JPS63126566A - 粉砕機の自動制御方法 - 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、セメント産業における原料或いはタリンカ粉
砕に用いられるボニルミルのような塊状物及び又は粒状
物を入口から供給し、出口から粉体として珈り出す粉砕
機の゛目動制御方法についてのもので、粉砕機の出口又
は入口と出口の静圧の変化を利用して、被粉砕物の供給
量その他の状態を最適とする粉砕機の自動制御方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、粉砕機の自動制御方法には、自動的に制御用設定
値を変更し粉砕機を制御するのに、粉砕機内の被粉砕物
の滞留量の変化にもとすく粉砕機の発する音響の変化、
或は機械的振動の変化を利用したものがある。しかしな
がら、工場においては一般に複数の粉砕機を隣接して運
転しなければならない場合が殆んどであることから、当
該制御目的の粉砕機以外の隣接した他の粉砕機の発する
音響や振動によって、制御に用いる情報の入力について
外乱を受けるために、その制御の精度が極めて低いとい
う欠点がある。そこで、これらの欠点を戒程度補正する
のに、他の粉砕機にマイクロホンを設け、余分の音響デ
ータを。

当該制御目的の粉砕機のデータから差し供いて制御する
方法などが行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、マイクロホンにより、他の粉砕機の音響を測定
して、その影響を除去しようとしても、精度が極めて低
く外乱を十分に除去することができず、従って信頼性が
ないなどの欠点が存在している。

本発明は、上記従来技術の種々の欠点を除去して、更に
正確な粉砕機のｒｆｊ４御方法全方法したものであり、
従来にない方法として、粉砕機の出口の静圧の変化或い
は入口と山口のや圧差の変化と被粉砕物の粉砕機内滞留
量の変化の関係を利用して、供給量を自動的に制御する
、信頼性の高い、粉砕機の自動制御方法を提供すること
を目的としている。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 未発［ＪＪにおいては、外乱を避は得ない従来技術と異
なり、制御対象ミルだけの特性値である粉砕機出口の静
圧或いは粉砕機の入口と出口の静圧差を検出する。而し
てこの静圧ないしは静圧差は当該対象ミルの被粉砕物の
流動量に比例するところから、本発明制御方法は先ず、
被粉砕物の供給量を定格より僅かに多く設定し、この供
給量に対応する前記静圧の下限値を設定し、前記静圧が
その下限値より小さくなったときにこれを検出し、その
場合の供給量を一定時間、積算して第１の積算値を算出
する０次に成る所定時間経過後再び一定時間被粉砕物の
供給量を算出して：Ｊ５２の積算値を求め、前記第１の
積算値と比較して、その大小に応じて、被粉砕物の供給
量の設定イ１の変更幅を決定し、その設定値を増加或い
は減少させる。という各工程を有することを特徴として
いる。

また、被粉砕物の供給量の設定値の変更の必要性を静圧
の脈動の振幅の大小に基ずいて決定すると同時に、静圧
の脈動周期或いは、脈動周期及び振幅の双方に基づいて
ａ３Ｉ時間を決定する。

また本発明の粉砕機の自動制御方法は、当該粉砕機の運
転状態に異常がない限り、換言すれば、粉砕機の出口の
静圧ないしは入口と出口の静圧差が、許容最小限以上で
あり、また　圧の脈動振幅が許容最大値以下である場合
、つまり正常である限り、常に供給量を僅少量増加設定
して、最大能力運転に極限まで近付はクク自動制御を行
なう方法も薯ねていることも一つの特徴である。更にま
た、本発明の自動制御方法は、前記粉砕機の静圧の脈動
振幅が許容最大値以下になるように自動制御を行なう方
法をも兼ねており、粉砕機入口における被粉砕物の供給
量の設定値の増減の量は前記静圧の脈動の大小に基ずい
て決定する方法も含んでいる。

次にまた粉砕状態に関するデータを安定化して検出する
ため静圧の脈動周期或いは、脈動周期と振幅の双方によ
って積算時間を決定する。静圧の検出並びに被粉砕−の
供給量の実測は通常の方法で行なうことができるから、
その説明は省略するが、これからの検出値はコンピュー
タに久方され積算等の処理が行なわれる。

〔作　　用〕

粉砕機の運転に結合されたコンピュータで先ず、被粉砕
物の供給量の初期設定を行ない、一定時間経過させると
運転が定常状態になるから、そこで供給量を少量増加し
、更に一定時間おいて供給量を検出し、その状態が比較
器で確認される０次いで初期の一定ａ算時間が与°えら
れ、一定の時間内の供給量の積算が行なわれ、初期の積
算値が、記憶される。一定時間経過後静圧の脈動振幅が
検出され、その値が予じめ設定し凰服動振輻の許容最大
幅と比較され、それに満たないときは運転状態に乱れが
ないので、前記入口の被粉砕物供給量は僅かに増加され
るが、検出脈動振幅が、前記許容最大幅以上になってい
ると、次に静圧が検出される。その検出静圧が前記許容
最低限値よりも大であれば、現実の供−給量がチェック
され、多過ぎれば減分修正されて、前記少量増加された
状態の供給量に極力近づけられる。検出静圧が、許容最
低限値以下であるときは、被粉砕物の供給量がａｍ記憶
され、初期の積算イ１と比較される。後の積算値が前０
．積算値より過大であれば、前記脈す振幅により計算さ
れた変更幅が被粉砕物の供給量設定値より減分され、後
の積算値が藺の積算値以下であれば、８１算値が増分さ
れる。この場合等しいときは、変更幅は０になる。更に
この修正された被粉砕物の供給量は初期設定値の代りに
置換され、後の積算値は簡の積算値に代って２１！ｌｌ
される。更にまた静圧の脈動周期が検出され、ｆｔ数が
乗算されて、新しい積算時１１！３が決定され記憶され
る。

次に再度静圧が検出され前記許容最低限値と比較されそ
れ以下であるときは、再び前記と同様に、被粉砕物の供
給量がｙｉ算され、順調になるまでｉ′ＤＩ御が継続さ
れる。検出静圧が前記許容最低値より大であるときは、
運転状態は順調になったのであるから、制御サイクルは
再び最初に戻り、供給量を僅少増加させて全体の制御サ
イクルが繰り返され、その時の運転状態で可能な限り、
被粉砕物の供給量ないしは滞留量が、順調運転の範囲内
で最大となるように高精度で制御され、最適状態の運転
が継続され得る。

［実　施　例］ 法王に図示の実施例を参照して、本発明について更に詳
細に説明する。

第１図は本発明方法に関する粉砕機及び粉砕機出口の静
圧と粉砕機内の被粉砕物の滞留量の関係を示す図である
。第１図（Ａ）に示す粉砕機は入口から塊状物或いは粒
状物を被粉砕機物として供給され、回転されると粉砕媒
体である硬質ポールにより被粉砕物が粉体とされて出口
から排出される。第１図（Ｂ）は本発明の発明者の研究
の成果であって、粉砕機の「出口」の静圧と粉砕機内の
被粉砕物の滞留量との関係を示すものである。

粉砕機の「人口」の静圧は大気圧に近いこ、とから、第
１図（Ｂ）の関係は粉砕機の入口と出口の静圧差と滞留
量の関係にｔき換えることも可能である。この図による
と粉砕機の状態が定常状態である範囲では静圧は成る一
定レベル以上を保つが、入口からの被粉砕物の供給量が
過小となり粉砕機内の被粉砕物の滞留量が減少している
場合には静圧が低下し、またミル詰りで相対的に供給量
が過大である場合にも出口の静圧が低下することが示さ
れている。第１図ＣＢ）に示した如く、この静圧の適正
な範囲はＰｍａｘＮＰ■ｉｎで与えられ、静圧がＰ■ｉ
ｎより低い場合には被粉砕物の供給績の設定イ１の自動
制御が必要となる。ｆ：ってこの制御は、粉砕機の出口
の静 圧、又は入口と出口の静圧差の変化から被粉砕物の滞留
量ないしは供給量を適切に制御させるようにするもので
ある。

更に１本発明者の研究によって、第１図（Ｃ）に示すよ
うに粉砕機内の粉砕の進行状況によって特有の静圧の脈
動パターンが存在することがわかった。粉砕が順調に進
行しているか或いは粉砕しにくくなって来ているのかに
よって粉砕機出口の静圧の脈動が大となる。粉砕が順調
に進行している場合には粉砕機内の被粉砕物の流れがス
ムーズであるために、第１図（Ｃ）（イ）に示すように
、出口の静圧Ｘ（■ｍＡｑ）の変動は小さい、ところが
供給量過大のためミル詰り発生限界に近づくと、粉砕機
内の被粉砕機物は流れたり流れなかった゛り大きく脈動
し始める。このため、第１図（Ｃ）（ロ）に示すように
、）（（ｍｍＡｑ）の脈動現象が大きくなり、振幅Ｒ（
ｓｓＡｑ　）が大きくなる。一方、粉砕機の粉砕能力よ
りも被粉砕物の供給量が過小であると、粉砕機内の滞留
量が粉砕機のホールドアツプ容量つまり、通常状態にお
ける内部保有量よりも小さくなり過ぎ、この場合も第１
図（Ｃ）（ロ）に示すように大きな脈動が発生する０本
発明は前述した粉砕機内の滞留量による出口の静圧の変
動と、粉砕進行状況による静圧の脈動現象の変動とをコ
ンピュータを介しａ御パラメータとして粉砕機の被粉砕
物の供給量の設定値の自動制御を実現するものである。

静圧の脈動の振幅Ｒ（腸■Ａｑ）を検出することによっ
て、被粉砕物の供給量の設定値の増加或いは減少の方向
、つまり変更の方向及び変更幅を自動的に制御できる。

第２図は本発明の粉砕機の自動制御方法を説明するフロ
ーチャートである。

制ｔｉｌｔと・して粉砕機の出口の静圧（或いは入口と
出口との静圧差）Ｐに所望の下＠値Ｐａ１ｎを設定する
と共に、粉砕機の入口の被粉砕物の供給にの設定値をセ
ットする。一定時間内の静圧の検出値の最大ｆＩｉ′ｊ
と最小値の差、即ちＩＭｆｊｈの振幅によって、その許
容最大ｍ　Ｒ鵬ａＸ　　（第３図）以内となるように制
御し、かつ設定値の変更幅及び変更する方向つまり増加
或いは減少を決める。また粉砕機は通常セパレータ付の
閉回路方式を採っているので、被粉砕物の供給量等の設
定値を変更すると、安定状態になるまで時間遅れがあり
、また粉砕機内の粉砕の進行状況によって静圧の脈動が
あるので検出値の経時的周期を検出して、！！１′Ｂ時
間は時間遅れ及びｌｉｋ！！周期よりも大きくとる。こ
の積算時間は静圧の周期的変化により決定することがで
きる。スタート後に、粉砕機の入口の被粉砕物の供給量
の初期設定値Ｑ、を設定する（ｓｔｅｐｌ）。

次に粉砕機が定常状態になるための一定時間を経、遇さ
せる（ｓｔｅｐ２）、Ｑｌは一般に定期運転における被
粉砕物の供給量が適切であり、次に被粉砕物の供給量設
定ｆｔ１をＱｌ　＋α＝Ｑ２とし少穢増加させる（ｓｔ
ｅｐ３）、こんは粉砕機の状態及び被粉砕物の硬度など
によっても、異るが一般には定格と最大の差の半分か８
位の量が適切と考えられ、運転の経過に伴ない次第に小
さくしていくことも適切な方法であ４０次に一定時間経
過させて（ｓｔｅｐ４）から、被粉砕物の供給量Ｑｉを
検出し、増加後の設定・量Ｑ２と比較させる（ｓｔｅｐ
５）、こコ−１１’ＱｉがＱ２より小であればｙＡ御プ
サイクル前記５ｔｅｐ３の前に戻し、再び少量の増加を
試みる。Ｑｉ≧Ｑ２であれば、一定の積算時間を与えて
、計量フィーダ及び計数器等により、被粉砕物の供給量
を積算しく５ｔｅｐ６）、そノｆａ算値Ａｌ、 （ｔｏｎ）を記憶させる（ｓｔｅｐ７）−次に粉砕機の
出口の　圧と圧力センナ等により検出し、その脈！２Ｉ
振幅Ｒｉを検出する（ｓｔｅｐ８）、次にこれを予じめ
記憶設定された［＆振幅の許容最大値８膳ａｘと比較さ
せ（ｓｔｅｐ９）、Ｒｍａｘよ、すＲｉが小であれば、
運転は順調であるから、制御サ イクルを５ｔｅｐ３の萌に戻し、再び被粉砕物の供給量
の設定値の少Ｍ増加を試みる。

Ｒｔ≧Ｒｓａｗであれば、Ｒｉを記憶させ（ｓｔｅｐｆ
Ｏ）、次にその時の静圧Ｐｉを検出させ　（ｓｔｅｐＨ
）、予じめ記憶させた静圧の許容最小値Ｐ■ｉｎと比較
させる（ｓｔｅｐ１２）、ＰｉがＰ　ｓｉｎより大であ
るときは、ＱｉがＱ２よりも多くなり過ぎていることも
あり得るからその比較をさせ （ｓｔｅｐ１３）、過多であれば減分を行ない（ｓＬｅ
ｐ１４）過小であれば増分を行ない（ｓｔｅｐ１４’）
、再びＱｌとＱ２　（７）比較を行ない（５ｔ　ｅ　ｐ
１５）　、被粉砕物が供給量が増加した設定値になった
か否かのチェックを行なわせる。尚この操作によって、
粉砕機出口の静圧が一見正常、！ｇ！言すれば出口の被
粉砕物の流量が一見正常に見えても、入口の被粉砕物の
供給量が過大となる場合があるので、それを防止するこ
とができる。

次にＰｉ≦Ｐ　ｓｉｎである場合は全体制御を必要とす
るので被粉砕物の供給にを積算させ（ｓｔｅｐｌＥｆ）
、かつそのａ　ｉ　（Ｉ　Ａ　２を記憶させる（５ｔｅ
ｐ１７）、更に次に第１図（Ｂ）に示すように　圧Ｐｉ
がＰａ１ｎより下ついている場合はいずれも異常な場合
であるが、これには被粉砕物の供給量が過小で滞留ｉＪ
は多い場合があり得る。この状態は更に第３図（Ｂ）に
示す、そこで次に前の積算値Ａ１と後の積算値Ａ２を比
較して（ｓｔｅｐ１８）、ＡＩ≧Ａ２即ち供給量過小の
場合は、５ｔｅｐｌｏで記憶させているＲｉに応じて変
更幅ΔＱを計算させ（ｓ　ｔ　ｅ　ｐ１９）　、設定値
を増分させる（ｓ　ｔ　ｅ　ｐ２０）　、ＡＩ　＜Ａ２
　ノときは供給績が過大であるからＲｉに応じて変更幅
ΔＱを計算させＣｓ　ｔ　ｅ　ｐ２１）　、設定値を減
分させる（ｓ　ｔ　ｅ　ｐ２２）−かくして増分又は減
分したいずれかの設定値Ｑ２±ΔＱをＱｌにＺｌさせ、
新たなＱｌの内容は制御後の設定イ１に置きかえられる
（ｓｔｅｐ２３）。

次の積算に備えて、積算値ＡＩを記憶しているメモリに
積算（１ｉ’ｉ　Ａ　２を新たに積算４６　Ａ　ｔ　ｔ
ｓ近検する（ｓ　ｔ　ｅ　ｐ２４）　、　　更に次に、
静圧の脈動周期Ｔｂの大小に応じて積算時間を新たに決
定すべく、第３図（Ａ）に示す希圧脈動問期Ｔｂを検出
する（ｓ　ｔ　ｅ　ｐ２５）　、先に検出した脈動振幅
Ｒ（ｍｍＡｑ　）の大小に応じてコンピュータにより所
望の係数ａを発生させ、脈動周期Ｔｂにｆｆｉ算し、新
たに積算時間ＴｂＸａとする（ｓｔｅｐ２Ｂ）、ｍ算時
間は精工の周期的変化の２ないし３倍に決定することが
合理的である。その換算時間を正確に決定するために、
脈動周期Ｔｂだけでなく脈動振幅Ｒも考慮して決定する
こともできる１次にこの時点で、粉砕機の運転が順調で
あるか否かをチェックするため、静圧を検出し着圧の許
容最小イ１と比較させる（ｓｔｅｐ２７）　ＪｎしてＰ
ｉ≦Ｐ　ｗｉｎであれば制御が必要であるから制御サイ
クルは５ｔｅｐ１６の萌まで戻して再び前記同様の耐圧
による被粉砕物の供給量の制御を繰り返させる。もしＰ
ｉ＞Ｐａ１ｎであれば運転は異常がないので、制御サイ
クルは５ｔｅｐ２の前に戻させ、被粉砕物の供給量のα
を増穎して再び全体の制御を繰り返えし、最適最大能力
運転に近づけることができる。

また、本発明の制御方法は１例えばセメント工場の粉砕
機の場合には、原料の粉砕機にも、またクリンカにせつ
こうを加えて粉砕する所謂仕上粉砕機にも同様に適用す
ることができる。

第　　１　　表 第１表は、従来技術及び本発明の各制御について粉砕機
の単位時間当りの生産量（特産）（ｔ／ｈ）と使用電力
ｉ１　（ｋ　ｗ　ｈ　／　ｔ　）とを実際に比較した結
果を示しくいる。この表によれば、制御対象のミルに補
正をしない場合の従来技術（音響ｆｌｌｌｌｌ）及び補
正をしない場合の従来技術（音響制御２）等に比較する
と２本発明はａ制御方法では、特産が向上し、使用電力
も減少していることがわかる。

〔本発明の効果〕

（１）　　本発明の層圧制御方法による粉砕機の自動制
御方法は制御対象粉砕機のみのデータ信号を用いるもの
であるから、従来技術の音Ｗ制御の如き、他の粉砕機か
らの外乱が皆無であって制御が高精度で行なわれる。

（２）その結果本発明の制御方法によれば、粉砕機内滞
留量、及び被粉砕物の供給量を正確にａ御し得るから、
粉砕機を効率よく運転できる。特に本発明においては粉
砕機の運転状態が異常でない限り、被粉砕物の供給量の
設定値を制御サイクル毎に僅少量増加させる方法をとっ
たので、粉砕機の能力をその時の状態における最大能力
に限りなく近づけることができ、従来方法に比較して、
生産量は増大し、電力原単位も最小となり、従って製造
′原価も一段と安くなる。

（３）本発明の制御方法に用いる設備は、外乱を考慮す
る必要が全くないので、従来技術のマイクロホンを用い
て他の粉砕機からの音響の悪影響の分を差し引く場合に
比較し、設備も筒潔低廉で゛ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粉砕機の自動制御方法の制御原理を説
明する図で、同図（Ａ）は粉砕機の一例としてのボール
ミルの外観の　圧の測定筒処についての説明図、同図Ｃ
Ｂ）は例としてのミル出口静圧とミル内被粉砕物の１１
留量の関係を示す説明図、ｆ５２図は本発明の粉砕機の
自動制御方法の手順を示すフローチャート、第３図（Ａ
）は粉砕機の出口の瀞圧朦動を説明する図、同図（Ｂ）
は被粉砕物の供給量の過大及び過小の場合に設定量との
関係を説明する図である。 特許出願人　　　　　日本セメント株式会社−、、− 代　　理　　人　　弁理±　　　　　１ｕ　　　中　　
貞　　夫。 第１図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉砕機を最適運転するために粉砕機内の被粉砕物
   の供給量ないし滞留量を自動的に制御する粉砕機の自動
   制御方法において、粉砕機の入口における被粉砕物の供
   給量を可及的多量に設定すること、粉砕機中の被粉砕物
   の移動によって発生する静圧の脈動の幅の許容最大値を
   設定し、該脈動の幅を検出し、制御要素とすること、前
   記静圧の下限値を設定し、該静圧を検出し、制御要素と
   すること、前記静圧の下限値よりも検出静圧が大で、前
   記供給量設定値より、検出供給量が大なるときは供給量
   の減分を行なうこと、前記静圧の下限値よりも、検出静
   圧が小か又は等しいとき は、被粉砕物の供給量を一定の積算時間の 間、積算して第１の積算値を求め、所定時間経過後再び
   被粉砕物の供給量を一定の積算 時間積算して第２の積算値を求め、かつ第１の積算値と
   第２の積算値とを比較し、その大小に応じて、被粉砕物
   の供給量の設定値の変更幅を決定し、該設定値を増加或
   いは減少させること、更に前記静圧の脈動周期を検出 し、それによって、新たな積算時間を決定 し、記憶し、制御要素とすること、の各工程を有するこ
   とを特徴とする、粉砕機の自動制御方法。
2. （２）被粉砕物の供給量を可及的多量に設定する方法が
   、当該粉砕機の運転状態に異常がない限り、順調運転時
   の供給量に常に一定の少量を加えたものを新たな供給量
   として新サイクルの制御を行なうものである特許請求の
   範囲第１項に記載の粉砕機の自動制御方法。
3. （３）被粉砕物の供給量ないし滞留量を自動的に制御す
   る方法が、粉砕機の静圧の脈動振幅が許容最大値以上の
   ときに行なわれるものである、特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の粉砕機の自動制御方法。
4. （４）被粉砕物の供給量の設定値の変更幅を決定する方
   法が、供給量の設定値の増加量及び減少量を静圧の脈動
   の振幅の大小に基ずいて決定するものである特許請求の
   範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の粉砕機の自
   動制御方法。
5. （５）積算時間の決定方法が、静圧の脈動周期或いは脈
   動周期及び振幅の双方に基づいて決定するものである、
   特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の
   自動制御方法。
6. （６）被粉砕物の移動によって発生する静圧が、粉砕機
   の出口の静圧である、特許請求の範囲第１項ないし第５
   項のいずれかに記載の粉砕機の自動制御方法。
7. （７）被粉砕物の移動によって発生する静圧が、粉砕機
   の入口と出口の静圧差である、特許請求の範囲第１項な
   いし第５項のいずれかに記載の粉砕機の自動制御方法。