valsegodset (ton/time) x2: Valsetryk (Tryk af arbejdsfluid) (kP/cm2) 25 x3: Separatorens rotationshastighed (rpm) x4: Mængde af varm luft (m3/min.)

Driftstilstandsvariable for valsemøllen,

Yi: Partikelstørrelse (m) svarende til 90 %-passage y2: Effektbehov (kW) 30 y3: Møltevibration (mm/sek.)

Modellerne (1) og (2) udtrykkes ved de følgende udtryk, som opnås ved at substituere driftspara metrene Xi til x4 og driftsti I stand variabierne yi til y3 i udtrykkene (37) til (40).

Model (1) DK 176500 B1 19 ΔΎι = Δ·χ4 - (4/3) * Δ·χ3 -..(41)

Model (2) "Δ'γ2Ί fan θι2Ί ΓΔ'χΓ Δ'γ3 a2i a22_^ Δ'Χ2 ... (42) 5 Modellerne (1) og (2), der er udtrykt ved de respektive udtryk (41) og (42), er lagret i forvejen i en hukommelse 32.

En aritmetisk enhed 33 har en central bearbejdningsenhed (CPU) som en hovedkomponent. Matematiske algoritmer, inklusive en Simplex-algoritme, er lagret i en ROM, der ikke er vist. Den aritmetiske 10 enhed 33 udfører beregning ved brug af den karakteristiske valsemøl-lemodel, som omfatter modellerne (1) og (2), der er lagret i hukommelsen 32. En reguleringsenhed 34 justerer værdierne af driftsparametrene i henhold til beregnede data, som leveres af den aritmetiske enhed 33 med henblik på at regulere driftstilstanden for valsemøllen 10.

15 Som nævnt ovenfor omfatter den karakteristiske valsemølle- model, der repræsenterer de karakteristiske egenskaber for valsemøllen 10, model (1) i form af et lineært udtryk, som repræsenterer den ene af driftstilstandsvariablerne, partikelstørrelsen (produktets partikelstørrelsefordeling), som en funktion af to af driftsparametrene, mængden af 20 varm luft og separatorens rotationshastighed. Dette lineære udtryk kan opnås ved tilnærmelse af en beregningsformel for et klassificerings-punkt, dvs. en velkendt model, som udtrykker partikelstørrelsefordeling.

Den tilstrækkeligt høje pålidelighed af det lineære udtryk blev bekræftet ved hjælp af de førnævnte eksperimenter, og som følge heraf kan påli-25 deligheden af valsemølleregulatoren ved regulering af driftstilstanden for valsemøllen 10 blive sikret. Desuden forøger det lineære udtryk beregningshastigheden.

Den karakteristiske valsemøllemodel omfatter også modellen (2), som anvender multipel regressionsanalyse ved repræsentation af 30 andre driftstilstandsvariable end partikelstørrelse. Formindskelsen af antallet af objekter, som udsættes for multipel regressionsanalyse, der kræver mange beregningstrin, forøger beregningshastigheden og minimerer beregningsfejl.

Endvidere bliver beregningen af variabierne forenklet, fordi va- DK 176500 B1 20 riablerne i modellerne (1) og (2) er dimensionsløse, og beregningsha-stigheden bliver forøget, især ved multipel regressionsanalyse.

I henhold hertil kan valsemøllen blive hurtigt og nøjagtigt reguleret ved hjælp af den fremgangsmåde til regulering af en valsemølle, 5 som anvender modellerne (1) og (2).

Nar der blandt variabierne findes nogle, som ikke er stærkt knyttede til hinanden, kan modellerne (1) og (2), der udgør den karakteristiske valsemøllemodel, blive yderligere opdelt i komponentmodeller.

Selv om der ovenfor er beskrevet en reguleringsstruktur, i hvil-10 ken valsemølleregulatoren 31 regulerer valsemøllen 10 ved netop at anvende den karakteristiske valsemøllemodel, kan valsemølleregulatoren 31 ved den praktiske anvendelse af valsemølleregulatoren 31 også anvende restriktionsbetingelser og et performanceindex, som inddrager driftsparametrene og driftstilstandsvaria bierne udover at anvende den 15 karakteristiske valsemøllemodel, og så føje Simplex-metoden til de matematiske algoritmer med henblik på at regulere og optimere driftstilstanden for valsemøllen 10. Nar den førnævnte optimering er unødvendig, kan modellen (1) udtrykkes ved hjælp af en beregningsmetode for et klassificeringspunkt eller et udtryk af højere orden, 20 Den førnævnte karakteristiske valsemøllemodel, som anvendes ved fremgangsmåden til regulering af en valsemølle, og som realiserer den foreliggende opfindelse, bliver dannet på forhånd ved brug af multipel regressionsanalyse og er udynamisk. Driftstilstanden for valsemøllen 10 varierer imidlertid reelt med tiden, i lighed med knusningsegenska-25 berne for valsemøllen 10, som ændres på grund af slidningen af knuse-komponenterne. Valsegodsets egenskaber varierer ligeledes. Valsemøllen 10 kan holdes i en optimal driftstilstand ved at opdatere den karakteristiske valsemøllemodel samtidig med variationen af driftstilstanden for valsemøllen 10 og variationen af valsegodsets egenskaber.

30 Den foreliggende opfindelse kan realiseres ved begge de føl gende metoder (4) og (5) til regulering af en valsemølle.

(4) En fremgangsmåde til regulering af en valsemølle, ifølge hvilken hver af værdierne for valsemøllens driftstilstandsvariable gentagne gange detekteres, og hvor variationen af værdien af hver DK 176500 B1 21 driftstilstandsvariabel, dvs. forskellen mellem værdierne for hver driftstilstandsvariabel, som er detekteret i successive detekteringsperioder, derefter føjes til en karakteristisk valsemøllemodel, som udtrykker den forudbestemte sammenhæng mellem variationen af driftstilstands-5 variabierne og værdierne af driftsparametrene med henblik på at bestemme nye værdier for driftsparametrene og derefter opdaterer den karakteristiske valsemøllemodel på basis af værdierne af driftstilstands-variablerne, der er detekteret efter forsøg på at regulere valsemøllen ved indstilling af de nye, selekterede værdier afdriftsparametrene.

10 (5) En fremgangsmåde til regulering af en valsemølle, ifølge hvilken hver af værdierne af driftstilstandsvariablerne gentagne gange detekteres, og hvor variationen af hver driftstilstandsvariabel, dvs. forskellen mellem værdierne af en driftstilstandsvariabel, som detekteres i successive detekteringsperioder, føjes til en karakteristisk valsemølle-15 model, der udtrykker den forudbestemte sammenhæng mellem variationerne af driftstilstandsvariablerne og ændringerne af værdierne af driftsparametrene, med henblik på at bestemme nye værdier af de manipulerede variable ud fra flerheden af værdier, som er foreslået af den karakteristiske model, vælger nye værdier for driftsparametrene ved 20 brug af et performanceindex, som evaluerer værdierne af driftstilstandsvariablerne og/eller værdierne af drifts para metrene på betingelse af, at de forudbestemte restriktioner på værdierne for driftstilstandsvariablerne og/eller værdierne af driftsparametrene bliver overholdt, og så opdaterer den karakteristiske valsemøllemodel på basis af værdierne af 25 driftstilstandsvariablerne, der er detekteret efter forsøg på at regulere driften af valsemøllen ved at indstille nye, valgte værdier af driftsparametrene og de valgte, nye værdier af driftsparametrene.

Fremgangsmåden (5) til regulering af en valsemølle udføres af en valsemølleregulator 1'. Som vist i fig. 5 har valsemølleregulatoren 1’, 30 udover komponenterne i valsemølleregulatoren 1 i den første udførelse, en modelopdateringsenhed 8 til opdatering af den karakteristiske valsemøllemodel. Fremgangsmåden (4) til regulering af en valsemølle kan udføres af en valsemølleregulator, som er magen til valsemølleregulatoren 1', og derfor vil beskrivelsen af valsemølleregulatoren til udførelse af DK 176500 B1 22 fremgangsmåden (4) til regulering af en valsemølle blive udeladt.

Et typisk eksempel på en logisk driftstilstand, i hvilken valse-mølleregulatoren 1' arbejder, vil blive beskrevet i det følgende.

Denne udførelse af opfindelsen opdaterer den karakteristiske 5 valsemøllemodel ved brug af et Kalman-filter til at estimere driftstilstanden for valsemøllen.

Driftsparametre for en valsemølle. xt: Valsetryk (tryk af arbejdsvæske) x2: Knusningshastighed 10 x3: Separatorens rotationshastighed x4: Mængden af varm luft x5: Rotationshastighed for det roterende bord Driftstilstandsvariable for en valsemølle, yi: Blaine værdi 15 y2: AJS 30 μ restværdi y3: Knusningshastighed/effektbehov y4: Trykdifferens y5: Tykkelse af laget med knust valsegods y6: Variationsområdet for tykkelsen af laget med knust valse- 20 gods.

Derefter udtrykkes den karakteristiske valsemøllemodel ved hjælp af den følgende determinant: 5

Ay, = Σ afj * Δχ3 (i = 1 til 6) ... (22) 25 j = l hvor Axj repræsenterer ændringer i værdierne Xj (j = 1 til 5) for driftsparametrene, og Ay, repræsenterer ændringer af værdierne for driftstilstandsvariablerne y, (i = 1 til 6).

Elementerne ay i udtrykket (22) er koefficienter, der opnås ved 30 beregning af tidsmiddelværdierne for driftsparametrene og værdierne for driftstilstandsvariablerne, der er samplet på samplingstidspunkter med en forudbestemt tidsperiode og ved derefter at udsætte tidsmiddelværdierne for multipel regressionsanalyse. Restriktionerne udtrykkes ved hjælp af de følgende udtryk.

DK 176500 B1 23

Parti kelstørrelse-restriktion: c, + ε, < y, + Ay, < d, - Ej (i=l eller 2) ...(23)

Enhedskrav-restriktion: y3 + Ay3 > e3 + ε3 ... (24)

Vibrations-restriktion: gk < fk (xk + Axk) < hk 5 (k = 1 til n) ... (25) hvor c,, dj, e3i gk og hk er brugerleverede værdier, ε3 er model-fejl og fk er en funktion for en ulineær fremgangsmåde til optimering, og som omfatter ulighedsrestriktioner (gentagen beregning).

Performanceindexet repræsenteres af en funktion P2, som ud-10 trykkes ved det følgende udtryk.

6 P2 = Σ W, (Yi + Ayi) ... (26) i=3 hvor Wj repræsenterer vægtfaktorer, som er brugerleverede 15 værdier. Vægtfaktorerne kan indstilles korrekt af operatøren i henhold til den aktuelle driftstilstand for valsemøllen med henblik på at bevare en vis grad af driftsfrihed for operatøren.

Værdierne AXj (j = 1 til 6) bestemmes således, at performanceindexet P2 bliver maksimeret.

20 P2 til Max (maksimering) ... (27) I denne udførelse bliver restriktionerne, som udtrykkes ved udtrykkene (23) til (25) for den karakteristiske valsemollemodel, samt performanceindexet P2 lagret på forhånd i en hukommelse 6, der er omfattet af en aritmetisk enhed 3 for optimerende regulering.

25 Et simplex-algoritme beregningssystem 5, der er medtaget i den aritmetiske enhed 3 for optimerende regulering, beregner ændringerne Ay, ved at subtrahere værdierne for driftstilstandsvariablerne, som er detekteret af detekteringsenheden 2 i den efterfølgende samplingsperiode, fra værdierne af de tilsvarende driftstilstandsvariable, 30 som er detekteret af detekteringsenheden 2 i den foregående samplingsperiode, og føjer ændringerne Ay, til den karakteristiske model for valsemøllen med henblik på at bestemme ændringerne Axj for driftsparametrene. Simplex-algoritme beregningssystemet 5 vælger nye værdier for driftsparametrene; DK 176500 B1 24 xjnew = Xjold + a j * Axj (j; forstærkning) med henblik på at optimere performanceindexet P2 på betingelse af, at restriktionerne bliver overholdt, og leverer de valgte, nye værdier til en output enhed 7. Derefter bestemmer output enheden 7 æn-5 dringerne a j * ΔΧ] for de nye værdier Xjnye og leverer disse til en hovedreguleringsenhed 4. Forstærkningerne aj er brugerleverede værdier.

Derefter justerer hovedreguleringsenheden 4 de aktuelle værdier af driftsparametrene på basis af ændringerne a j * Axjf der leveres af output enheden 7, og opdaterer den karakteristiske valsemøllemodel på 10 basis af værdierne yinye af driftstilstandsvariablene og de nye værdier xjnye af driftsparametrene.

Ved opdatering af den karakteristiske valsemøllemodel bliver der udført sekventiel approksimering ved identifikationen af parametrene ved hjælp af den velkendte mindste kvadraters metode, som er 15 ækvivalent med anvendelsen af standard Kalman-filteret i en systemligning, i hvilken ukendte parametre betragtes som tilstandsvariable med henblik på tilstandsestimering. I henhold hertil er løsningen, som det er almindeligt kendt: a’ (N) = a’ (IM-l) - K(N) * (xT(N) * a' (N-l) - y(N) ) ... (28) 20 K(N) = P(N-l) * x(N) (1 + xT(i\l) * P(N-l) * x(N) )_1 ...(29) P(N) = (1 - K(N) * xT(IM) ) * P(N-l) ... (30) hvor N = 1, 2, ....a'(N) er en estimeret værdi af koefficienten ay i den karakteristiske model for valsemøllen, x er en ny værdi x,ny for driftsparameteren, y(N) er en ny værdi y,ny for driftstilstandsvariablen, 25 og P(N) er kovariansen for estimeringsfejl.

De estimerede værdier a'(N) for koefficienterne ay for den karakteristiske valsemøliemodel kan opdateres sekventielt ved hjælp af den følgende beregningssekvens, når begyndelsesværdierne a'(0) og P(0) = β, hvor β >> 0 bliver anvendt.

30 DK 176500 Bl 25 a’ (0), P(0) i <-x(l), P(l) ...måling K(l), a'(l), P( 1) ... beregning og lagring i <- x(2), y(2) ... måling 5 K(2), a'(2), P(2) ... beregning og lagring i

Ved regulering af valsemøllens driftstilstand og under kontinuert opdatering af den karakteristiske valsemøllemodel ved brug af modelopdateringsenheden 8 kan driftstilstanden for valsemøllen 10 blive 10 kontrolleret, idet den tidslige variation af driftstilstanden for valsemøllen 10 og ændringen af valsegodsets egenskaber tages i betragtning, og følgelig kan valsemøllen 10 fastholdes i en optimal driftstilstand. Desuden forbedrer synergivirkningen af opdateringen af den karakteristiske mode! for valsemøllen og optimeringen ved brug af performanceindexet 15 justeringshastigheden for driftstilstanden for valsemøllen 10, og valsemøllen 10 kan hurtigt og automatisk reguleres med henblik på drift i en optimal driftstilstand.

Et andet eksempel på den logiske driftstilstand for valsemølle-regulatoren 1' vil blive beskrevet i det følgende.

20 I denne logiske driftstilstand bliver den karakteristiske valse møllemodel opdateret ved kontinuert at opdatere en del af de lagrede data og gentagne gange udføre multipel regressionsanalyse.

Principielt anvender valsemølleregulatoren 1' velkendt multipel regressionsanalyse ved den indledningsvise indstilling af koefficienterne 25 ay i den karakteristiske valsemøllemodel, men anvender den på en særlig måde. Dette vil blive forklaret under henvisning til fig. 6.

Idet der henvises til fig. 6, bliver antallet af data, som udsættes for multipel regressionsanalyse, indgivet ved trin 1 ved for eksempel betjening af et tastatur (ikke vist). Driftsdata Di, som udgøres af værdier-30 ne for driftstilstandsvariabierne ylr som er detekteret af detekteringsenheden 2, og nye værdier af de tilsvarende drifts para metre xi bliver samplet i trin 2. I trin S3 bliver hvert sæt data i en datagruppe ID,, som er lagret i en hukommelse, der ikke er vist og som bliver udsat for multipel regressionsanalyse med henblik på bestemmelse af begyndelses- DK 176500 B1 26 værdier, skiftet efter sampling af driftsdataene D, med henblik på at frembringe en ny datagruppe IDj' til den næste multipel regressionsanalyse ved at fjerne de ældste driftsdata og indføje de nye, samplede driftsdata Dj. I trin S4 bliver der udført multipel regressionsanalyse ved 5 brug af datagruppen ID,', og partielle regressionskoefficienter bliver beregnet, og derefter tilvejebringes de beregnede, nye partielle regressionskoefficienter som koefficienter a,j i den karakteristiske valsemøllemo-dei i trin S5. Trinnene S2 til S5 bliver gentaget med henblik på at opdatere den karakteristiske valsemøllemodel. Rækken af operationer bliver 10 styret eller udført af modelopdateringsenheden 8, hvor resultatet af brugen af denne modelopdateringsenhed 8 er ækvivalent med resultatet af brugen af Kalman-filteret. Denne procedure for opdateringen af den karakteristiske valsemøllemodel er fordelagtig, idet der kan anvendes multipel regressionsanalyse, der er den logik, som anvendes til at ind-15 stille begyndelsesværdierne for koefficienterne ay i den karakteristiske valsemøllemodel.

Selv om de foregående valsemølleregulatorer anvender fremgangsmåden (5) til regulering af en valsemølle, og som bruger perfor-manceindexet på betingelse af, at restriktionerne overholdes, kan den 20 karakteristiske model for valsemøllen ved praktisk anvendelse blive opdateret uden at bruge performanceindexet (som i fremgangsmåden (4) til regulering af valsemøllen). I stedet for de "valgte nye værdier af driftsparametrene", der er opnået ved brug af performanceindexet, bliver i dette tilfælde værdierne for driftsparametrene, der bestemmes ved 25 hjælp af den karakteristiske valsemøllemodel, og som ikke er optimeret ved opdatering, anvendt som den ene del afdriftsdataene, Dl. Eftersom den karakteristiske valsemøllemodel således bliver opdateret i henhold til den tidslige variation af driftstilstanden for valsemøllen 10 samt variationen af valsegodsets egenskaber, kan valsemøllen 10 reguleres au-30 tomatisk med henblik på optimal drift, og valsemøllen 10 kan altid arbejde under optimale driftsbetingelser, i lighed med fremgangsmåden (5) til regulering af valsemøllen. Fremgangsmåderne (4) og (5) til regulering af en valsemølle er forskellige fra fremgangsmåderne (2) og (3) til regulering af en valsemølle, fordi de optimerer driftstilstanden for val- DK 176500 B1 27 semøllen 10 ved at eliminere offset i stedet for at optimere driftstilstanden for valsemøllen 10 ved at optimere de indstillede værdier for driftsparametrene. Synergivirkningen ved brugen af disse fremgangsmåder til regulering af en valsemølle forventes derfor at medføre yderligere 5 udmærket regulering af valsemøllen 10.

Selv om begge værdierne af driftstilstandsvariablerne og værdierne af driftsparametrene i de foregående udførelser 1 og 2 af den foreliggende opfindelse anvendes til optimering af driftstilstanden for valsemøllen ved anvendelse af begrænsningerne og performanceindexet, 10 er det også muligt at gøre således ved kun at bruge enten værdierne af driftstilstandsvariablerne eller værdierne af driftsparametrene.

Selv om ændringerne i værdierne af driftsparametrene er valgt således, at performanceindexet bliver minimeret eller maximeret i den foregående første og anden udførelse af den foreliggende opfindelse, 15 fordi performanceindexet bestemmes med henblik på at blive minimeret eller maximeret, når valsemøllens driftstilstand bliver optimeret, kan ændringerne af værdierne af driftsparametrene også udvælges ved at finde de værdier, som inverterer konvergensværdien af performanceindexet, efter at performanceindexet er blevet modificeret.

20 Komponenterne i valsemølleregulatorerne 1 og 1' i den første og anden udførelse af den foreliggende opfindelse kan enten have form som individuelle stykker hardware eller have form som computersoftware.

Som det fremgår ud fra den foregående beskrivelse, er det ved 25 brug af valsemølleregulatorerne 1 og 1' i den første og anden udførelse af den foreliggende opfindelse muligt automatisk at drive en valsemølle under optimale driftsforhold uden behov for at være afhængig af en erfaren operatør, selv hvis driftstilstanden varierer på grund af variationen af valsegodsets knusningsegenskaber, ved hjælp af almindelig korrekti-30 on af værdierne af driftsparametrene, hvilket har været svært at opnå ved den sædvanlige fremgangsmåde til fuzzy-regulering. For eksempel er valsemølleregulatorerne 1 og 1' i stand til at undertrykke vibrationerne i valsemøllen 10 og er i stand til at undgå standsning af valsemøllen 10 på grund af virkningen af vibrationsudkoblingen, således at valse- DK 176500 B1 28 møllen arbejder kontinuert. Desuden regulerer valsemølleregulatorerne 1 og 1' valsemøllen 10 således, at valsemøllen 10 arbejder med maksimal ydelse ved minimum effektbehov og således, at der produceres et produkt med optimal kvalitet.

5 Eftersom den foreliggende opfindelse kan realiseres i forskellige andre udførelser end dem, der specifikt er beskrevet heri, uden at afvige fra inden i de væsentlige egenskaber af den, er de foreliggende udførelser derfor illustrative og ikke begrænsende, og eftersom rækkevidden af den foreliggende opfindelse er fastlagt ved de vedføjede krav i 10 stedet for af den foregående beskrivelse, er ændringer og modifikationer mulige i opfindelsen uden at afvige fra dens rækkevidde.

Claims (18)

1. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle, ved hvilken fremgangsmåde valsemøllens driftstilstand reguleres ved justering af værdierne af valsemøilens driftsparametre på basis af værdier af drifts-5 tilstandsvariable, der repræsenterer valsemøllens driftstilstand, kendetegnet ved, at værdierne af driftstilstandsvariablerne, som repræsenterer valsemøllens driftstilstand, gentagne gange detekteres, at nye værdier for driftstilstandsparametrene bestemmes ved at anvende ændringer eller forhold mellem værdierne af driftstilstandsvariablerne 10 på en karakteristisk valsemøllemodel, der repræsenterer sammenhængen mellem ændringer i eller forhold mellem værdierne af driftstilstandsvariablerne og ændringer i eller forhold mellem værdierne af driftsparametrene, og at nye værdier for driftsparametrene vælges, således at valsemøllens driftstilstand optimeres.

2. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nye værdier for driftsparametrene vælges således, at der optimeres et performanceindex for evaluering af værdierne af driftstilstandsvariablerne og/eller værdierne af driftsparametrene på betingelse af, at visse forudbestemte begrænsninger på de detek- 20 terede værdier af driftstilstandsvariable og/eller de nye værdier af driftsparametrene er opfyldt.

3. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den karakteristiske valsemøllemodel opdateres på basis af de nye værdier af driftsparametrene og værdierne 25 af driftstilstandsvariablerne, som detekteres, efter at det er forsøgt at regulere valsemøllens driftstilstand i henhold til de nye værdier af driftsparametrene.

4. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 3, kendeteg net ved, at den karakteristiske valsemøllemodel opdate- 30 res ved tilstandsestimering under anvendelse af et Kalman-filter.

5. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der anvendes sekventiel approximation på identifikation af parametre ved mindste kvadraters metode, når den karakteristiske valsemøllemodel opdateres. DK 176500 B1 30

6. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den karakteristiske valsemøllemodel opdateres ved gentagen, multipel regressionsanalyse, mens de lagrede data partielt opdateres.

7. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 6, kendetegnet ved, at opdateringen af den karakteristiske valsemøllemodel ved multipel regressionsanalyse omfatter et første trin, hvor antallet af variable, der skal undergå multipel regressionsanalyse, indgives, 10 et andet trin, hvor driftsdata, som omfatter de detekterede værdier for driftstilstandsvariablerne og de nye værdier af driftsparametrene, samples, et tredje trin, hvor der frembringes en ny datagruppe for den næste multiple regressionsanalyse, efter at driftsdata er samplet, ved at 15 forskyde et sæt af datagruppen, som er lagret med henblik på multipel regressionsanalyse for at bestemme initialværdier, ved at fjerne de ældste driftsdata og tilføje de nye driftsdata, et fjerde trin, hvor der beregnes partielle regressionskoefficienter ved at udføre den multiple regressionsanalyse af datagruppen, som 20 er bestemt for multipel regressionsanalyse, et femte trin, hvor de beregnede nye partielle regressionskoefficienter inkorporeres som koefficienterne i den karakteristiske valsemøllemodel, og et sjette trin, hvor den karakteristiske valsemøllemodel opdate-25 res ved at gentage alle trin fra det andet trin til det femte trin inklusive.

8. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 1, kendetegnet ved, at værdierne af driftsparametrene justeres således, at værdierne af de korresponderende driftstilstandsvariable falder sammen med de ønskede værdier.

9. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 8, kendetegnet ved, at den karakteristiske valsemøllemodel omfatter mindst een model, som omfatter en lineær ligning, der udtrykker en af driftstilstandsvariablerne som en funktion af flere driftsparametre.

10. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 31 DK 176500 B1 9, kendetegnet ved, at den karakteristiske vasemøllemodel omfatter mindst een yderligere model, som omfatter en determinant til multipel regressionsanalyse, og som repræsenterer værdierne af driftstilstandsvariablerne.

11. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 8, kendetegnet ved, at de variable i nævnte model er dimensionsløse.

12. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle, ved hvilken fremgangsmåde valsemøllens driftstilstand reguleres ved justering af 10 værdierne af valsemøllens driftsparametre på basis af værdier af driftstilstandsvariable, der repræsenterer driftstilstanden af valsemøllen, kendetegnet ved, at værdierne af driftstilstandsvariablerne, der repræsenterer valsemøllens driftstilstand, gentagne gange detekteres, og at der ved hjælp af et organ til valg af værdier vælges nye værdier 15 for driftsparametrene, som optimerer et performanceindex med henblik på vurdering af værdierne af driftstilstandsvariablerne og/eller værdierne af drifts para metrene, på betingelse af at visse forudbestemte restriktioner på de detekterede værdier af driftstilstandsvariablene og/eller de nye værdier af driftsparametrene er opfyldt.

13. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 12, kendetegnet ved, at nævnte organ til valg af værdier omfatter et system til beregning af en Simplex-algoritme, og som omfatter en ROM, i hvilken der er lagret en Simplex-metode, og en CPU.

14. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 25 12 eller 13, kendetegnet ved, at nævnte restriktioner i det mindste omfatter en tilstand, der kræver, at summerne af værdien af hver enkelt driftsparameter og ændringerne i værdien af den samme driftsparameter ligger inden for faste områder.

15. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav 30 12 eller 13, kendetegnet ved, at nævnte restriktioner i det mindste omfatter en tilstand, der kræver, at summerne af værdierne af hver driftstilstandsvariabel og variationen af værdien af den samme driftstilstandsvariabel ligger inden for faste områder.

16. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge krav DK 176500 B1 32 12 eller 13, kendetegnet ved, at nævnte restriktioner i det mindste omfatter en betingelse, der kræver, at summerne af værdierne af hver driftstilstandsvariabel og værdien, som opnås ved at gange forholdet mellem værdien af den samme driftstilstandsvariabei og variatio-5 nen af værdien af den samme driftstilstandsvariabel med værdien af den samme driftstilstandsvariabel, ligger inden for faste områder.

17. Fremgangsmåde til regulering af en vaisemølle ifølge krav 12 eller 13, kendetegnet ved, at nævnte restriktioner i det mindste omfatter en betingelse, der kræver, at summerne af værdierne af 10 hver driftstilstandsvariabei og værdien, der er opnået ved at gange forholdet mellem værdien af den samme driftstilstandsvariabei og ændringen i værdien af den samme driftstilstandsvariabei med værdien, der er opnået ved at subtrahere faste værdier fra værdier af den samme driftstilstandsvariabei, ligger inden for faste områder.

18. Fremgangsmåde til regulering af en valsemølle ifølge et hvert af kravene 12 til 17, k e n d e t e g n e t ved, at de nye værdier af driftsparametrene vælges således ved hjælp af Simplex-metoden, at et performance!ndex optimeres. 20