JP3439112B2 - 粉砕機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボールミル（チュー
ブミル）、ローラミル等の粉砕機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セメント製造プラントにおいては、ボー
ルミル（チューブミル）と呼ばれる横型のミルと、ロー
ラミルと呼ばれる竪型のミルとが、原料や原料を焼成し
て作られたクリンカの粉砕に用いられる。又、前記ロー
ラミルは火力プラントのボイラ用バーナに送られる燃料
である微粉炭を作るための石炭の粉砕用としても用いら
れている。かかるボールミルやローラミルにおいては、
省電力化は重要な課題であり、かかる課題に対処するた
め、従来種々の発明・考案が提供されている。

【０００３】図７はかかる従来技術のうちボールミルの
１例を示す構成図である。図７において１はボールミ
ル、２はバケットエレベータ（以下B.E.略称する）、３
はセパレータである。４はB.E.駆動用のモータであり、
５はB.E.駆動モータの電力を検出する電力計である。６
は前記ボールミル１に新しい被粉砕物を供給する供給機
であり、フィードタンク７から一定量の被粉砕物を切り
出す。８は制御演算器であり前記B.E.輸送量の目標値Ｙ
₁ と実際のB.E.輸送量Ｙ₂ との偏差ｅに基づいて積分比
例制御（ＰＩＤ演算）等を施し、供給機６で切り出す新
供給量Ｆの目的値Ｆ₁ を出力するものである。

【０００４】かかるボールミル装置において、前記ボー
ルミル１に投入された被破砕物は、ここで粉砕された
後、出口１ａより排出されてB.E.駆動用のモータ４で駆
動されているB.E.２により持ち上げられ、セパレータ３
に入る。そして、該セパレータ３にて分級されて精粉は
製品Ｐとして取り出される。一方、粗粉は戻り粉として
戻り管２１を経て再度入口１ｂからボールミル１に投入
される。図中、９は前記電力計５からの信号を単位変換
し、B.E.輸送量Ｙ₂ として出力する変換器である。ま
た、１０は音響レベル計であり、１１は音響指示計であ
る。

【０００５】かかるボールミル装置において、電力原単
位を小とするには粉砕量を大とする必要がある。ところ
が、かかるボールミルにおいては、前記粉砕量が過大と
なると、前記被破砕物のミル内における滞留量が過多と
なり、いわゆるミル詰まりの状態となってしまう。そこ
で、該ボールミルのオペレータは、B.E.輸送量の目標値
Ｙ₁ を少し増加させ、所定の時間即ちミルの遅れ時間以
上の時間が経過しても、音響レベル１０の指示が許容値
以上にならないことを確認する。そして、この確認後、
再び前記目標値Ｙ₁ を少し増加させて、前記と同様に前
記音響レベル等の状況を検知する。かかる繰り返しによ
り、粉砕量（精粉量）を増加させる。

【０００６】次に、図８は、ローラミルの制御部の構成
を示す。図８において、２１はローラミルのミル本体で
ある。被粉砕物はフィードタンク７から供給機６を介し
てミル本体２１に供給される。該ミル本体２１は、複数
の圧下ローラ２４と回転テーブル２５との間に供給され
る前記被粉砕物を粉砕し、その粉砕物を前記回転テーブ
ル２５の外周部下方からガス供給部２６を介して吹き上
げ供給される高温ガスＧにてミル内上方部に設けられた
セパレータ２３に導き、精粉Ｐと粗粉とに分離してい
る。該セパレータ２３により分離された精粉Ｐは、上記
ガスＧにより搬送されて外部に取り出され、サイクロン
２８に供給されてここで前記ガスＧと分離されて排出
（出力）される。また、前記粗粉は、前記回転テーブル
２５上に落下供給されて再度粉砕される。なお、前記ガ
スＧは上記サイクロン２８に接続された吸引ファン２９
により吸引されており、前記ミル本体２１内からサイク
ロン２８へと通流される。

【０００７】一方、前記回転テーブル２５の外周からそ
の周囲に落下する粉砕残存物、つまり前記圧下ローラ２
４と回転テーブル２５とによって粉砕されなかった残存
被粉砕物Ｚは、粗粉ベルトコンベア２７を介してバケッ
トエレベータ（以下、B.E.と略称する）２に供給され、
該B.E.２によってミル本体２１の上部に導かれ、前記新
供給被粉砕物に加えられてミル本体２１に再供給され
る。前記粗粉ベルトコンベア２７と前記B.E.２からなる
粗粉再投入機構による粗粉の搬送量をＹとすると、この
搬送量Ｙは、前記B.E.２を駆動するモータ４の電力を測
定する電力計５の出力を単位変換する変換器９の出力と
して検出される。

【０００８】一方、前記ミル本体２１に供給するガスＧ
のガス導入部（入口部）と、ミル本体２１から排出され
るガスＧの排出部（出口部）にそれぞれ圧力計３０、３
１を設け、前記ガスＧの供給・排ガス圧力Ｐｉ、Ｐｏを
検出し、この検出信号差分器３２に導き、ミル差圧Ｐｄ
を算出する。前記ミル差圧Ｐｄは制御演算器８に入力さ
れ、該制御演算器８は、前記検出されたミル差圧Ｐｄと
差圧の目標値Ｐｄ₁ との差を算出し、それに基づいて積
分比例（ＰＩＤ）演算等を施して新供給量の目標値Ｆ１
として出力する。かかる従来技術においては、このよう
にして前記差圧の目標値Ｐｄ₁ と実際の差圧Ｐｄとが等
しくなるように供給装置６を制御している。また、図８
において、３３は前記ミル本体２１の振動を検出する振
動センサ、３４はその指示計である。かかるローラミル
の場合も、前記ボールミルと同様、電力原単位を小さく
することが要求されており、該電力原単位を小さくする
ためには粉砕量を増加することを要する点も前記ボール
ミルの場合と同様である。かかるローラミルにおいて
は、新供給量を増加させて行き、これが過供給となった
場合には振動が発生し、これが激しくなる場合には粉砕
が不可能となる。このため、かかる振動発生時において
は、オペレータは前記差圧の目標値Ｐｄ₁ を若干増加さ
せ、一定時間、つまりミルの遅れ時間以上の時間が経過
しても、振動センサ３３により検出され、指示計３４に
指示される振動の指示値が許容値以下であることを確認
する。かかる確認後、再び前記目標値Ｐｄ₁ を若干増加
させて、前記同様に振動を検知する。かかる動作の繰り
返しにより粉砕量（精粉量）を増大させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図７〜図８に示す従来
技術においては、ボールミルあるいはローラミルの粉砕
量を、音響レベル計１０の指示値もしくは振動センサ３
３により検出された振動状態を監視しながら、B.E.２の
目標値Ｙやミル差圧の目標値Ｐｄ₁ を、オペレータが手
動で設定する必要があった。このため、かかる従来技術
においては、被粉砕物の粉砕性の変化、ミルを構成する
ボールやローラの摩耗によるミルの粉砕性能の変化に応
じて前記目標値の設定を手動にて変更する必要があり、
また前記ミルは複数台設置されることが多いため、前記
手動動作を繰り返すオペレータの負担がきわめて大きく
なる。

【００１０】本発明の目的は、かかる従来技術の課題に
鑑み、ボールミルあるいはローラミルにおいて、該ミル
のボールやローラ等の摩耗による被粉砕物の粉砕性能の
変化に応じてB.E.輸送量の目標値やミル差圧の目標等の
ミルの運転制御目標値を自動的に設定可能として、オペ
レータの負担を軽減するとともに運転制御性能を向上す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】ボールミルにおいて、い
わゆるミル詰まりの目標としては、（１）音響レベル計
の出力値、（２）音響レベル計の出力値とある時間間隔
でみた該出力値の増加速度、等が考えられるが、ミルの
安全運転のためには、かかるミル詰まりの指標があるし
きい値以下である必要がある。また、精粉品質上の要求
から粉砕後の粒度はある値以下であることを要する。ミ
ル詰まりの指標であるミル内の滞留量と粉砕後の粒度が
許容範囲内であれば前記B.E.輸送量の目標値を増加さ
せ、また、これらの量が許容範囲外であれば、B.E.輸送
量の目標値を減少させることにより、ボールミルの安定
運転を確保しつつ被粉砕物の新供給量を可能な限り大き
くすることにより、電力原単位を低減する。

【００１２】また、ローラミルにおいて、該ローラミル
の振動振幅とある時間幅での振動振幅の増加量と粉砕後
の粒度とが許容範囲内であればミル差圧の目標値を増加
させ、また、これらの量が許容範囲外であれば、ミル差
圧の目標値を減少させることにより、ミルの安定運転を
確保しつつ被粉砕物の新供給量を可能な限り大きくする
ことにより電力原単位を低減する。図５にローラミルに
おける被粉砕物の新供給量ＦとB.E.輸送量（外部循環
量）の関係を示す。

【００１３】然るに、前記ミルの定常的な運転において
は、被粉砕物の新供給量とB.E.輸送量の関係は図６に示
すように、単峰性がある。また、定常的な運転において
は、被粉砕物の新供給量とミル差圧の関係も同様に図６
に示すような関係がある。従って、本発明においては、
前記のミル詰まりの指標、ミルの振動振幅、振動振幅の
増加速度、粉砕後の粒度等が許容範囲内という条件下
で、被粉砕物の新供給量を最大とするB.E.輸送量または
ミル差圧を求めることにより、定常運転時には被粉砕物
の新供給量は精粉量に等しいことから、精粉量を最大に
することができ、電力原単位を最小にできる。そして前
記精粉量の最大化は例えば周知の最急上昇法（勾配法）
等を用いて、ある時間周期毎に逐次的に行なう。具体的
には、各周期の始めに制限条件を満たしているか否かを
判定し、満たしておれば最大化の計算を行ない、満たさ
なくなっら制限条件を満たしていたときの値に戻すとい
う手段をとる。

【００１４】以上の骨子に基づく本発明の第１発明は、
供給機から所定量供給される石炭等の被粉砕物をボール
ミルにより粉砕して精粉を得るボールミル装置におい
て、前記ボールミル内における被粉砕物の滞留状態を検
出する滞留状態検出手段と、前記被粉砕物の粒度を検出
あるいは設定する粒度入力手段と、前記滞留状態及び粒
度が入力され、前記ボールミル内における被粉砕物の滞
留量レベル及び前記粒度の双方が許容範囲内にあると
き、現時点から所定時間間隔後に前記供給機に与えられ
る新供給量の目標値を現地点よりも増加させ、前記滞留
量レベル及び前記粒度の何れかが許容範囲外にあるとき
前記目標値を少なくとも現状値に保持する目標値算出手
段とを備えたことを特徴とする粉砕機の制御装置にあ
る。

【００１５】かかる第１発明によれば、ボールミル内に
おける被粉砕物の滞留量つまりミルレベル及び好ましく
はその増加速度、並びに被粉砕物の粒度を目標値算出手
段に入力し、該目標値算出手段において、前記ミルレベ
ル及び好ましくはその増加速度、並びに前記粒度が許容
範囲内にあるときは被粉砕物の外部循環量即ちB.E.輸送
量の目標値を増加させるとともに、該目標値に乗ずる及
び新供給量の算出値に乗ずるゲインＫ₂ を１として（ゲ
インの増加なし）ボールミルへの新供給量を最大量に保
持し、また、前記ミルレベル及び好ましくはその増加速
度並びに前記粒度の何れかが許容範囲外にあるときは前
記B.E.輸送量の目標値をある設定時間中現状値に保持す
るか、あるいは所定量減ずるとともに、前記ゲインＫ₁
及びＫ₂を１よりも小さい設定値に減じてボールミルへ
の新供給量を減ずることにより、ボールミルの詰まりを
防止して、安定した運転を可能とすることができる。

【００１６】また第２発明は、前記第１発明に加えて、
前記供給機から前記ボールミルに供給される被粉砕物の
供給量を検出する供給量検出手段を設け、該供給量検出
手段からの検出供給量を前記目標値算出手段に入力し、
該目標値算出手段は、前記滞留量レベル及び前記粒度が
許容範囲内にあるとき、前記検出供給量の検出時点から
所定時間間隔における検出供給量の変化量（ｄＦ）と供
給量の目標値の変化量（ｄＹ’）との変化量比（ｄＦ／
ｄＹ’）を算出し、この変化量比で前記新供給量の目標
値を補正するように構成されてなる。

【００１７】かかる第２発明によれば、前記B.E.輸送量
目標値を所定時間間隔におけるボールミルへの新供給量
の変化量（ｄＦ）と前記B.E.輸送量の目標値の変化量
（ｄＹ’）との比で表わされる勾配（Ｍ＝ｄＦ／ｄＹ）
で補正して設定することにより、前記第１発明よりもさ
らに高精度の制御性能で以って、ボールミルの安定操業
範囲内で粉砕製品量（精粉量）を高い値に保持すること
ができる。

【００１８】第３発明は、供給機から所定量供給される
石炭等の被粉砕物をローラミルにより粉砕して精粉を得
るローラミルにおいて、前記ローラミルの振動を検出す
る振動検出手段と、前記被粉砕物の粒度を検出あるいは
設定する粒度入力手段と、前記被粉砕物の外部循環量即
ちB.E.輸送量を検出する輸送量検出手段と、前記振動・
粒度及びB.E.輸送量が入力され、前記振動・粒度及びB.
E.輸送量が許容範囲内にあるとき、現時点から所定時間
間隔後に前記ローラミルのミル差圧の目標値を現時点よ
りも増加させ、前記振動・粒度及びB.E.輸送量の何れか
が許容範囲外にあるとき、前記所定時間間隔後に前記ミ
ル差圧の目標値を現状値よりも所定量減ずる目標値算出
手段とを備えたことを特徴とする粉砕機の制御装置にあ
る。

【００１９】かかる第３発明によれば、ローラミルの振
動、被粉砕物の粒度、並びに前記B.E.輸送量を目標値算
出手段に入力し、該目標値算出手段において、前記振動
・粒度、及びB.E.輸送量が許容範囲内にあるときは、ミ
ル差圧の目標値を増加させるとともに、該目標値及び新
供給量に乗ずる可変ゲインＫ₁ 及びＫ₂ を現状値に維持
することにより、ローラミルへの新供給量を前記ミル差
圧が過大にならない範囲で最大量に保持し、前記振動・
粒度、及びB.E.供給量の何れかが許容範囲外にあるとき
は、前記ミル差圧の目標値を所定量減ずるとともに前記
ゲイン（Ｋ₁ ）及び必要に応じて（Ｋ₂ ）を減じて、ロ
ーラミルへの新供給量を減ずることによりローラミルの
詰まりを防止して安定した運転を可能とすることができ
る。

【００２０】第４発明は、前記第３発明に加えて、前記
供給機から前記ローラミルに供給される被粉砕物の新供
給量を検出する新供給量検出手段を設けて、該新供給量
検出手段からの検出新供給量を前記目標値算出手段に入
力し、該目標値算出手段は、前記振動・粒度、及び前記
B.E.輸送量が許容範囲内にあるとき、前記新供給量の検
出時点から所定時間間隔における検出供給量の変化量
（ｄＦ）と前記ミル差圧の目標値の変化量（ｄＰｄ’）
との変化量比（ｄＦ／ｄＰｄ’）を算出し、この変化量
比で前記新供給量の目標値を補正するように構成されて
なる。

【００２１】かかる第４発明によれば、ミル差圧の目標
値を、前記新供給量の変化量（ｄＦ）と該ミル差圧の目
標値の変化量（ｄＰｄ’）との比で表わされる勾配（Ｍ
＝ｄＦ／ｄＰｄ’）で補正して設定することにより、前
記第３発明よりもさらに高精度の制御性能で以って、ロ
ーラミルの安定範囲内で精粉量を高い値に保持すること
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。

【００２３】図１は本発明の第１実施形態に係るボール
ミルにおける粉砕量制御装置の構成図（ブロック図）で
ある。図１において、１はボールミル、２はバケットエ
レベータ（以下B.E.と略称する）、３はセパレータであ
る。４は前記B.E.を駆動するモータ、５は該モータ４の
駆動電力を検出する電力計である。６は前記ボールミル
１に新しい被粉砕物を供給する供給機であり、フィード
タンク７から前記被粉砕物の一定量を切り出すようにな
っている。

【００２４】８は制御演算器、９は前記電力計５からの
電力検出値を単位変換し、B.E.輸送量として前記制御演
算器８に入力する変換器である。１０は前記ボールミル
１の音響レベルを検出する音響レベル計である。

【００２５】４８はタイミングパルス発生器であり、後
述する安定化ロジック部、最適化ロジック部、制御演算
器、可変ゲイン等は、このタイミングパルス発生器４８
により発信されるタイミングパルスＳに同期して作動す
る。４４は、前記音響レベル計１０の出力を前記ボール
ミル１における被粉砕物の滞留量に変換する変換器であ
り、４１は該変換器４４の出力信号が入力される安定化
ロジック部である。４５は粒度入力装置であり、該粒度
入力装置４５に入力された粒度は、安定化ロジック部４
１に送られる。４０は最適化ロジック部、４６、４７は
可変ゲインである。

【００２６】かかる構成からなるボールミルの粉砕量制
御装置の動作を説明する。ボールミル１に投入された被
破砕物は、ここで粉砕された後、出口１ａより排出され
てB.E.駆動モータ４で駆動されているB.E.２により持ち
上げられ、セパレータ３に入る。そして、該セパレータ
３にて分級されて精粉は製品Ｐとして取り出される。一
方、粗粉は戻り粉として戻り管２１を経て再度入口１ｂ
からボールミル１に投入される。

【００２７】前記電力計５によるB.E.２駆動用モータ４
の電力の検出値は、変換器９にてB.E.輸送量に変換され
て制御演算器８に入力される。

【００２８】一方、タイミングパルス発生器４８にて発
信されたタイミングパルスＳは制御演算器８、安定化ロ
ジック部４１、最適化ロジック部４０、可変ゲイン４
６、４７に送られ、これらの要素はこのタイミングパル
スＳに同期して作動する。尚、計算機により安定化ロジ
ック部４１、最適化ロジック部４０、制御演算器８、可
変ゲイン４６、４７等を実現する場合には、タスクの時
間管理を行なうスケジューラが、前記タイミングパルス
発生器４８の機能を行なうことになる。

【００２９】また、音響レベル計１０にて検出された音
響レベルは変換機４４に入力され、ここでボールミル１
内における被粉砕物の滞留量に変換される。この滞留量
即ち前記ボールミル１の詰まりの指標となる量は安定化
ロジック部４１に入力される。該安定化ロジック部４１
には、前記粒度入力装置４５から被粉砕物の粒度も入力
されている。

【００３０】該安定化ロジック部４１において、入力さ
れた被粉砕物の粒度が許容粒度内にあるか否かを監視す
るとともに、ボールミル１内の被粉砕物の滞留量、つま
りミルレベル及びその増加速度が予め設定された許容範
囲内にあるか否かを監視する。

【００３１】そして該安定化ロジック部４１において
は、前記粒度並びに前記ミルレベル及びその増加速度の
双方が許容範囲内、つまりあるしきい値以下であれば、
判別信号Ａｍ＝０を、前記粒度並びにミルレベル及びそ
の増加速度の何れかが許容範囲外であれば、判別信号Ａ
ｍ＝１を可変ゲイン４６及び４７に出力する。これによ
り、前記可変ゲイン４６及び４７は、前記判別信号Ａｍ
＝０のとき、それらのゲインＫ₂ 、Ｋ₁＝１に設定さ
れ、また、前記判別信号Ａｍ＝１になるとＫ₂ 及びＫ₁
は１よりも小さい値に変化せしめられることとなる。か
かるゲインの設定はオペレータから解除指令が出るまで
継続される。

【００３２】また、前記安定化ロジック部４１は、前記
判別信号Ａｍ＝０のとき、つまり前記粒度並びにミルレ
ベル及びその増加速度の双方が許容範囲内にあるときに
は、補正指令信号Ｆｌ＝０前記最適化ロジック部４０に
出力する。

【００３３】該最適化ロジック部４０においては、前記
Ｆｌ＝０の補正指令信号を受けると、B.E.輸送量の目標
値Ｙ’を、現状（ｍ時点）からΔＹだけ増加させる。即
ち、補正（増加）されたB.E.輸送量Ｙ'_m+1は下記式
（１）に示すようになる。 Ｙ'_m+1＝Ｙ'ｍ ＋ΔＹ ……（１）

【００３４】一方、前記安定化ロジック部４１は、前記
判別信号Ａｍ＝１のとき、つまり前記粒度並びにミルレ
ベル及びその増加速度の何れかが許容範囲外にあるとき
は、前記タイミングパルス発生器４８にて設定された任
意の設定時間中、補正指令信号Ｆｌ＝１を最適化ロジッ
ク部４０に出力する。該最適化ロジック部４０において
は、前記Ｆｌ＝１の補正指令信号を受けている間は、前
記目標値Ｙの増加は行なわず、該目標値を、現状値
（Ｙ'ｍ ）、あるいは該現状値よりも予め設定された量
だけ減少させる。

【００３５】前記最適化ロジック部４０から出力された
前記B.E.輸送量の目標値Ｙは、安定化ロジック部４１に
よって前記のように設定されている可変ゲインＫ₁ が乗
ぜられ制御演算器８に補正目標値として入力される。

【００３６】該制御演算器８においては、前記目標値Ｙ
と前記変換器９から入力される実際のB.E.輸送量Ｙ₂ と
の偏差ｅに基づいて積分比例（ＰＩＤ）演算等を施こ
し、新輸送量、つまり供給機６による新供給量Ｆ’を出
力する。そして、この新供給量Ｆ’は、安定化ロジック
部４１によって前記のように設定されているゲインＫ₂
を乗ぜられて供給機６に出力され、該供給機６はこの新
供給量で以って被供給物を切り出し、ボールミル１に送
る。

【００３７】以上のようにかかる実施形態によれば、ボ
ールミル１における被粉砕物の滞留量つまりミルレベル
及びその増加速度、並びに被粉砕物の粒度を安定化ロジ
ック部４１に入力し、該安定化ロジック部４１において
は、前記ミルレベル及びその増加速度、並びに前記粒度
が許容範囲内にあるときはB.E.輸送量の目標値を、増加
させるとともに、該目標値に乗ずるゲインＫ₁ 及び新供
給量の算出値に乗ずるゲインＫ₂ を１として（ゲインの
増加なし）、ボールミルへの供給量を所定量保持し、ま
た、前記ミルレベル及びその増加速度、並びに前記粒度
の何れかが居許容範囲外にあるときは、前記B.E.輸送量
の目標値をある設定時間中現状値に保持するかあるいは
所定量減ずるとともに、前記可変ゲインＫ₁ 及びＫ₂ を
１よりも小さい設定値に減じてボールミルへの供給量を
減ずることにより、ボールミルの詰まりを防止して、安
定した運転を可能とすることができる。

【００３８】図２は本発明の第２実施形態を示す。この
実施形態は、図１に示すボールミルの粉砕量制御装置に
対して、次の要素を付加あるいは変更している。

【００３９】４２は供給機６によって切り出される被粉
砕物の新供給量Ｆを検出する新供給量検出センサ、４３
は該検出センサ４２で検出された新供給量Ｆを目標値補
正信号に変換する変換器であり、該変換器４３の出力は
最適化ロジック部４０に入力されている。また、前記電
力計５からの電力検出値を単位変換し、B.E.輸送量とす
る変換器９から出力されたB.E.輸出量の検出信号は前記
制御演算器８に入力されるとともに、前記最適化ロジッ
ク部４０にも入力される。以上の構成以外は図１に示す
第１実施形態と同様であり、これと同一の部材・要素は
同一の符号にて示す。

【００４０】次に図２に示す実施形態の動作を説明す
る。新供給量検出センサ４２にて検出された被粉砕物の
新供給量Ｆは、変換器４３に入力され、B.E.輸送量の目
標値補正信号に変換され、最適化ロジック部４０に入力
される。また、前記電力計５によるモータ４の電力の検
出値は変換器９にてB.E.輸送量に変換される。そしてこ
のB.E.輸送量の変換信号は、制御演算器８に入力される
とともに前記最適化ロジック部４０にも入力される。

【００４１】前記安定化ロジック部４１の動作は前記第
１実施形態（図１）と同様である。前記最適化ロジック
部４０においては、被粉砕物の粒度、並びに前記ミルレ
ベル及びその増加速度の双方が許容範囲内にあって、前
記安定化ロジック部４１から補正指令信号Ｆｌ＝０が入
力されると、次の式（２）〜（６）によりB.E.輸出量の
目標値Ｙ'_m+1を算出する。

【００４２】即ち、前記安定化ロジック部４１にて、前
記判別信号Ａｍ＝０、補正指令信号Ｆｌ＝０のとき、つ
まり前記粒度、並びにミルレベル及びその増加速度が許
容範囲内のときのB.E.輸送量におけるＹ_m+1は前記第１
実施形態における式（１）で算出される。このときの目
標値の変化量ｄＹｍは、 ｄＹ'ｍ ＝Ｙ_m+1−Ｙ'ｍ ……（２） となる。

【００４３】また、前記新供給量検出センサ４２により
検出され、変換器４３から出力される時点（ｍ）におけ
る新供給量Ｆｍと時点（ｍ＋１）における新供給量Ｆ
_m+1 との新供給量の変化量ｄＦｍは、 ｄＦｍ＝Ｆ_m+1 −Ｆｍ ……（３） となる。

【００４４】従って、タイミングパルス発生器４８から
出力されるパルス間隔即ち前記時点（ｍ）と時点（ｍ＋
１）の間隔でのB.E.輸送量の目標値の変化量ｄＹ'ｍ
と、前記間隔での新供給量の変化量ｄＦｍとの勾配Ｍ
は、ｄＹｍ＝０のときは、 Ｍｍ＝０ ……（４） となり、上記以外のときは、 Ｍｍ＝ｄＦｍ／ｄＹ'ｍ ……（５） となる。

【００４５】そして上記勾配Ｍを用いて補正したB.E.輸
送量の目標値Ｙ'_m+1は、 Ｙ'_m+1＝Ｙ'ｍ ＋（Ｋｏ×Ｍｍ） ……（６） となる。ここでＫｏは係数である。図６に前記ボールミ
ルにおけるB.E.輸送量の時間変化を示す。図６に示すよ
うに、B.E.輸送量は頂点Ｚよりも前側（左側）では右上
りの上昇線で前記勾配Ｍ≧０、頂点Ｚよりも後側（右
側）では右下りの下降線で前記勾配Ｍ＜０であるため、
式（６）にて算出されるB.E.輸送量の目標値Ｙ’は前記
Ｍ≧０で右側に移動し、Ｍ＜０で左側に移動することに
より頂点Ｚに収束する。

【００４６】これにより、B.E.輸送量は、これに異常値
が生じない限り、自動的に前記頂点Ｚに達して最適輸送
量での運転がなされる。また、前記輸送量に異常が生じ
た場合は、オペレータからの指令が入力されるまで、前
記ゲインＫ₁ の設定値を下げて一定負荷運転を行なう。

【００４７】又、前記粒度、並びにミルレベル及びその
増加速度の何れかが許容範囲外にあって、前記安定化ロ
ジック部４１から補正指令信号Ｆｌ＝１が前記最適化ロ
ジック部４０に入力されると、該最適化ロジック部４０
においては、前記目標値Ｙ’の増加は行なわず、現状値
Ｙ'ｍ に、前記判別信号Ａｍ＝１におけるゲインＫ₁を
乗じた目標値Ｋ₁Ｙ'ｍを制御演算器８に入力する。そし
て、かかる目標値Ｋ₁Ｙ'ｍの入力状態をオペレータから
の解除指令が出されるまで保持する。

【００４８】以上のようにかかる第２実施形態において
は、B.E.輸送量の目標値Ｙ’を前記新供給量の変化量ｄ
Ｆｍと該B.E.輸送量の目標値の変化量ｄＹ'ｍ との比で
表わされる勾配Ｍｍで補正して設定することにより、前
記第１実施形態よりもさらに高精度の制御性能で以っ
て、ボールミルの安定操業範囲内で粉砕製品量（精粉
量）を高い値に保持することができる。

【００４９】図３は本発明の第３実施形態に係るローラ
ミルの粉砕量制御装置のブロック図である。図３におい
て、２１はローラミルのミル本体、７はフィードタン
ク、６は供給機であり、被粉砕物は該フィードタンク７
から供給機６を介してミル本体２１に供給される。該ミ
ル本体２１は、複数の圧下ローラ２４と回転テーブル２
５との間に供給される前記被粉砕物を粉砕し、その粉砕
物を前記回転テーブル２５の外周部下方からガス供給部
２６を介して吹き上げ供給される高温ガスＧにてミル内
上方部の設けられたセパレータ２３に導き、精粉Ｐと粗
粉とに分離している。該セパレータ２３により分離され
た精粉Ｐは、上記ガスＧにより搬送されて外部に取り出
され、サイクロン２８に供給されてここで前記ガスＧと
分離されて排出（出力）される。また、前記粗粉は、前
記回転テーブル２５上に落下供給されて再度粉砕され
る。なお、前記ガスＧは上記サイクロン２８に接続され
た吸引ファン２９により吸引されており、前記ミル本体
２１内からサイクロン２８へと通流される。

【００５０】一方、前記回転テーブル２５の外周からそ
の周囲に落下する粉砕残存物、つまり前記圧下ローラ２
４と回転テーブル２５とによって粉砕されなかった残存
被粉砕物Ｚは、粗粉ベルトコンベア２７を介してバケッ
トエレベータ（以下、B.E.と略称される）２に供給さ
れ、該B.E.２によってミル本体２１の上部に導かれ、前
記新供給被粉砕物に加えられてミル本体２１に再供給さ
れる。前記粗粉ベルトコンベア２７と前記B.E.２からな
る粗粉再投入機構による粗粉の搬送量をＹとすると、こ
の搬送量Ｙは、前記B.E.２を駆動するモータ４の電力を
測定する電力計５の出力を単位変換する変換器９の出力
として検出され、後述する安定化ロジック部４１に入力
される。一方、前記ミル本体２１に供給されるガスＧの
ガス導入部（入口部）と、ミル本体２１から排出される
ガスＧの排出部（出口部）にそれぞれ圧力計３０、３１
を設け、前記ガスＧの供給・排ガス圧力Ｐｉ、Ｐｏを検
出し、この検出信号を差分器３２に導き、ミル差圧Ｐｄ
を算出する。前記ミル差圧Ｐｄは制御演算器８に入力さ
れる。

【００５１】３３は前記ミル本体２１の振動を検出する
振動センサ、４９は該振動センサ３３の出力を単位変換
する変換器である。該変換器４９を経た前記ミル本体２
１の振動は後述する安定化ロジック部４１に入力され
る。

【００５２】４８はタイミングパルス発生器であり、後
述する安定化ロジック部４１、最適化ロジック部４０、
制御演算器８、可変ゲイン４６、４７等は、このタイミ
ングパルス発生器４８により発信されるタイミングパル
スＳに同期して作動する。４５は粒度入力装置であり、
該粒度入力装置４５に入力された粒度は安定化ロジック
部４１に送られる。４０は最適化ロジック部、４６、４
７は可変ゲイン、４１は安定化ロジック部であり、該安
定化ロジック部４１の出力は最適化ロジック部４０及び
２つのゲイン４６、４７に夫々入力されるようになって
いる。

【００５３】かかる構成からなるローラミルの粉砕量制
御装置の動作を説明する。ローラミル本体２１に供給さ
れるガスＧの供給ガス圧力Ｐｉ及び排気ガス圧力Ｐｏは
圧力計３０及び３１により夫々検出されて差分器３２に
入力される。該差分器３２においては、前記ガスＧの供
給ガス圧力Ｐｉと排気ガス圧力Ｐｏとの差、つまりミル
差圧Ｐｄを算出して制御演算器８に入力する。

【００５４】また、前記振動センサ３３によって検出さ
れたミル本体２１の振動は変換機４９にて単位変換され
た後、前記安定化ロジック部４１に入力される。また、
前記電力計５にて検出されたB.E.駆動用モータ４の電力
は、変換器９にてB.E.輸送量に変換されて前記安定化ロ
ジック部４１に入力される。

【００５５】一方、タイミングパルス発生器４８にて発
信されたタイミングパルスＳは制御演算器８、安定化ロ
ジック部４１、最適化ロジック部４０、可変ゲイン４
６、４７に送られ、これらの要素はこのタイミングパル
スＳに同期して作動する。

【００５６】尚、計算機により安定化ロジック部４１、
最適化ロジック部４０、制御演算器８、可変ゲイン４
６、４７等を実現する場合には、タスクの時間管理を行
なうスケジューラが、前記タイミングパルス発生器４８
の機能を行なうことになる。

【００５７】前記安定化ロジック部４１には、前記のよ
うにミル本体２１の振動の検出信号、B.E.駆動用モータ
４の電力に基づくB.E.輸送量の検出信号、及び被粉砕物
の粒度の検出あるいは設定信号が入力されている。

【００５８】該安定化ロジック部４１においては、入力
された被粉砕物の粒度が許容範囲内にあるか否かを監視
するとともに、前記ミル本体２１の振動レベル、並びに
B.E.輸送量及び必要に応じてその増加速度が許容範囲内
にあるか否かを監視する。そして、該安定化ロジック部
４１においては、前記粒度、振動レベル、B.E.輸送量
（必要に応じてその増加速度、以下同様）の何れもが許
容範囲内であれば、判別信号Ａｍ＝０を、前記粒度、振
動レベル、B.E.輸送量の何れかが許容範囲外であれば、
判別信号Ａｍ＝１を、夫々前記可変ゲイン４７及び４６
に入力する。

【００５９】これにより、前記可変ゲイン４６及び４７
は、前記判別信号Ａｍ＝０のとき、それらのゲインＫ
₂ 、Ｋ₁ ＝１に設定され、また、前記判別信号Ａｍ＝１
になるとＫ₂ 及びＫ₁ は１よりも小さい値に変化せしめ
られることとなる。かかるゲインの設定はオペレータか
ら解除指令が出るまで継続される。

【００６０】また、前記安定化ロジック部４１は、前記
判別信号Ａｍ＝０のとき、つまり粒度、振動レベル及び
B.E.輸送量の何れもが許容範囲内にあるときには、補正
指令信号Ｆｌ＝０を前記最適化ロジック部４０に出力す
る。

【００６１】該最適化ロジック部４０においては、前記
Ｆｌ＝０の補正指令信号を受けると、前記ミル差圧Ｐｄ
の目標値を、現状（ｍ時点）から予め設定された値ΔＰ
ｄだけ増加させる。即ち、タイミングパルスＳの所定間
隔後における補正（増加）されたミル差圧の目標値Ｐ
ｄ'_m+1は式（７）に示すようになる。 Ｐｄ'_m+1＝Ｐｄ'ｍ ＋ΔＰｄ ……（７）

【００６２】一方、前記安定化ロジック部４１は、前記
判別信号Ａｍ＝１のとき、つまり前記粒度、振動レベ
ル、及びB.E.輸送量の何れかが許容範囲外にあるとき
は、補正指令信号Ｆｌ＝１を前記最適化ロジック部４０
に出力する。

【００６３】該最適化ロジック部４０においては、前記
Ｆｌ＝１の補正信号を受けている間は前記差圧ミル差圧
の目標値Ｐｄ’の増加は行なわず、現状値（ｍ時点にお
ける値）から予め設定された量だけ減少させるか、ある
いは現状の目標値Ｐｄ'ｍ に１よりも小さいある係数
（変更可能な係数）を乗ずることにより、前記タイミン
グパルス間隔後の（ｍ＋１）時点におけるミル差圧の目
標値Ｐｄ'_m+1を減少させる。

【００６４】前記最適化ロジック部４０から出力された
前記ミル差圧の目標値Ｐｄは、安定化ロジック部４１に
よって前記のように設定されている可変ゲインＫ₁ が乗
ぜられ制御演算器８に補正目標値として入力される。

【００６５】該制御演算器８においては、前記目標値Ｐ
ｄ’と前記差分器３２から入力されるミル差圧の検出値
Ｐｄとの偏差ΔＰにＰＩＤ演算等を施こして新供給量を
算出する。この算出新供給量は前記安定化ロジック部４
１によって前記のように設定されている可変ゲインＫ₂
を乗ぜられて、新供給量Ｆとして供給機６に入力され、
該供給機６はこの新供給量Ｆで以って被粉砕物を切り出
し、ローラミルに送る。

【００６６】以上のように、かかる実施形態によれば、
ローラミルのミル本体２１の振動、被粉砕物の粒度、並
びにB.E.輸送量を安定化ロジック部４１に入力し、該安
定化ロジック部４１において、前記振動、粒度及びB.E.
輸送量の目標値が許容範囲内にあるときは、ミル差圧の
目標値を増加させるとともに、該目標値及び新供給量に
乗ずる可変ゲインＫ₁ 及びＫ₂ を現状値に維持すること
により、ローラミルへの新供給量を前記ミル差圧が過大
にならない範囲で最大量に保持し、前記振動、粒度及び
B.E.供給量の何れかが許容範囲外にあるときは、前記ミ
ル差圧の目標値を所定量減ずるとともに前記可変ゲイン
Ｋ₁ 及び必要に応じてＫ₂ を減じて、ローラミルへの新
供給量を減ずることによりローラミルの詰まりを防止し
て安定した運転を可能とすることができる。

【００６７】図４は本発明の第４実施形態を示す。この
実施形態は図３に示すローラミルの粉砕制御装置に対し
て次の要素を付加あるいは変更している。４２は前記供
給機６からの被粉砕物の新供給量を検出する新供給量検
出センサ、４３は該検出センサ４２で検出された新供給
量Ｆを目標値補正信号に変換する変換器であり、該変換
器４３の出力は前記最適化ロジック部４０に入力されて
いる。

【００６８】また前記差分器３２から出力されるミル差
圧の検出信号は、前記制御演算器８に入力されるととも
に、前記最適化ロジック部４０に入力されている。以上
の構成以外は図３に示す第３実施形態と同様であり、こ
れと同一の部材・要素は同一の符号にて示す。

【００６９】次に図４に示す第４実施形態の動作を説明
する。新供給量検出センサ４２にて検出された被粉砕物
の新供給量Ｆは、変換器４３に入力され、ミル差圧の目
標値補正信号に変換され最適化ロジック部４０に入力さ
れる。

【００７０】また差分器３２から出力されるミル差圧の
検出信号は、前記のように、制御演算器８及び最適化ロ
ジック部４０に入力される。前記安定化ロジック部４１
の動作は、前記第３実施形態（図３）と同様である。前
記最適化ロジック部４０においては、前記ミル本体２１
の振動、被粉砕物の粒度、及びB.E.輸送量が許容範囲内
にあって、前記安定化ロジック部４１から補正指令信号
Ｆｌ＝０が入力されると、次の式（８）〜（１２）によ
りミル差圧の目標値Ｐｄ'_m+1を算出する。

【００７１】即ち、前記安定化ロジック部４１にて、前
記判別信号Ａｍ＝０、補正信号Ｆｌ＝０のとき、つまり
前記振動、粒度、並びにB.E.輸送量が許容範囲内のとき
のミル差圧の目標値Ｐｄ'_m+1は前記式（７）で算出され
る。

【００７２】このときの目標値の変化量ｄＰｄｍは、 ｄＰｄ'ｍ＝Ｐｄ'_m+1−Ｐｄ'ｍ ……（８） となる。また、前記新供給量検出センサ４２により検出
され、変換器４３から出力される時点（ｍ）における新
供給量Ｆｍと時点（ｍ＋１）における新供給量Ｆ_m+1 と
の変化量の変化量ｄＦｍは、 ｄＦｍ＝Ｆ_m+1−Ｆｍ ……（９） となる。

【００７３】従って、タイミングパルス発生器４８から
出力されるパルス間隔即ち前記時点（ｍ）と時点（ｍ＋
１）との間隔でのミル差圧の目標値の変化量ｄＰｄｍ
と、前記間隔での新供給量の変化量ｄＦｍとの勾配Ｍ
は、ｄＰｄ'ｍ ＝０のときは、 Ｍｍ＝０ ……（１０） となり、上記以外のときは、 Ｍｍ＝ｄＦｍ／ｄＰｄ'ｍ ……（１１） となる。そして、上記勾配Ｍｍを用いて補正したミル差
圧の目標Ｐｄ'_m+1は、 Ｐｄ'_m+1＝Ｐｄ'ｍ＋（Ｋｏ×Ｍｍ） ……（１２） となる。ここでＫｏは係数である。

【００７４】従って、かかる実施形態によれば、上記式
（１２）で算出されるミル差圧の目標値Ｐｄ'_m+1は、図
２に示す第２実施形態と同様に、異常値が生じない限り
自動的に頂点に収束して最適ミル差圧での運転がなされ
る。また、前記ミル差圧に異常が生じた場合には、オペ
レータからの指令が入力されるまで、前記可変ゲインＫ
₁ の設定値を下げて一定負荷運転を行なう。

【００７５】また、前記振動、粒度、B.E.輸送量の何れ
かが許容範囲外にあって、前記安定化ロジック部４１か
ら補正指令信号Ｆｌ＝１が前記最適化ロジック部４０に
入力されると、該最適化ロジック部４０においては、前
記目標値Ｐｄ’の増加は行なわず、現状値Ｐｄ'ｍ に、
前記判別信号Ａｍ＝１におけるゲインＫ₁ を乗じた目標
値Ｋ₁Ｐｄ'ｍを制御演算器８に入力する。そして、かか
る目標値Ｋ₁Ｐｄ'ｍの入力状態をオペレータからの解除
指令が出されるまでに保持する。

【００７６】以上のように、かかる第４実施形態におい
ては、ミル差圧の目標値Ｐｄ’を、前記新供給量の変化
量ｄＦｍと該ミル差圧の目標値Ｐｄ’を、前記新供給量
の変化量ｄＦｍと該ミル差圧の目標値の変化量ｄＰｄ'
ｍ との比で表わされる勾配Ｍｍで補正して設定するこ
とにより、前記第３実施形態よりもさらに高精度の制御
性能で以って、ローラミルの安定操業範囲内で精粉量を
高い値に保持することができる。

【００７７】

【発明の効果】以上記載のごとく、請求項１及び２に係
るボールミルにおいては、ミルレベル（ミル内の被粉砕
物滞留量）及び被粉砕物の粒度が許容範囲内にあるが否
かによって、更には、実供給量と目標値との変化割合に
よる補正を加えて、ミルへの新供給量の目標値を自動的
に調整することにより、ミルの詰まりの発生が阻止され
粉砕性能の変化に適応したボールミルの安定運転を、オ
ペレータの負担を大幅に低減させて実現することができ
る。

【００７８】また請求項３及び４に係るローラミルにお
いては、該ローラミルの振動、被粉砕物の粒度、及び被
粉砕物の外部循環量（B.E.輸送量）が許容範囲内にある
か否かによって、さらには実供給量とミル差圧の目標値
との変化割合による補正を加えて、ミル差圧の目標値と
調整することにより、ミル差圧の過大化を阻止して、ロ
ーラミルの詰まりの発生を防止することができ、ボール
ミルの場合と同様に粉砕性能の変化に適応したローラミ
ルの安定運転をオペレータの負担を大幅に低減して実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るボールミルの粉砕
量制御装置のブロック図である。

【図２】本発明の第２実施形態を示す図１対応図であ
る。

【図３】本発明の第３実施形態に係るローラミルの粉砕
量制御装置のブロック図である。

【図４】本発明の第４実施形態を示す図３対応図であ
る。

【図５】上記各実施形態に係るミルの新供給量とB.E.輸
送量の関係を示す線図である。

【図６】上記各実施形態におけるB.E.輸送量と新供給量
との関係を示す線図である。

【図７】従来技術に係るボールミルの粉砕制御装置のブ
ロック図である。

【図８】従来技術に係るボールミルの粉砕量制御装置の
ブロック図である。

【符号の説明】

１ ボールミル ２ バケットエレベータ（B.E.） ４ モータ ５ 電力計 ６ 供給機 ７ フィードタンク ８ 制御演算器 ９、４３、４４、４９ 変換器 １０ 音響レベル計 ２１ ミル本体 ３０、３１ 圧力計 ３２ 差分器 ３３ 振動センサ ４０ 最適化ロジック部 ４１ 安定化ロジック部 ４２ 新供給量検出センサ ４５ 粒度入力装置 ４６、４７ 可変ゲイン ４８ タイミングパルス発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−149252（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−159855（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−87260（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−84445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−217303（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B02C 25/00 B02C 15/00 - 17/24

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給機から所定量供給される石炭等の被
   粉砕物をボールミルにより粉砕して精粉を得るボールミ
   ル装置において、 前記ボールミル内における被粉砕物の滞留状態を検出す
   る滞留状態検出手段と、 前記被粉砕物の粒度を検出あるいは設定する粒度入力手
   段と、 前記滞留状態及び粒度が入力され、前記ボールミル内に
   おける被粉砕物の滞留量レベル及び前記粒度の双方が許
   容範囲内にあるとき、現時点から所定時間間隔後に前記
   供給機に与えられる新供給量の目標値を現時点よりも増
   加させ、前記滞留量レベル及び前記粒度の何れかが許容
   範囲外にあるとき前記目標値を少なくとも現状値に保持
   する目標値算出手段とを備えたことを特徴とする粉砕機
   の制御装置。
2. 【請求項２】 前記供給機から前記ボールミルに供給さ
   れる被粉砕物の供給量を検出する供給量検出手段を設
   け、 該供給量検出手段からの検出供給量を前記目標値算出手
   段に入力し、 該目標値算出手段は、前記滞留量レベル及び前記粒度が
   許容範囲内にあるとき、前記検出供給量の検出時点から
   所定時間間隔における検出供給量の変化量（ｄＦ）と供
   給量の目標値の変化量（ｄＹ’）との変化量比（ｄＦ／
   ｄＹ’）を算出し、この変化量比で前記新供給量の目標
   値を補正するように構成されてなる請求項１記載の粉砕
   機の制御装置。
3. 【請求項３】 供給機から所定量供給される石炭等の被
   粉砕物をローラミルにより粉砕して精粉を得るローラミ
   ルにおいて、 前記ローラミルの振動を検出する振動検出手段と、 前記被粉砕物の粒度を検出あるいは設定する粒度入力手
   段と、 前記被粉砕物の外部循環量即ちB.E.輸送量を検出する輸
   送量検出手段と、 前記振動・粒度及びB.E.輸送量が入力され、前記振動・
   粒度及びB.E.輸送量が許容範囲内にあるとき、現時点か
   ら所定時間間隔後に前記ローラミルのミル差圧の目標値
   を現時点よりも増加させ、 前記振動・粒度及びB.E.輸送量の何れかが許容範囲外に
   あるとき、前記所定時間間隔後に前記ミル差圧の目標値
   を現状値よりも所定量減ずる目標値算出手段とを備えた
   ことを特徴とする粉砕機の制御装置。
4. 【請求項４】 前記供給機から前記ローラミルに供給さ
   れる被粉砕物の供給量を検出する供給量検出手段を設け
   て、該供給量検出手段 からの検出供給量を前記目標値算出手
   段に入力し、 該目標値算出手段は、前記振動・粒度、及び前記B.E.輸
   送量が許容範囲内にあるとき、前記供給量の検出時点か
   ら所定時間間隔における検出供給量の変化量（ｄＦ）と
   前記ミル差圧の目標値の変化量（ｄＰｄ’）との変化量
   比（ｄＦ／ｄＰｄ’）を算出し、この変化量比で前記新
   供給量の目標値を補正するように構成されてなる請求項
   ３記載の粉砕機の制御装置。