SU1007729A1 - Система автоматического регулировани загрузки мельницы - Google Patents

Abstract

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАГРУЗКИ МЕЛЬНИЦЫ .содержаща  задатчик и датчик уровн , регул торы загрузки и веса, задатчик и датчик веса, два делител  , первый ключ и два элемента сравнени , причем выход первого ключа подключен к одному из входов первого делител , датчик веса чере первый элемент Сравнени  соединен с одним из входов регул тора веса, задатчик и датчик уровн  подключены к соответствующим входам второго элемента сравнени , один из выходов которого подключен к входу регул тора загрузки, о т личающа с  тем , что , с целью повышени  точности и надеж ности регулировани j она снабжена третьим элементом сравне и , третьим делителем,блоком дифференцировани , трем  блоками определени  модул  сигнала , трем  фильтрамк, четырьм  сумматорами, трем  блоками умножени , вторым и третьим ключами шестью задатчиками опорных сигналов , регул тором и блоком управлени  двигателем питател , причем задатчик веса подключен к одному из входов первого элемента сравнени , другой вход которого подключен к выходу регул тора загрузки, задатчик уровн  соединен с одним из входов третьего элемента сравнени , выход . которого подключен к одному из входов первого ключа, другой вход первого ключа и один из входов блока управлени  подключены к выходу ре . гул тора, вход которого соединен с выходом первого сумматора, первый задатчик опорных сигналов через последовательно соединенные первый делитель и первый блок умножени  соединён с одним из входов первого сум (Л матора, другой вход которого соединен с вторым задатчиком опорных сигналов , датчик уровн  подключен к входу блока дифференцировани  и к одному из входов второго сумматора, выход которого подключен через последовательно соединенные первые блок определени  модул  сигнала и фильтр -Kj к другому входу третьего элемента | сравнени , другой вход второго суммаSS тора подключен к одному из выходов второго блока умножени , вход которого соединен с третьим задатчиком опорных сигналов , другой вход . второго блока Умножени  и выход блока дифференцировани  подключены к вхо- . ду второго блока определени  модул  сигнала, выход которого через второй фильтр соединен с одним из входов третьего блока умножени , другой вход которого соединен с четвертым задатчиком опорнь1х сигналов, а выход третьего блока умножени  подключен к од

Description

ному из входов третьего сумматора, другой вход которого подключен к п тому задатчику опорных сигналов, вы-, ход третьего сумматора соединен с одним из входов второго делител , выход которого подключен к входу первого блока умножени , к одному из вхо дов второго ключа и к входу третьего делител  , выход которого через третий ключ подключен к другому входу ре гулртора веса,выход которого соединен с другим входом блока управлени , /21РУГ9Й выход второго элемен100 29 f а .сравнени  через третий блок определени  модул  сигнала подключен к входу третьего фильтра, один из выходов которого соединен с одним из входов четвертого сумматора , шестбй задатчик опорных сигналов соединен с другим входом четвертого сумматора, выход которого соединен с другим входом второго делител , другой выход третьего фильтра подключен к другому входу второго ключа, выход которого подключен к входу третьего ключа и К соответствующему входу регул тора веса,

1 , .

Изобретение относитс  к автоматизации процессов измельчени  материала и может найти применение в черной и .цветной металлургииj теплоэнергетике,, промышленности строительных материа- s алов.

Известна система автоматического регулировани  загрузки мельницы , содержаща  задатчик веса и установленный на питающем транспорте датчик ве- О са, соединенные через элемент срав- . нени  регул тор веса с исполнительным механизмом, св занным с питателем , задатчик и датчик уровн ;загруз-; ки , соединённые через элемен 15 сравнени  с регул тором загрузкиП 3.

Така  система осуществл ет форсированную догрузку мельницы до заданного уровн  в режиме первоначальной загрузки при перерывах в подаче ис- 20 ходного материала. Это достигаетс  подачей на вход дополнительного регул тора сигнала рассогласовани  между величиной заполнени  мельницы и ее первой производной по времени. При этом; 25 настройки регул тора загрузки посто нны как дл  недогруза, так и дл  перегруза мельницы, поэтому система в зависимости от настроек регул тора работает либо в двухпозиционном jg режиме, либо при перегрузке не может вывести из него мельницу.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  система автоматического регулиро- Э5 вани  загрузки мельницы, содержаща  , задатчик и датчик уровн  регул торы загрузки и веса, задётчик и датчик веса, два делител , первый ключ, два элемента сравнени , причем выход первого люча подключен к одному из входов первого делител , датчик веса через первый элемент сравнени  соединен с одним из входов регул тора веса , задатчик и датчик уровн  подключен к соответствующим входам второго элемента .сравнени , один из выходов которого подключен к входу регул тора загрузки 2 .

Недостатками этой системы  вл етс  низкое качество регулировани , вызванное неучетом измен ющихс  динамических свойств объекта регулировани  при переработке руд с измен ющимис  физикочмеханическими и текстурно-структурными свойствами и износом футеровочной брони и шаровой загрузки, а также низка  эффективность предотвращени  возникновени  аварийных ситуаций и вывода объекта из области аварийных режимов.

Цель изобретени  - повышение точности и надежности регулировани .

Указанна  цель достигаетс  тем, что система автоматического регулировани  загрузки мельницы, содержаща  задатчик и датчик уровн , регул торы загрузки и веса, задатчик и датчик веса, два делител , первый ключ и два элемента сравнени , причем выход первого ключа подключен к одному из входов первого делител , датчик веса через первый элемент сранени  соединен с одним из входов регу  тора веса, задатчик и датчик уро н  подключены, к соответствующим входам второго элемента сравнени , один из выходов которого подклкхчен к входу регул тора загрузки, снабжена третьеим элементом сравнени  , третьи делителем, блоком дифференцировани  трем  блоками определени  модул  сиг нала, трем  фильтрами, четырьм  сумматорами , трем  блоками умножени , вторым и третьим ключами, шестью задатчиками опорных сигналов, регул то ром и блоком управлени  двигателем питател , причем задатчик веса подключен к одному из входов первого элемента сравнени , другой вход кото рого подключен к выходу регул тора |загрузки задатчик уровн  соединен с одним из входов третьего элемента срав нени , выход которбго подключен к одт ному из входов первого ключа, другой вход первого ключа и один из входов блока управлени  подключены к выходу регул тора, вход которого св зан с выходом первого,сумматора, первый опорных сигналов через последовательно соединенные первый дели.тель и первый блок умножени  св зан с одним из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с вторым задатчиком опорных сигналов, цатчик уровн  подключен к входу блока дифференцировани  и к одному из входов второго сумматора, выход которого подключен через последовательно соединенные первые блок определени  модул  сигнала и фильтр к другому входу третьего элемента сравнени , другой вход второго сумматора подключен к одному из выходов второго блока умножени , вход которого сое динен с третьим задатчиком опорных сигналов , другой °вход второго блока умножени  и выхЪд блока дифференцировани  подключены к входу второго блока определени  модул  сигнала, выход которого через второй фильтр св зан с одним из ёходов третьего блока умножени , другой вход которого соединен с четвертым задатчиком опорных сигналов, а выход третьего блока ум:ножени  подключен к одному кз входов третьего сумматора, другой вход которого подключен к п тому задатчику опорных сигналов, выход третвего сумматора соединен с одним из входов вто рого делител , выход которого подключен к входу первого блока умножени , к одному из входов второго ключа и к входу третьего делител , выход которого через третий, ключ подключен к другому входу регул тЪра веса, выход которого соединен с другим входом блока управлени ,другой выходвторого элемента сравнени  через третий блок определени  модул  сигнала подключен к входу третьего фильтра, один из выходов которого соединен с одним из входов четвертого сумматора, шестой задатчик опорных сигналов Соепинен с ДРУГИМ входом четвертого сумматора , выход которого св зан с другим входом второго делител , другой выход третьего Фильтра подключен к другому входу второго ключа, выход которого подключен к входу третьего клю ча.и к соответствующему входу регул тора веса. На чертеже представлена блок-схема адаптивной системы автоматического оегулировани  загрузки мельницы. Система содержит датчик 1 веса датчик 2 уровн  загрузки мельницы, системы 3 , и 5 сравненй , блок 6 дифференцировани  задатчик 7 веса, л задатчик Н уровн  з грузки мельницы регул тор 9 веса , регул тор 10 загруэки , блок 11 управлени  двигателем 12 питател  13, блоки И, 15 и 16 определени  модул  сигнала, фильтры 17, 18 и 19, сумматоры 2аг23, блоки 2k , 25 ,и 26 умножени , ключевые элементы 27 . 28 и 29, блоки 30 , 31 и 32 делени , запатчики 33-38 опорных сиг, налов и регул тор 39.Позицией 40обоз начена мельница. . Система работает следующим образом. При подготовке системы к работе задатчик- 7 веса устанавливаетс  в положение , соответствующее производительности мельницы при среднем заполнении дл  данного месторождени  типа руды, а задатчик 8 уровн  загрузки в положение, соответствующее оптимальному заполнению мельницы. В случае, когда заполнение мельницы равно заданному , на выходах блоков k, 10, 5 и 32 сигналы равны нулю, на элементе 3 сравнени  сопоставл ютс  сигнал задани  от задатчика 7 и сигнал текущего расхода руды.от датчика 1 веса. Величина рассогласовани  поступает на регул тор 9 веса, который через блок 11 управлени  управл ет двигателем 12 питател  13, подающего руду в мельницу 40, стабилизиру  заданный расход оуды.

5.1007729.«

8 этом случае управл ющее воздей-% которое, умножа сь в блоке 26 на посствие U«(t) на выходе регул тора 90opt то нный коэффициент т, дает оценку ffeмируетс  по.закону

4(t-4 -i Xvt ) ) При изменении типа исходной руды, кос ффициент усилени  регул тора i посто нные времени предварени  и интегрировани  регул тора настраиваемые параметры 9; 3 (t)- сигнал рассогласовани  с вы хода элемента 3 сравнени . x(t) (2) 1С -11«А-К2 мин- сигнал заданного значени  расхода руд от задатчика 7 веса; x(t) - сигнал текущего значени  ра хода руды от датчика 1 веса минимальное значение, т.е. линейна  часть настраиваемо го коэффициента коррекции, поступающего от блока 32, соответствующее максимальной посто нной времени объе та, -задаетс  задатчиком 33; масштабный коэффициент, задаваемый блоком 37; максимальное значение модул реальной производной сигна ла уровн  загрузки от датчи ка 2 уровн  загрузки, посто нный коэффициент, задаваемый задатчиком 3. Контур адаптации работает еле дующим образом. На основе сигнала у (сигнала реальной производной величины заполнени  блока 6) в блоке определени модул  образуетс  сигнал модул  реальной производной величины заполнени  / у /, который далее поступает на фильтр 17 где формируетс  сигнал у из выражени  TClvOlr -. |- 1 макс() To,),T,T,u, Tj, np« HUir где fy / - входной сигНал фильтра; посто нные времени фильтра При выбранных соотношени х „ в фильтре 17 оцениваетс  значение у

линейной составл ющей к(эффициента коррекции расхода руды К. например в сторону ухудшени  размалываемости , что приводит к увеличению посто нной времени объекта ,фильтр 17 переключаетс  с Т на Тл, что соответствует уменьшению коэффиента К;,. Соответственно, сигнал К. поступает на третий блок 31 делени  и на второй ключевой элемент 28. Если заполнение мельницы находитс  в пределах допуска, т.е., то сигнала с выхода блока 18-нет, ключевой элемент 28 закрыт, а третий ключевой элемент 29 открыт. Сигнал от блока 32 Юступает через блок 31 делени  и..к|11р-; чевой элемент 29 на регул тор 9. В блоке 31 в случае 0 происходит вычисление величины,обратной К,,. Таким ОА образом , сформированный по уравнению ( 1) сигнал парирует рассогласование8(1) с учетом вли ни  изменени  посто нной времени объекта на коэффициент усилени  системы автоматического регулировани . Блок 31 делени  осуществл ет преобразование сигнала от блока 32 по закону . . )l. сигнал рассогласовани  заданного значени  и текущего , поступаюш.ий с выхода блока Ц; величина допуска на рассогласование; знак модул  сигнала; сигнал, поступающий от блока 32 через блок 31 на регул тор 9. В случае, когда уровень загрузки мельницы отличаетс  от заданного , но находитс  в пределах допустимой области значенийJ сигнал от блока 18 поступает на ключевой элемент 28, который закрывает ключевой элемент 29 , разреша  непосредственное прохождение сигнала от блока 3Z на регул тор 9. Сигнал е поступает на регул тор 10 загрузки, который выдает сигнал на элемент 3 сравнени  и далее на регул тор 9 веса. При этом, если текущее заполнение больше заданного, что может быть вызвано ухудшением размалываемости материала или износом шаровой загрузки, происходит изменение расхода руды в сторону его уменьшени . Если же заполнение меньше заданного , т.е. мельница недогружена, происходит корректировка сигнала от регул тора 10 в сторону увеличени  расхода руды. Регул тор 10 загрузки осуществл ет функцию корректировки задани  от блока 7 на расход руды. В этом случае, т.е. при {1)8ф управл ющее воздействие на выходе р гул   тор а 9 формируетс  по закону, а логичному выражению . ; :(:)(V,l1 ) Vk. 7 ) ... Ku посто нные регул  тора, которые определ ютс  эксперименталь но при настройке системы. гдеСГ- максимальное значение модул  ошибки/EX. (t)/. Величина К-д,  вл юща с  отношением максимального значени  модул  ошибк и максимального значени  модул  реальной производной величины заполнени , характеризует динамические сбой ства мельницы по каналу изменени  измельчаемо9ти руды- заполнение и измен етс  одновременно с коэффициентом усилени  в передаточной функции объек Настраиваемый коэффициент К вычисл етс  с помощью двух фильтров 17 и l8,Hfa которые поступают сигналы от дат чика ZypoBW загрузки через блок 6 диф ференцировани  и блок 1t определени  модул  сигнала и от элемента сравнени  через блок 15 определени  модул . фильдры 17 к 18 оценивают величи ны It и у по выражени м с1 T, npn|Ei t от 61 л л Т,,,тге+е 1е1 при I--rr l5l при lv)5 at, . S Л + lvlnpnlvK:/ «.«. . Причем . Сигналы -f и у суммируютс  с коэффициентом Kft и в сумматорах 21 и 22 от задатчйков 33 и 3 опорны 9 сигналов, а в блоке 2 делени  происходит вычисление выражениюС8 ), Таким образом, при увеличении коэффициента усилени  объекта система становитс  более быстрой и данное отношение уменьшаетс , а в результате . контур адаптации (блоки 6, I., 15, 17 18, 21 , 22, 28, 32 , 36, 3 и 37) парирует вли ние коэффициента усилени  объекта на коэффициент усилени  системы . Пооисходит оптимальное по дина мическим свойствам изменение расхода руды в мельницу до достижени  заданного , оптимального по технологичесКИМ показател м, уровн  загрузки. Одновременно с этим сигнал текущего заполнени  поступает от датчика 2 уровн  загрузки на первый вход сумматора 20 , на второй вход которого поступает сигнал скорости изменени  заполнени , т.е. его реальной производной от блока 6 через блок 25 умножени , в котором происходит ум-, ножение на посто нный коэффициент f, величина которого задаетс  блоком 36. С выхода блока 20 на блок 1б поступает сигнал , пропорциональный прогнозируемому заполнению мельницы на упреждающий момент времени. Блоки 6 25, 36 и 20 осуществл ют алгоритм вычислени  прогнозируемой величины заполнени  по выражению , У1- + it. , (10) где t - врем  прогноза (опредрлтетс  экспериментально и зависит от динамических свойств системы и объекта рёгу ,лировани  ). В блоках 1б и 19 происходит преобразование, аналогичное преобразовани м, осуществл емым в блоках 15 и 118. Оцененное максимально возможное значение заполнени  :. к концу времени прогноза сравниваетс  в третьем блоке 5 сравнени , представл ющем адаптивный пороговый элемент, с си|- налом задани  от блока 8. В случае, если разность сигналов с блоков 19 и 8 превышает порог срабатывани  элемента 5 сравнени , на его выходе по вл етс  сигнал, пропорциональный рассогласованию лу, который поступает на первый блок 30 делени  и далее через блоки 2 и 23 на регул тор 39. Блоки 23, 2, 30, 32, 35 и 38 осуществл ют определение времени , необходимого мельнице дл  выхода из области аварийных перегрузок , при полностью отключенном исходном питании. Врем  отключени  определ етс  из зависимости ., (3-Ч8) - посто нна , задаваема  от /задатника 38опорного сигнала и завис ща  отконст руктивных особенностей мельницы; сигнал разности с блока 5 максимального значени  заполнени  в прозгнозируемый период; коэффициент адаптации; Р - посто нный коэффициент,рав средней скорости разгрузки мельницы при полностью отключенном питании в момент достижени  оптимального заполнени  и оптимальной плотности пу пы в мельнице, от задатчика 35По сигналам от блока 23 релейный регул тор 39 отключает двигател питател  12 через блок 11 управлени  на врем  разгоузки Т и одновременно блокирует ключевой элемент,27 и последующие блоки. 29, Через врем  Т сигнал с блока 39 исчезает и включаетс  контур регулировани  подачи,руды в мельницу. Система приходит в исходное состо ние. В процессе достижени  заданного заполнени  устран етс  возможное перерегулирование объекта. Этим самым осуществл етс  иедопущение возникновени  аварийных ситуаций в мельнице и скорейший вывод в об-/ ласть оптимальных режимов при возникновении аномальных ситуаций. Повышаетс  точность и надежность регулировани  загрузки мельницы, снижаетс  врем  работы мельницы в режиме недогруза и перегруза, что позвол ет повысить производительность по готовому продукту на -6% что дает экономический эффект 30 тыс.руб. на одну технологическую секцию. Работа контура вывода мельницы из режима аварийного перегруза аналогична работе оператора-мельника при ликвидации перегруза мельниц на обогатительных фабриках.

Claims (1)

1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАГРУЗКИ МЕЛЬНИЦЫ .содержащая задатчик и датчик уровня, регуляторы загрузки и веса, задатчик и датчик веса, два делителя , первый ключ и два элемента сравнения, причем выход первого ключа подключен к одному из входов первого делителя,, датчик веса через первый элемент Сравнения соединен с одним из входов регулятора веса, задатчик и датчик уровня подключены к соответствующим входам второго элемента сравнения, один из выходов которого подключен к входу регулятора загрузки, о т личающаяся тем , что , с целью повышения точности и надежности регулирования* она снабжена третьим элементом сравнения, третьим делителем,блоком дифференцирования, тремя блоками определения модуля сигнала, тремя фильтрами, четырьмя сумматорами, тремя блоками умножения, вторым и третьим ключами, шестью задатчиками опорных сиг налов , регулятором и Сроком управления двигателем питателя, причем задатчик веса подключен к одному из * входов первого элемента сравнения, другой вход которого подключен к выходу регулятора загрузки, задатчик^ уровня соединен с одним из входов третьего элемента сравнения, выход . которого подключен к одному из входов первого ключа, другой вход первого ключа и один из входов блока управления подключены к выходу ре. гулятора, вход которого соединен с выходом первого сумматора, первый задатчик опорных сигналов через последовательно соединенные первый де- g литель и первый блок умножения соединён с одним из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с вторым задатчиком опорных сигналов, датчик уровня подключен к входу блока дифференцирования и к одному из входов второго сумматора, выход которого подключен через последовательно соединенные первые блок определения модуля сигнала и фильтр к другому входу третьего элемента < сравнения, другой вход второго сумматора подключен к одному из выходов второго блока умножения, вход которого соединен с третьим задатчиком опорных сигналов , другой вход . второго блока умножения и выход блока дифференцирования подключены к вхо- . ду второго блока определения модуля сигнала, выход которого через второй Фильтр соединен с одним из входов третьего блока умножения, другой вход которого соединен с четвертым задатчиком опорных сигналов, а выход третьего блока умножения подключен к од

   SU.„ 1007729 ному из входов третьего сумматора, другой вход которого подключен к пятому задатчику опорных сигналов, вы-, ход третьего сумматора соединен с одним из входов второго делителя, выход которого подключен к входу первого блока умножения, к одному из вхо·’· дов второго ключа и к входу третьего делителя , выход которого через третий ключ подключен к другому входу регулдтора веса,выход которого соединен с другим входом блока управления, другой выход второго элемен та сравнения через третий блок определения модуля сигнала подключен к входу третьего фильтра, один из выходов которого соединен с одним из входов четвертого сумматора , шестйй задатчик опорных сигналов соединен с другим входом четвертого сумматора, выход которого соединен с другим входом второго делителя, другой выход третьего фильтра подключен к другому входу второго ключа, выход которого подключен к входу третьего ключа и к соответствующему входу регулятора веса.

   1 ,