JP2006247439A - 原料破砕システム - Google Patents

Abstract

【課題】コンベヤ上の原料輸送量の計測を不要にしながら、ジャイレートクラッシャの荷払い制御を確実にし、無負荷運転を確実に防止する。
【解決手段】ジャイレートクラッシャを駆動するモータ８の負荷電力を検出する電力検出器１２を設け、シーケンサ９は、荷払い制御には、上流コンベヤを停止制御した後、負荷電力と無負荷電力設定値との比較でジャイレートクラッシャの無負荷運転状態を判定し、この無負荷運転状態が無負荷継続時間だけ継続したときに開閉器１１の切り指令でモータを停止させる。
シーケンサは、システムの運転中に、ジャイレートクラッシャの無負荷運転状態を判定し、一定時間継続したときにモータを停止させること、監視装置１３はシステムの試運転時に、負荷電力データを取得して無負荷電力設定値を決定すること、停止時に原料が残っていないことの確認制御を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ジャイレートクラッシャを使用した原料破砕システムに係り、特にジャイレートクラッシャの無負荷運転防止方式に関する。

ジャイレートクラッシャは、原石山から採掘された原料を一次破砕する破砕機であり、旋回運動（gyration）による連続圧縮式によって原料を破砕する。

図４は、ジャイレートクラッシャを使用した原料破砕システムの要部構成を示す。採掘された原料は上流コンベヤ１，２によってジャイレートクラッシャ３位置まで搬送され、自由落下でジャイレートクラッシャ３の原料投入口に投入される。ジャイレートクラッシャ３に投入された原料は、一定の大きさまで破砕され、原料排出口から下流コンベヤ４に排出され、滞積所などに搬送される。

コンベヤ１，２，４はそれぞれ付属のモータによって駆動されて原料を搬送し、ジャイレートクラッシャ３は内蔵のモータ８によって駆動されて原料を一次破砕する。シーケンサ９は、予め定めた運転／制御出力に応じて各モータ５〜８を運転／停止制御する。

このような原料破砕システムにおいて、ジャイレートクラッシャ３は、その構造上から無負荷運転による回転数上昇でジャイレートクラッシャの習動部分が摩耗し、習動状態が悪化すること、または原料を噛み込んだ状態で停止することで、ジャイレートクラッシャ本体に無理な力がかかり、破損する可能性がある。そこで、シーケンサ９は、ジャイレートクラッシャ内の原料払い出しの完了を待ってその停止を行う荷払い制御手順を用意している。この種のシーケンス制御は、原料破砕システムに限らず、原料の払い出し完了を装置の運転時間管理で行う方式にされる（例えば、特許文献１参照）。

図５は、原料破砕システムに適用されるジャイレートクラッシャ内の荷払い制御手順を示す。この制御手順は、上流コンベヤを停止させたとき（Ｓ１）、この時点からジャイレートクラッシャ内に残っている原料が完全に払い出されるまでの時間（荷払い時間）が設定されるタイマカウンタのカウントを開始し（Ｓ２）、このカウントアップまで下流コンベヤおよびジャイレートクラッシャの運転を継続し（Ｓ３）、カウントアップでジャイレートクラッシャが無負荷状態にあると判断し（Ｓ４）、ジャイレートクラッシャの停止指令を発生する（Ｓ５）。
特開２０００−６１３３０号公報

図５の原料破砕システムにおける荷払い制御は、上流コンベヤ停止後、ジャイレートクラッシャの運転を一定時間だけ継続し、この荷払い運転によりクラッシャ内が無負荷と判断する。この時間管理による無負荷判定は、上流コンベヤ１，２から採掘原料がほぼ均等に搬送される場合には何ら問題とならない。

しかし、原料採掘の稼働状況などを要因として、上流コンベヤ１，２による原料搬送量が一定にならない場合が多い。このため、コンベヤ２の原料搬送量が予定量よりも極端に少ない場合、上記の荷払い運転においては、コンベヤ２の停止後、短時間でジャイレートクラッシャが無負荷運転状態になってしまい、この無負荷運転状態がタイマカウンタのカウントアップまで継続されてしまい、ジャイレートクラッシャ本体を破損させるおそれがある。逆に、タイマカウンタのカウントアップ時間が短く設定されていると、コンベヤ２の原料搬送量が予定量よりも多い場合、ジャイレートクラッシャ内に原料を残したまま停止させてしまう問題がある。

また、上記の荷払い運転時の問題に限らず、原料破砕のために上流コンベヤの運転中に、その原料搬送量が途切れた場合や非常に少なくなった場合、ジャイレートクラッシャが無負荷運転状態または無負荷に近い運転状態になってしまい、この状態はタイマカウンタによる計時もなされていないため、長時間の無負荷運転状態を起こすおそれがある。

これらの課題を解消するには、上流コンベヤ上の原料輸送量を検出できる計測器を設けておき、この計測値からジャイレートクラッシャ内の原料の有無を把握することが考えられるが、この場合は計測器設備が必要となる。また、上流コンベヤ上の原料輸送量は大きく変化するため、これを正確に測定する計測が難しくなるし、確実な判定処理が難しくなる。

本発明の目的は、コンベヤ上の原料輸送量の計測を不要にしながら、ジャイレートクラッシャの荷払い制御を確実にし、さらにジャイレートクラッシャの無負荷運転を確実に防止できる原料破砕システムを提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、ジャイレートクラッシャの荷払い完了さらに無負荷運転状態を、それを駆動するクラッシャモータの負荷電力を基に判定するようにしたもので、以下の構成を特徴とする。

（１）原料を一次破砕するジャイレートクラッシャと、このジャイレートクラッシャに投入する原料を搬送する上流コンベヤと、前記ジャイレートクラッシャから排出される原料を搬送する下流コンベヤと、前記ジャイレートクラッシャおよび各コンベヤの運転／停止制御を行うシーケンサとを備えた原料破砕システムにおいて、
前記ジャイレートクラッシャを駆動するモータの負荷電力を検出する電力検出器を設け、
前記シーケンサは、システムの運転終了時に、前記電力検出器の測定値から前記ジャイレートクラッシャの無負荷運転状態を判定し、この無負荷運転状態が設定する継続時間以上継続したときに前記モータを停止させる荷払い制御手段を備えたことを特徴とする。

（２）前記シーケンサは、システムの運転中に、前記電力検出器の測定値から前記ジャイレートクラッシャの無負荷運転状態を判定し、この無負荷運転状態が一定時間継続したときに前記モータを停止させる無負荷運転防止制御手段を備えたことを特徴とする。

（３）前記シーケンサは、前記ジャイレートクラッシャを駆動するモータの停止中に、任意の時間間隔で該モータを起動して前記電力検出器の測定値から該ジャイレートクラッシャの負荷の有無を判定し、
負荷が有る場合は無負荷運転状態を判定するまで、または前記システムへの停止指令が入力されるまで前記モータを運転し、
無負荷の場合は前記モータを停止させるモータの運転／停止制御手段を備えたことを特徴とする。

（４）前記シーケンサとの間で各種のデータを伝送できる監視装置は、前記シーケンサによるシステムの試運転時に、前記無負荷時の無負荷電力データと有負荷時の負荷電力デフォルトデータを前記電力検出器の測定値から取得し、これら無負荷電力データと負荷電力デフォルトデータから前記無負荷電力設定値を決定し、この設定値を前記シーケンサに設定する手段を備えたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、ジャイレートクラッシャの荷払い完了さらに無負荷運転状態を、それを駆動するクラッシャモータの負荷電力を基に判定するようにしたため、以下の効果がある。

（１）上流コンベヤ上の原料輸送量の計測器を不要にしながら、ジャイレートクラッシャの荷払い制御を確実にし、さらにジャイレートクラッシャの無負荷運転を確実に防止できる。

（２）システムの試運転での負荷電力データを基にして無負荷電力設定を行うため、システムに適合した荷払い制御および無負荷運転防止ができる。

（３）ジャイレートクラッシャが原料を噛み込んだ状態で停止していないことを確認、および完全な荷払いが行われたことを確認する制御もできる。

図１は、本発明の実施形態を示すジャイレートクラッシャの運転制御装置である。クラッシャモータ８は、その交流電源１０との間に電磁開閉器１１を介挿した主回路電源構成とし、電磁接触器構成の開閉器１１の入り／切り制御によって運転／停止制御される。

シーケンサ９は、開閉器１１によるモータ８の運転／停止制御、および各コンベヤのモータ５，６，７の運転／停止制御機能をもち、さらに上流コンベヤ停止によるクラッシャ内荷払い制御機能をもつ。

以上までの機能は、従来の破砕制御システムがもつ機能と同等のものであるが、これら機能に加えて、本実施形態では、ジャイレートクラッシャ内の荷払い完了判定および無負荷運転防止のために、クラッシャモータ８に供給される負荷電力を検出し、この検出信号を例えばＤＣ４〜２０ｍＡに変換してシーケンサ９に伝送できる電力検出器１２を設ける。また、中央管理室に既設の監視装置１３は、シーケンサ９との間で各種の監視データの収集機能をもつほか、ジャイレートクラッシャの無負荷運転検出と防止のために、シーケンサ９に対する各種指令機能と設定機能および監視機能を設ける。

この構成において、シーケンサ９は、電力検出器１２で検出する負荷電力が無負荷電力設定値よりも小さいときにジャイレートクラッシャ３が無負荷運転状態と判定し、この無負荷運転状態の判定が一定時間継続したことで無負荷運転状態を確認する。この確認が得られたとき、シーケンサ９は、開閉器１１の切り指令を発生できる（クラッシャ停止）手段を備える。

監視装置１３は、少なくとも、無負荷電力設定機能と、無負荷運転状態の継続時間設定機能と電力トレンド表示機能および無負荷運転時アラーム報知機能を備える。

無負荷電力設定機能は、シーケンサによりジャイレートクラッシャ３をそれに原料が有るとき（負荷時）と無いとき（無負荷時）で試運転したときに、これら運転状態で電力検出器１２で検出される負荷電力から無負荷時電力を決定し、これを無負荷運転判定および荷払い完了判定の負荷電力デフォルトデータとしてシーケンサ９に設定する。

無負荷運転状態の継続時間設定機能は、シーケンサ９による荷払い完了および無負荷運転確認のための無負荷継続時間をシーケンサ９に設定する。このときの無負荷運転状態の継続時間は、ジャイレートクラッシャの規模や性能（無負荷運転許容時間など）を考慮して固定値として予め決定されるほか、コンベヤによる原料搬送状況に応じて適宜変更可能にされる。

電力トレンド表示機能は、電力検出器１２で検出する負荷電力を、シーケンサ９を介して収集し、表示パネル等にトレンド表示する。無負荷運転時アラーム報知機能は、シーケンサ９が無負荷運転を確認し、そのアラーム出力を伝送してきたとき、警報器等を駆動して監視員等に無負荷運転の警報を行う。

図２は、本実施形態によるシーケンサの破砕制御フローを示す。システムの運転開始前に、まず、監視装置１３からの無負荷電力設定指令により、ジャイレートクラッシャを無負荷状態と有負荷状態にした試運転を行い、この試運転における電力検出器１２の電力検出信号を基にして、無負荷データと負荷電力デフォルトデータを測定・出力する（Ｓ１１）。これらの出力はシーケンサ内に設定されると共に監視装置１３に伝送される。さらに、監視装置１３からの無負荷運転状態の継続時間設定機能によってシーケンサには無負荷継続時間が設定される。

図３は、上記の試運転によるデフォルトデータ測定・出力（Ｓ１１）の詳細フローを示す。シーケンサ９は、ジャイレートクラッシャ３の無負荷状態における電力検出器１２の測定電力を無負荷電力データとして設定すると共に監視装置１３への伝送を行う（Ｓ１１Ａ〜Ｓ１１Ｅ）。また、シーケンサ９は、ジャイレートクラッシャ３の有負荷状態における電力検出器１２の測定電力を負荷電力デフォルトデータとして設定すると共に監視装置１３への伝送を行う（Ｓ１１Ｆ〜Ｓ１１Ｉ）。

図２に戻って、シーケンサ９は、上記の無負荷電力データと負荷電力デフォルトデータの設定と伝送を確認、および監視装置１３からの継続時間設定を確認した後、破砕制御を開始する（Ｓ１２）。この破砕制御開始には、シーケンサ９は開閉器１１の入り指令を発生してクラッシャモータ８の運転を開始し、監視装置１３での電力トレンド表示出力を行い（Ｓ１３）、さらにコンベヤモータ５〜７の運転を開始する。このとき、監視装置１３は電力トレンド表示機能によって電力トレンド表示を行う。

シーケンサ９は、システムの運転終了時に、ジャイレートクラッシャ内の荷払いを行う場合（Ｓ１４）、まず、上流コンベヤを停止させ（Ｓ１５）、ジャイレートクラッシャ３を運転を継続したまま、電力検出器１２の検出電力から無負荷運転の有無をチェックする（Ｓ１６）。無負荷運転が判定されたとき、この判定が一定時間継続するか否かをチェックする（Ｓ１７）。無負荷運転が一定時間継続したとき、シーケンサ９はクラッシャモータを停止させてシステム運転を終了する（Ｓ１８）。

次に、シーケンサ９は、システムの運転中に、電力検出器１２の検出電力から無負荷運転の有無をチェックしておき（Ｓ１９）、無負荷運転が判定されたときにはその継続時間をチェックし（Ｓ２０）、一定時間だけ継続したときにアラーム出力を行う（Ｓ２１）。このアラーム出力により、監視装置１３に無負荷運転発生を報知し、監視装置１３側では無負荷運転のアラームを発生し、オペレータ等に知らせる。なお、無負荷判定電力と継続時間は荷払い制御でのそれらと同じ値、又は異なる値にする場合がある。

シーケンサ９は、アラーム発生から一定時間内に、監視装置１３側からジャイレートクラッシャの停止指令が有るか否かをチェックし、停止指令があればシステム運転を終了する（Ｓ２２）。停止指令がない場合は、システム運転の再開指令が有るか否かをチェックし（Ｓ２３）、運転再開指令があればジャイレートクラッシャの運転を再開し（Ｓ２４）、指令がなければシステム運転を終了する。なお、アラーム出力に対するジャイレートクラッシャの停止指令および運転再開の可否は、電力トレンド表示などからオペレータが判断することができる。

したがって、本実施形態によれば、ジャイレートクラッシャ内の荷払い完了は、電力検出器の検出電力を基にした無負荷運転状態の判定から得るため、上流コンベヤ１，２での原料搬送量の多い／少ないに拘わらず、確実な判定を得ることができる。

また、無負荷状態の判定基準とする無負荷電力は、システムの実働によって決定するため、原料採掘状態などに応じて適切な値を設定できる。

また、無負荷運転状態が一定時間継続することでその確認を得るため、一層確実にした荷払い制御ができる。

また、上流コンベヤが運転されている通常運転中においても、ジャイレートクラッシャの無負荷運転状態を検出することで、その故障や破損に至る前に確実に停止させることができる。

また、システム構成上は、上流コンベヤ上の原料輸送量を検出する計測器の設置が不要になり、汎用の電力検出器を設けることで済む。なお、電力検出器は、従来の監視装置が電力トレンド表示用として既設のものであればそれを利用することができ、実施形態に記載される電流入力以外に、電圧入力またはパルス入力でもかまわない。

なお、実施形態において、ジャイレートクラッシャが原料を噛み込んだ状態で停止していないことを確認、および完全な荷払いが行われたことを確認する制御手段を設けることもできる。この制御には、シーケンサ９は、ジャイレートクラッシャ３を駆動するモータ８の停止中に、任意の時間間隔で該モータを起動して電力検出器１２の測定値から該ジャイレートクラッシャの負荷の有無を判定し、負荷が有る場合は無負荷運転状態を判定するまで、または監視装置からシステムへの停止指令が入力されるまでモータを運転し、無負荷の場合はモータを停止させるモータの運転／停止制御手段を設けることで実現される。

本発明の実施形態を示すジャイレートクラッシャの運転制御装置。 実施形態におけるシーケンサの破砕制御フロー。 実施形態におけるデフォルトデータ測定・出力の詳細フロー。 原料破砕システムの要部構成図。 従来のジャイレートクラッシャ内の荷払い制御フロー。

符号の説明

１、２ 上流コンベヤ
３ ジャイレートクラッシャ
４ 下流コンベヤ
５〜８ モータ
９ シーケンサ
１１ 開閉器
１２ 電力検出器
１３ 監視装置

Claims (4)

1. 原料を一次破砕するジャイレートクラッシャと、このジャイレートクラッシャに投入する原料を搬送する上流コンベヤと、前記ジャイレートクラッシャから排出される原料を搬送する下流コンベヤと、前記ジャイレートクラッシャおよび各コンベヤの運転／停止制御を行うシーケンサとを備えた原料破砕システムにおいて、
   前記ジャイレートクラッシャを駆動するモータの負荷電力を検出する電力検出器を設け、
   前記シーケンサは、システムの運転終了時に、前記電力検出器の測定値から前記ジャイレートクラッシャの無負荷運転状態を判定し、この無負荷運転状態が設定する継続時間以上継続したときに前記モータを停止させる荷払い制御手段を備えたことを特徴とする原料破砕システム。
2. 前記シーケンサは、システムの運転中に、前記電力検出器の測定値から前記ジャイレートクラッシャの無負荷運転状態を判定し、この無負荷運転状態が一定時間継続したときに前記モータを停止させる無負荷運転防止制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の原料破砕システム。
3. 前記シーケンサは、前記ジャイレートクラッシャを駆動するモータの停止中に、任意の時間間隔で該モータを起動して前記電力検出器の測定値から該ジャイレートクラッシャの負荷の有無を判定し、
   負荷が有る場合は無負荷運転状態を判定するまで、または前記システムへの停止指令が入力されるまで前記モータを運転し、
   無負荷の場合は前記モータを停止させるモータの運転／停止制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の原料破砕システム。
4. 前記シーケンサとの間で各種のデータを伝送できる監視装置は、前記シーケンサによるシステムの試運転時に、前記無負荷時の無負荷電力データと有負荷時の負荷電力デフォルトデータを前記電力検出器の測定値から取得し、これら無負荷電力データと負荷電力デフォルトデータから前記無負荷電力設定値を決定し、この設定値を前記シーケンサに設定する手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の原料破砕システム。
   

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