JPS61149249A - 粉砕機最適制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、粉砕制御系における最適設定値自動補正の機
能を有する粉砕制御方法に関するものである。

（従来の技術） 第２図は、粉砕制御系における粉砕効率を示す粉砕特性
カーブである。横軸は調節計の設定値であり、縦軸は供
給機による原料投入量を示す。

調節計の設定値が比較的小さい領域（Ａ）において、粉
砕機内部の被粉砕物滞留量は少なく、同設定値の増加に
伴って原料投入量は増加する。また同時に、分級機から
の戻り量も増加する。さらに設定値を増加すると粉砕機
は詰まり領域（Ｂ）に入る。この時の粉砕機内部は粉砕
機の持つ粉砕能力以上の被粉砕物が滞留し、粉砕効率は
低下する。これに伴って粉砕機排出量は減少し、内部滞
留量はさらに増加するため、原料投入量を減少しなけれ
ばならない。

以上のことから、粉砕制御系には最高の粉砕効率が存在
し、この時の粉砕機が発する音響信号あるいは、機械的
振動に対応する調節計の最適設定値が存在することが判
る。

従来、以下に示す方法により最ｎ饅定値を探索した。

初めに、調節計の任意の設定値に於いて、予め決められ
た一定期間調節計出力を積算する。

次に、この設定値を一定巾だけ増加し、再度一定期間積
算する。積算終了後、この二つの設定値における積算値
の大小を比較し、設定値増加後の積算値が大きい時は設
定値をさらに一定巾だけ増加する。また、設定値増加前
の積算値が大きい時は、設定値を一定巾だけ減少する。

次に、この変更後の設定値において一定期間積算し、積
算終了後、設定値変更前後の二つの積算値を比較する。

この時、設定値を増加した後の積算値が大きければ、次
に設定値を増加し、また設定値を減少した後の積算値が
大きければ、次に設定値を減少する。以後、この動作を
繰り返すことにより最適設定値を探索する。

以上に述べた最適設定値探索方法は、第２図の粉砕特性
カーブによって考えても正しいことが判る。

すなわち、設定値を増加した後の積算値の方が大きい場
合は、設定値は領域（Ａ）に在るということであり、さ
らば設定値を増加することによって設定値は最適設定値
に近づく。

また、設定値を減少した後の積算値の方が大きい場合は
、設定値は領域（ロ）に在るということであり、さらに
設定値を減少することによって、設定値は最適設定値に
近づくことになる。

ここに於いて、粉砕制御系に全く外乱がなければ、最適
設定値を求めることに何ら問題はない。しかし、実際に
は種々の外乱が存在し、この外乱により粉砕特性カーブ
は変化し、最適設定値が移動したり、投入量が変化した
りする。具体的な外乱の要因として、 （１）粉砕機自体の粉砕特性の変化 例えば、ボールミルにおいてボール及びライナーの摩滅
による粉砕機の粉砕性能の低下。

（２）被粉砕物の物性の変化 すなわち、被粉砕物の形状、硬度、乾燥度等の変化によ
る被粉砕物の粉砕性の変化。

が、主要なものとして考えられる。

外乱の要因（１）は突発的に発生するものでなく、粉砕
特性に対して徐々に影響を与えるものである。従って、
従来の最適設定値探索力法により、最適設定値の移動に
対して粉砕制御系の調節計の設定値の最適化を行うこと
が出来る。

しかし、外乱の要因（２）は、比較的短い周期性を持っ
ているため、従来の方法、すなわち設定値を変更してそ
の変更前後における調節計出力の積算値を比・較する方
法では誤った設定値変更をする場合がある。

第３図は外乱によって誤った設定値変更をする場合の粉
砕効率の変化を示すグラフである。

粉砕特性カーブ（Ｃ）において設定値Ｓ１のもとてシス
テムが稼動した後、設定値を８２に増加したとする。こ
の時、外乱が発生し粉砕特性がカーブ（Ｄ）に変化した
とする。

この様な特性の変化は、例えば被粉砕物の形状が大きく
なったり、硬度が増したりすることによって粉砕性が低
下した時に起きる。今、従来の方法により設定値の最適
化を行ったとすると、設定値Ｓ２における投入量Ｔ２は
設定値Ｓｌの時の投入量Ｔ１と比べて減少しているので
次の設定値変更時には、設定値を減少してしまうことに
なる。

しかし、最適設定値を求めるには設定値を更に増加しな
ければならないことを考えると、この時の設定値変更は
明らかに誤りである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、周期性のある外乱による粉砕特性の変化によ
って起きる設定値変更の誤判断を回避することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） そのポイントは、調節計の設定値を一定巾だけ増加及び
減少し、各設定値における調節計出力又は原料投入量を
一定期間積算し、これを任意回数繰り返した後、設定値
増加後の積算値の総和と設定値減少後の積算値の総和を
比較することによって設定値を変更することにある。

（実施例） 第１図は、音響信号を検出対象とした粉砕制御系の構成
図である。

される。粉砕機１によって粉砕された被粉砕物は排出さ
れ、パケットエレベータ７により分級機８へ移送される
。分級機８により分級された被粉砕物は製品１０として
排出されるが、残分は戻り量９として再度、粉砕機１へ
投入される。粉砕機１からは、被粉砕物の内部滞留量に
応じた音響信号が発生駿、音響検出端２によりこの音響
信社は検出される。

検出された音響信号は音響増巾器３により計装信号に増
巾され、調節計４に制御信号として入力される。調節計
には入力された制御信号の目標値となる設定値があり、
調節計出力は供給機制御盤５へ入力され、供給機６の原
料投入量を制御する。

同粉砕制御系において、粉砕機には最高の粉砕効率を示
す内部滞留量が存在し、この状態の粉砕機が発する音響
信号に対応する制御信号を調節計の設定値とした時、同
粉砕制御系は最高の粉砕効率となる。

第１図における検出対象を機械的振動信号とし、同信号
を調節計４の制御信号とした場合の粉砕制御系において
も、同粉砕制御系の最高粉砕効率を達成することが出来
る。

すなわち、粉砕機が発する機械的振動は、音響信号と同
様に、被粉砕物の粉砕機内部滞留量に対応している。か
らであり、粉砕機が最高の粉砕効率を示す内部滞留量に
裕いて、粉砕機が発する機械的振動に対応する制御信号
を調節計の設定値とした時、同粉砕制御系は最高の粉砕
効率となる。

第４図は、設定値変更のフローチャートである。先ず、
記憶装置（Ｅ）及び（Ｆ）と繰り返し回数カウンタ（ｎ
）を零リセットし、繰り返し回数（Ｎ）をＮにセットす
る。次に、ある任意の設定値Ｓａにおいて調節計出力又
は原料投入量を一定期間積算し、積算終了後、記憶装置
（Ｅ）にこの積算値を加算する。

次に、設定値を一定巾増加しｓｂとし積算を行う。積算
終了後、記憶装置（Ｆ）にこの積算値を加算する。

次に、繰り返し回数カウンタ（ｎ）を＋１増加し、繰り
返し回数（Ｎ）と比較する。繰り返し回数カウンタ（ｎ
）が繰り返し回数（Ｎ）より小さい時は設定値を一定巾
減少してＳａにもどし、一定期間積算を行う。積算終了
後、記憶装置（Ｅ）にこの積算値を加算する。

以後、この動作を繰り返し、繰り返しカウンタ（ｎ）が
繰り返し回数（Ｎ）と一致するまで続ける。一致したら
設定値がＳａの時の積算値の総和である記憶装置（Ｅ）
の値と設定値がｓｂの時の積算値の総和である記憶装置
（Ｆ）の値を比較しその結果に応じて設定値を変更して
これをＳｃとする。すなわち、記憶装置（Ｅ）の値が大
きければ設定値を減少し、逆に記憶装置（Ｆ）の値が大
きければ設定値を増加する。

次に、記憶装置（Ｅ）及び（Ｆ）と繰り返し回数カウン
タ（ｎ）を零にリセットし、一定期間積算を行い、積算
終了後、記憶装置（Ｅ）にこの積算値を加算する。

次に、設定値を一定巾減少しＳｄとし積算を行う。積算
終了後、記憶装置（Ｆ）にこの積算値を加算する。

次に、繰り返し回数カウンタ（ｎ）を＋１増加し、繰り
返し回数（Ｎ）と比較する。繰り返し回数カウンタ（ｎ
）が繰り返し回数（Ｎ）より小さい時は、設定値を一定
巾増加してＳｃにもどし、一定期間積算する。積算終了
後、記憶装置（Ｅ）にこの積算値粉加算する。

以後、この動作を繰り返し、繰り返し回数カウンタ（ｎ
）が繰り返し回数（Ｎ）と一致するまで続ける。一致し
たら設定値がＳｃの時の積算値の総和である記憶装置（
Ｅ）の値と設定値がＳｄの時の積算値の総和である記憶
装置（Ｆ）の値を比較し、その結果に応じて設定値を変
更してこれをＳａとする。すなわち、記憶装置（Ｅ）の
値が大きい時は設定値を増加し、記憶装置（Ｆ）の値が
大きい時は設定値を減少する。

第５図は、調節計設定値の変更の一例を示すタイムチャ
ートである。

まず、設定値Ｓａにおいて調節計出力又は原料投入量を
一定期間積算し、この時の積算値Ｅｌを求める。次に設
定値を一定巾増加しｓｂとし、再度一定期間積算を行い
この時の積算値Ｆ１を求める。この動作を３回繰り返す
ことにより積算値Ｅｌ、Ｅ２、Ｆ３、及びＦｌ、Ｆ２、
Ｆ３を求め、設定値がＳａの時の積算値の総和Ｅ≧Ｆで
あるとし、設定値を一定巾減少してこれをＳｃとしてこ
の時の調節計出力又は原料投入量を一定期間積算し、こ
の時の積算値Ｅｌを求める。

次に設定値を一定巾減少してＳｄとし再度一定期間積算
を行いこの時の積算値Ｆ１を求める。この動作を３回繰
り返すことにより積算値Ｅ１％Ｅ２、Ｆ３、及びＦｌ、
Ｆ２、Ｆ３、を求め、設置 及び設定値がＳｄの時の積算値の総和 あるとすると、設定値を一定巾減少してこれをＳａとす
る。

以上の動作を繰り返すことにより最適設定値を求めるこ
とが出来る。

（発明の効果） 以上のように、二つの設定値においてそれぞれ調節計出
力又は原料投入量を積算し、これを繰り返し、それぞれ
の設定値における積算値の総和を比較して設定値変更を
行うことによって、粉砕制御系に発生する周期的な外乱
の影響を回避することが出来る。

例えば、外乱が発生し粉砕特性が変化しても従来のよう
に単に特性変化前と変化後の二つの積算値を比較すると
いうのではなく、各々の積算値の総和を比較するので特
性変化前後にまたがって積算値を求めても、各々の積算
値の総和を比較することによって外乱の影響は相殺され
る。

例えば、セメントプラントにおける原料ミルの場合、被
粉砕物としては主に石灰石と粘土であるが、両者の粉砕
性は異なり、従って両者の投入量比率の変化によって粉
砕特性は変化する。また、両者はそれぞれ工程上の問題
から周期的にその物性は変化する。

すなわち、ある時はその形状が大きくなったり、または
硬くなったりする。また、ある時はその形状が小さくな
ったり、または脆くなったりする。このような周期的な
物性の変化に伴って粉砕特性のカーブも周期的に変化す
る。被粉砕物の粉砕性が良い場合、粉砕特性カーブは全
体的に投入量増加の方向へ変化し、逆に粉砕性が悪い場
合、粉砕特性カーブは全体的に投入量減少の方向へ変化
する。

本発明を応用することにより設定値変更前後の各々の積
算値は粉砕特性変化の影響を同程度に受けるため、各々
の積算値を比較することによって、結果として外乱の影
響を相殺することが出来、確実に最適設定値を求めるこ
とが出来る。

又、粉砕機が複数設置されている場合、積算値を制御対
象である粉砕機の原料投入量の一定期間の積算値ＭＡと
他の粉砕機の原料投入量の一定期間の積算値ＭＢの差、
すなわち（ＭＡ　−ＭＢ　’）として本発明を応用する
ことにより確実に最適設定値を求めることが出来る。但
し、この場合の制御対象となる粉砕機の原料投入量を規
制する原料送入系統と他の粉砕機の原料送入系統は同じ
である必要がある。すなわち、この場合被粉砕物の物性
変化による両者の原料投入量の一定期間の積算値ＭＡ及
びＭｅの変化分は同程度であると考えることが出来、両
種算値の差をとることにより物性変化の影響を相殺する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、音響信号を検出対象とした粉砕制御系の構成
図、第２図は、粉砕制御系における粉砕効率を示す粉砕
特性カーブ、第３図は、外乱により誤った設定値変更を
する場合の粉砕特性カーブの変化を示す図、第４図は、
設定値変更のフローチャート、そして第５図は調節計設
定値の変更の一例を示すタイムチャートである。 図中　符号：

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉砕機が発する音響信号を検出対象とする音響式
   粉砕制御系において、同制御系への外乱、たとえば被粉
   砕物の物性の変化等の影響により、同制御系の調節計の
   最適設定値を変更すべき場合、同設定値を任意に又は自
   動的に変更し、同設定値変更前後の調節計出力を比較し
   、常にその出力が最大となるように同設定値を自動的に
   補正する粉砕制御方法において、同調節計の設定値を一
   定巾増加及び減少し、各設定値における調節計出力を一
   定期間積算し、これを任意回数繰り返した後、同設定値
   を増加した時の積算値の総和と同設定値を減少した時の
   積算値の総和を比較し、常に積算値の総和が大きい方向
   に同設定値を自動的に変更することを特徴とする粉砕機
   最適制御方法。
2. （２）調節計出力の一定期間の積算値の代わりに、同調
   節計によって供給される被粉砕物の一定期間の積算値が
   使用される特許請求の範囲第１項記載の粉砕機最適制御
   方法。
3. （３）検出対象として、粉砕機が発する音響信号の代わ
   りに、粉砕機が発する機械的振動が使用される特許請求
   の範囲第１項又は、第２項記載の粉砕機最適制御方法。