SU1095998A1

SU1095998A1 - Automatic control system for fine dry grinding process in ball mills

Info

Publication number: SU1095998A1
Application number: SU823505051A
Authority: SU
Inventors: Александр Леонидович Рутковский; Владимир Петрович Топчаев; Амбарцум Агасиевич Саакянц; Зуфар Гарифуилинович Салихов; Владимир Борисович Гитин
Priority date: 1982-10-28
Filing date: 1982-10-28
Publication date: 1984-06-07

Abstract

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТОНКОГО СУХОГО ПОМОЛА В ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦАХ, включающа весоизмеритель загружаемого материала , датчик положени регулирующего органа, датчик крупности готового продукта, регул тор загрузки с задатчиком, блок вычислени гранулометрического состава и блок коррекции, причем входы блока вычислени гранулометрического состава подключены к весоизмерителю загружаемого материала и датчику положени регулирующего органа, первый выход блока вычислени гранулометрического состава подключен к первому входу блока коррекции, второй вход которого соединен с датчиком крупности готового продукта, вход регул тора загрузки подключен к весоизмерителю загружаемого материала, а выход - к регулирующему органу, отличающ а с тем, что, с целью повышени точности и надежности управлени , она снабжена блоком вычислени длительности паузы и блоком регулируемой задержки сигнала, пер (Л вый вход которого соединен с выходом блока вычислени длительности с паузы, второй вход - с выходом блока коррекции, а выход - с вхо§ дом задатчика регул тора загрузки, а входы блока вычислени Дпительности паузы соединены с вторым высо ел ходом блока вычислени гранулометрического состава и с весоизмерисо со Телем загружаемого материала. 00AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE THIN DRY PREPARATION PROCESS IN BALL CASES, including a load cell weighing device, a regulator position sensor, a finished product size gauge, a loading controller with a setting unit, a granulometric unit for computing the particle size and a correction unit, and for example, drawing patterns, a unit for calculating the grain size distribution and a correction unit. the material and the sensor position of the regulatory body, the first output of the unit for calculating the particle size distribution is connected To the first input of the correction unit, the second input of which is connected to the finished product size sensor, the input of the load controller is connected to the load cell of the loading material, and the output is connected to the regulator, in order to improve the accuracy and reliability of control, equipped with a pause duration calculation unit and an adjustable signal delay unit, the first input (the left input is connected to the output of the duration calculation unit from the pause, the second input is connected to the output of the correction unit, and the output output is connected to the output unit of the pause the loading boom, and the inputs of the calculator The dormancy of the pause is connected to the second height of the calculator of the granulometric composition and to the body of the loaded material. 00

Description

Изобретение относитс к управлению технологическими процессами, конкретно к управлению процессом тонкого сухого помола в шаровых мельницах, например тонкого помола прокаленного кокса в производстве .углеграфитовых изделий.The invention relates to the control of technological processes, specifically to the control of the process of fine dry grinding in ball mills, for example, fine grinding of calcined coke in the production of carbon graphite products.

Известна система управлени процессом помола, в которой осуществл етс диагностика состо ни шаро: вой мельницы с определением загрузки мельницы с одновременным получением информации о гранулометрическом составе рудной массы, состо нии футеровки и количестве шаров в мельнице Г 1 .A known grinding process control system in which the diagnosis of the state of the ball: mill is carried out with the determination of the mill load while at the same time obtaining information about the granulometric composition of the ore mass, the state of the lining and the number of balls in the mill G 1.

Указанньй способ системы не обеспечивает качественное поддержание гранулометрического состава продукта помола при изменении свойств по размалываемоети исходного продукта, кроме того, при применении гранулометрического состава входного продукта , последний продолжает подаватьс в мельницу в прежнем количестве до тех пор, пока это изменени не идентифицируетс измерителем звукометрического параметра. Вследствие недостаточно высокой чувствительности звукометрического измерител регулирование загрузки мельницы начинаетс после по влени достаточно больших отклонений исходной крупности , что приводит к колебанию гранулометрического состава готового продукта и неустойчивому регулированию . Это приводит к расход щимс колебани м загрузки мельницы и нарушению всего технологического процесса.The specified method of the system does not ensure the qualitative maintenance of the grain-size composition of the grinding product when the properties of the raw material are grinded. Moreover, when applying the particle size distribution of the input product, the latter continues to be fed into the mill in the same amount until this change is identified by the sound parameter meter. Due to the insufficiently high sensitivity of the sound meter, the regulation of the load on the mill begins after the occurrence of sufficiently large deviations of the initial size, which leads to fluctuations in the particle size distribution of the finished product and unstable regulation. This leads to diverging loading of the mill and disrupting the entire process.

Наиболее близка к предлагаемой по технической сущности вл етс система автоматического управлени процессом тонкого сухого помола в шаровых мельницах, включающа весоизмеритель загружаемого материала, датчик положени регулирующего органа , датчик крупности готового продукта , регул тор загрузки с задатчиком , блок вычислени гранулометрического состава и блок коррекции, причем входы блока вычислени гранулометрического состава подключены к весоизмерителю загружаемого материала и датчику положени регулирующего органа, первый выход блока вычислени грар1улометрического состава подключен к пр.рвому входу блока корpeKiyin jHTopoii вход которого соединен с д;1тчпком KpvTiHocTH готового продуквход регул тора з. грузки подклюта , к весоизмерителю загружаемого чейClosest to the proposed technical entity is an automatic process control system for fine dry grinding in ball mills, including a load cell weighing device, a regulator position sensor, a finished product size sensor, a loading controller with a setting unit, a particle size calculation unit, and a correction unit, the inputs of the granulometry calculator are connected to the load cell of the feed material and the position sensor of the regulator, calculating a first output grar1ulometricheskogo composition unit connected to the input pr.rvomu korpeKiyin jHTopoii block input coupled to d; 1tchpkom KpvTiHocTH finished produkvhod regulator h. loads are connected to the load cell whose load

материала, а выход - к регулирующему органу С 2 3.material, and the output - to the regulatory authority C 2 3.

Эта система предусматривает управление загрузкой исходного материала в.мельницу на основании информации о гранулометрическом составе исходного материала и готового продукта помола с учетом математической модели процесса таким образом, чтобы обеспечить стабилизацию тони|ны помола при воздействии помех.This system provides control over the loading of the starting material into a mill based on the information on the particle size distribution of the starting material and the finished grinding product, taking into account the mathematical model of the process, so as to ensure the stabilization of the grinding tonnage under the influence of interference.

При изменении гранулометрического состава исходного материала в этом способе измен ют с помощью блока коррекции величину загрузки, а при отклонении крупности готового продукта от задани производ т настройку параметров блока коррекции , причем этот процесс протекает непрерывно во времени.When the granulometric composition of the starting material is changed in this method, the load amount is changed with the help of a correction block, and if the finished product deviates from a task, the parameters of the correction block are adjusted, and this process proceeds continuously in time.

Однако динамические характеристики шаровой мельницы (особенно мно5 гократной) существенно завис т от величины загрузки мельницы и гранулометрического состава исходного материала, а также от эксплуатационного состо ни мельницы: величины шаровой загрузки, степени износа шаров и футеровки и др. Это приводит к зависимости времени регулировани от параметров динамических характеристик мельницы - времени запаздывани и посто нных времени, которые вл ютс переменными величинами.However, the dynamic characteristics of a ball mill (especially multiple) substantially depend on the load of the mill and the particle size distribution of the starting material, as well as on the operational state of the mill: the size of the ball load, the degree of wear of the balls and the lining, etc. the parameters of the dynamic characteristics of the mill — lag time and constant time, which are variables.

При увеличении загрузки материала в мельницу происходит скопление материала перед перегородкой между камерами и на поверхности шаров,что измен ет врем регулировани , аналогична ситуаци возникает при увеличении средней крупности исходного продукта. Процесс настройки параметров блока коррекции протекает непрерывно, что приводит к возникновению ошибки регулировани , а также к уменьшению надежности регулировани , так как отдельные порции материала, не удовлетвор ющие требовани м технологического процесса , попадают в производство (на последующие его стадии) и снижают качество готовой продукции.As the material load in the mill increases, material accumulates in front of the partition between the chambers and on the surface of the balls, which changes the adjustment time; a similar situation occurs with an increase in the average size of the original product. The process of adjusting the parameters of the correction unit proceeds continuously, which leads to an adjustment error, as well as to a decrease in the regulation reliability, since individual portions of the material that do not meet the requirements of the technological process go into production (at its subsequent stages) and reduce the quality of the finished product. .

Целью изобретени ил етс повышение точности и надежности управлени .The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of control.

Это достигаетс тем, что .игтема автоматического угфав.исниг, ap-MieccoM тонкого сухого помола в шаровых мел ницах, включающа весоизмеритель за гружаемого материала, датчик положени регулирующего органа, датчик крупности готового продукта, регул тор загрузки с задатчиком, блок вычислени гранулометрического сост ва и блок коррекции, причем входы блока вычислени гранулометрического состава подключены к весоизмерителю загружаемого материала и датчику положени регулирующего органа , первый выход блока вычислени гранулометрического состава подключен к первому входу блока коррек ции, второй вход которого соединен с датчиком крупности готового проду та, вход регул тора загрузки подключен к весоизмерителю загружаемого материала, а выход - к регулирующему органу, снабжена блоком вычислени длительности паузы и блоком регулируемой задержки сигнала , первый вход которого соединен с выходом блока вычислени длительности паузы, второй вход - с выходом блока коррекции, а выход - с . входом задатчика регул тора загрузки , а входы блока вычислени длительности паузы соединены с вторым выходом блока вычислени грануломет рического состава и с весоизмерителем загружаемого материала. На чертеже показана блок-схема системы. Технологическа часть содержит шаровую мельницу 1, на вход которой подаетс исходный продукт помола. Контроль количества загружаемого материала осуществл етс весоизмерителеМ 2 и регулирование его расхода регулирующим органом 3 с датчика его положени . Система содержит регул тор загрузки 4 с задатчиком 5, блок вычислени гранулометрического состава 6, блок коррекции 7, датчик крупности готового продук та помола 8, блок регулируемой задержки сигнала 9 и блок вычислени длительности паузы 10. Сисп-ема работает следующим обра зом. При посто нных загрузке исходно материала, оборотах шаровой мельни и шаровой загрузке гранулометричес кий состав продукта помола будет примен тьс при изменении крупност исходного продукта. Крупность исхо ного продукта определ ете путем функционального преобразовани информации о величине загрузки мельницы и положени регулирующего opraica регул тора загрузки. При отклонении крупности исходного продукта производ т соответствующее изменение величины загрузки мельницы таким образом, чтобы обеспечить посто нство гранулометрического состава продукта помола. В зависимости от текущих характеристик параметров мельницы врем регулировани колеблетс . Таки зависимость определ етс экспериментально дл каждой конкретной мельницы , а затем описываетс математической моделью, позвол ющей вычислить длительность необходимой паузы ввода управл ющего воздействи на изменение загрузки материала в мельницу. Изменение свойств исходного материала по размалываемости, а также изменение эксплуатационного состо ни мельницы приводит к отклонению гранулометрического состава продукта помола от оптимальной величины, поддерживаемой системой управлени . Изменение этих свойств происходит значительно медленнее во времени, чем колебани крупности продукта помола. Дл компенсации этого возмущени производ т периодические пробы продукта помола на гранулометрический состав . При отклонении этого гранулометрического состава от оптимального производ т коррекцию параметров математической модели, реализующей алгоритм управлени процесса. Весовой расход загружаемого продукта измер етс весоизмерителем 2 и регулируетс регулирующим органом 3. Перемещение регулирующего органа 3 осуществл етс регул тором 4, на вход которого поступают сигналы от весоизмерител 2 и задатчика 5. Регул тор 4 осуществл ет перемещение регулирующего органа 3 в соответствии с величиной отклонени текущей загрузки от задани . Сигналы с выходов весоизмерител 2 и регулирующего органа 3 поступают на вход блока 6, осуществл ющего вычисление гранулометрического состава исходного продукта помола. Выход блока 6 св зан с входом блока коррекции 7, на другой вход которого поступает сигнал от датчика контрол крупности готового продукта помола 8. Блок 7 предназначен дл коррекци задани регул тору загрузки, таким образом, чтобы обеспечить .стабилиза цию крупности продукта помола. Выход блока 7 св зан с выходом задатчика 5 через блок регулируемой задержки сигнала 9. Другой вход бло ка 9 подключен к выходу блока 10, осуществл ющего вычисление длительности паузы. Входы блока 10 подключены к выходу весоизмерител 2 и блока вычислени гранулометрического состава исходного продукта 6. Это позвол ет регулировать дпительность промежутков между моментами изменени задани регул тору загруз ки 4 в зависимости от величины загрузки мельницы и гранулометрического состава продукта помола Учитьша , что алгоритм работы блока коррекции 3 зависит также и от гранулометрического состава продукта помола, изменение задани осуществл етс также и в зависимости от эксплуатационного состо ни мельницы. Это определ ет структуру блока 10. Коррекции параметров блока 10 осуществл етс блоком 9, что позвол ет установить длительность необходимой паузы прерываний сигнала выхода блока 7. Блок 10 осуществл ет функциональное преобразование )8 производительность мельницы по исходному продукту, - гранулометрический состав исходного продукта, 4t - требуемое врем задержки сигнала управлени . Величина t используетс в качестве задани блоку 9, которьй осуществл ет регулируемую задержку сигнала. На второй вход блока 9 поступает сигнал от блока коррекции 7, который св зан с блоком 8 вычислени гранулометрического состава продукта помола и блока 6. При посто нных характеристиках исходного продукта гранулометрический состав продукта помола измен етс при изменении эксплуатационного сос.то ни мельницы (например шаровой загрузки или степени износа шаров). Поэтому величина сигнала коррекции блока 7 зависит как от свойств и характеристики исходного продукта, так и эксплуатационного состо ни мельницы. Этот сигнал используетс дл коррекции задани регул тору загрузки, промежутки времени At, которые определ ютс указанным выражением. Конструктивно все элементы системы выполн ютс известными средствами автоматики и вычислительной техники . Система в целом позвол ет повысить точность и надежность управлени процессом получени готового продукта помола, что увеличивает выход обожженной продукции на 2,5%.This is achieved by the fact that the igmema of the automatic ugfav.isnig, ap-MieccoM fine dry grinding in ball melts, including the weighing device for the loaded material, the position sensor of the regulator, the size sensor of the finished product, the loading regulator with the setting unit, the unit for calculating the particle size distribution and a correction unit, the inputs of the particle size calculating unit being connected to the load cell weighing device and the regulator position sensor, the first output of the particle size calculating unit the remaining input is connected to the first input of the correction unit, the second input of which is connected to the finished product size sensor, the input of the load controller is connected to the load gage, and the output to the regulator is equipped with a pause duration calculating unit and the first input which is connected to the output of the pause duration calculation unit, the second input is connected to the output of the correction unit, and the output is c. the input of the setpoint adjuster of the loading regulator, and the inputs of the calculator of the pause duration are connected to the second output of the calculator of the granulometric composition and with the load cell of the loaded material. The drawing shows a block diagram of the system. The technological part contains a ball mill 1, to the input of which the initial grinding product is fed. The amount of the loaded material is monitored by the weight gauge 2 and its consumption is regulated by the regulator 3 from its position sensor. The system contains a loading controller 4 with a setting device 5, a granulometric composition calculation unit 6, a correction unit 7, a finished grain size sensor 8, an adjustable signal delay unit 9, and a pause duration calculation unit 10. The sistem operates as follows. At constant loading of the source material, revolutions of the ball mill and ball loading, the grain-size composition of the grinding product will be used when changing the size of the original product. The size of the original product is determined by the functional transformation of the information on the mill load and the position of the opraica regulating load regulator. When the initial product size deviates, a corresponding change in the size of the mill load is made in such a way as to ensure the constancy of the particle size distribution of the grinding product. Depending on the current characteristics of the parameters of the mill, the adjustment time varies. Such dependence is determined experimentally for each specific mill, and then described by a mathematical model, which makes it possible to calculate the duration of the necessary pause for inputting a control action on the change in material loading into the mill. A change in the properties of the starting material in terms of grindability, as well as a change in the operational state of the mill, leads to a deviation of the particle size distribution of the grinding product from the optimum value maintained by the control system. The change in these properties occurs much slower in time than fluctuations in the size of the grinding product. In order to compensate for this disturbance, periodic samples of the grinding product are produced for particle size distribution. If this granulometric composition deviates from the optimum, the parameters of the mathematical model that implements the process control algorithm are corrected. The weight flow rate of the loaded product is measured by the weight meter 2 and is regulated by the regulator 3. The regulator 3 moves. The controller 4 moves to the input of which signals from the weight meters 2 and the setpoint 5 arrive. The regulator 4 moves the regulator 3 in accordance with the deviation value current download from task. The signals from the outputs of the weight gauge 2 and the regulator 3 are fed to the input of the block 6, which calculates the particle size distribution of the initial grinding product. The output of block 6 is connected with the input of correction block 7, to another input of which a signal is received from the sensor controlling the size of the finished product of grinding 8. Block 7 is designed to correct the task to the load controller so as to ensure the reduction of the size of the grinding product. The output of block 7 is connected to the output of setpoint 5 through a block of adjustable signal delay 9. Another input of block 9 is connected to the output of block 10, which calculates the pause duration. The inputs of the unit 10 are connected to the output of the weight gauge 2 and the unit for calculating the grain size distribution of the initial product 6. This allows adjusting the gap between the times of changing the task to the load controller 4 depending on the mill load and the grain size distribution of the grinding product. 3 also depends on the granulometric composition of the milled product, and the task change is also carried out depending on the operational state of the mill. This determines the structure of block 10. Correction of parameters of block 10 is carried out by block 9, which allows you to set the duration of the required pause interrupts the output signal of block 7. Block 10 performs the functional conversion) 8 the performance of the mill on the original product - grain size distribution of the original product, 4t - required delay time of the control signal. The value of t is used as a reference to block 9, which performs an adjustable signal delay. The second input of block 9 receives a signal from correction block 7, which is associated with block 8 for calculating the particle size distribution of the milled product and block 6. With constant characteristics of the initial product, the grain size distribution of the milling product changes as the operating mill changes. load or the degree of wear of the balls). Therefore, the magnitude of the correction signal of block 7 depends both on the properties and characteristics of the initial product, and on the operational state of the mill. This signal is used to correct the task to the load controller, the time intervals At, which are determined by the specified expression. Structurally, all elements of the system are performed by known means of automation and computer technology. The system as a whole makes it possible to increase the accuracy and reliability of control over the process of obtaining the finished grinding product, which increases the yield of calcined products by 2.5%.

Claims

SYSTEM OF AUTOMATIC CONTROL OF THE PROCESS OF THIN DRY GRINDING IN BALL MILLS, including a load meter of the loaded material, a sensor of the position of the regulatory body, a fineness sensor of the finished product, a load regulator with a setter, a granulometric composition calculation unit and a correction unit, and the inputs of the granulometric calculation unit are connected to the granulometric calculation unit of the loaded material and the position sensor of the regulatory body, the first output of the particle size calculation unit is connected to the first input of the correction unit, the second input of which is connected to the particle size sensor of the finished product, the input of the load controller is connected to the load cell of the loaded material, and the output to the regulatory body, characterized in that, in order to increase the accuracy and reliability of control, it is equipped with a calculation unit the pause duration and the variable delay unit g of the signal, the first input of which is connected to the output of the pause duration calculation unit If, the second input is connected to the output g * of the correction unit, and the output is controlled by the input of the master loading pa and inputs calculation unit pause durations are connected to the second output of the calculating particle size distribution and with vesoizmeri • Telem feed material.

„1095998>