SU1620141A1

SU1620141A1 - Способ контрол загрузки шаровой мельницы

Info

Publication number: SU1620141A1
Application number: SU894658785A
Authority: SU
Inventors: Александр Анатольевич Смирнов; Владимир Николаевич Воронин; Виктор Георгиевич Дюмин; Олег Николаевич Тихонов
Original assignee: Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1991-01-15

Abstract

Изобретение относитс к автоматизации контрол и управлени процессами измельчени , может быть использовано на предпри ти х металлургической и строительной промышленности, позвол ет повысить точность контрол . Дл достижени поставленной цели измер ют сигнал мощности, потребл емой двигателем, сглаживают сигнал мощности на интервале времени, равном периоду оборота мельницы, селектируют сигнал путем последовательного сравнени положительного приращени текущего значени усредненного сигнала мощности к предыдущему усредненному с трем заданными сопредельными диапазонами частот с корректируемыми границами, осуществл ют оценку аварийных механических и пусковых нагрузок мельницы по результату сравнени положительного приращени в первом диапазоне частот, степени шаровой загрузки - по результату сравнени положительного приращени во втором диапазоне частот, степени рудной загрузки - по результату сравнени положительного приращени в третьем диапазоне частот при отрицательном значении приращени рудной нагрузки по абсолютной величине, аварийных технологических нагрузок - по результату сравнени положительного приращени в третьем диапазоне частот при отрицательном значении приращени рудной нагрузки по абсолютной величине , большем корректируемого граничного значени рудной нагрузки. 1 ил. Ј

Description

Изобретение относитс к автоматическому контролю и управлению процессами измельчени в шаровых мельницах и может быть использовано, главным образом, на предпри ти х переработки минерального сырь .

Цель изобретени - повышение точности контрол .

/Мощность, потребл ема мельницей, выражаетс следующим образом:

,6- D2 5- L- v sineгде D - диаметр мельницы; L - длина;

коизжет на ого

сти

вы (1)

Q - центральный угол шаровой загрузки;

Y - степень заполнени шарами;

в - угол поворота шаровой загрузки.

Формула (1) показывает, что дл мельницы с определенными размерами D и L, при данной частоте вращени барабана на величину потребл емой мощности N вли ет только множитель , т.е степень заполнени

мельницы шарами у. При посто нной частоте вращени барабана величину угла в можно с достаточной дл практических целей точностью считать посто нной. Тогда потребл ема мельницей мощность растет с увеличением степени заполнени ее шарами и достиCfc

to

Јь

-Jfeb

гает максимума, когда множитель sirr &максимальный , i.e. когда центральный угол, увеличива сь с увеличением у, достигает 180°, при такой степени заполнени мощность и работа максимальны. При дальнейшем увеличении загрузки (50%) мощность, потребл ема мельницей, уменьшаетс . Общий закон распределени активной мощности мельницы близкий к параболическому с максимумом в точке . При наиболее распространенном покюбельном способе догрузки шаров в мельницу приращени мощности уменьшаютс при приближении степени загрузки у к оптимальной.

Приращени мощности в результате изменени рудной загрузки естественным обра- ;ом в 3-10 раз меньше, чем приращени мощности в результате покюбельной догрузки шаров. На этом различии приращени мощности, а также на влении приращени мощности в пусковой период, превышающей в свою очередь возможные реакции системы на дрчгие возмущени не менее чем в п ть- дес ть раз, основана используема в способе сииема селекции по положительному при- ращс-мию сигнала мощности.

V жое отрицательное приращение мощ- носги (.иидет ельствуетоб аварийном техноло- iнческом состо нии мельницы, что означает мельницы рудой до такой степени, что работа шаров (см. формулу 1) прекраща- 01с ; малыЬ отрицательные значени приращени характеризуют уменьшение текущей нагрузки на мельницу.

В пор док осуществлени способа заложена также закономерность, что при шаровой нагрузке в мельнице, отличающейс от оптимальной , реакци системы на изменени рудной загрузки более значительна и пр мым образом св зана с величиной отклонени шаровой загр хи or оптимальной.

Перед сетекцней приращени сигнала мощности, истребл емой приводом, необходимо усреднение сигнала за оборот мельницы , так как, с одной стороны, это необходимо дл сглаживани высокочастотных возмущений мощности за счет механических повреждений участков подшипниковых опор, локальных нарушений симметричности футеровки в мельнице и дефектов в механической переда- 11, с другой стороны, период оборота мельницы Т - несколько секунд - достаточное вреи дл нейтрализации высокочастотных возмущении по загрузке мельницы минеральным сырьем

В счособе осуществл етс суммирование сигналов мощности, потребл емой приводом, а также мощности, затрачиваемой на изменение рудной загрузки, вычисление их отношени , что позвол ет более правильно определ ть полезную работу мельницы (не за счет работы по перемещению шаров в мельнице , а путем учета работы на измельчение минерального сырь ).

Предлагаемый способ характеризуетс также положительностью приращени мощности при выходе из аварийного технологически состо ни (перегруз рудой), при этом

возможно искажение фиксируемых значений шаровой и рудной загрузки мельницы. Во избежание указанного нежелательного эффекта предусмотрен запрет индикации у, у при перегрузе мельницы на период Тз,

Q устанавливаемый экспериментально; кроме того, сн тие запрета индикации происходит только при ограниченном «1Кз) отрицательном приращении мощности, что обеспечивает надежность и точность функционировани системы.

5 Способ реализуетс с помощью устройства , которое включает в себ измерительный преобразователь 1 мощности, подключенный через вторичные обмотки трансформаторов тока и напр жени к сети электропитани

Q мельницы; преобразователь напр жени - код, состо щий из блока 2 нормализации, аналого-цифрового преобразовате 3 и блока 4 гальванической разв зки, контроллер 5, пульт 6 оператора и таймер 7. Через внешний интерфейс контроллер 5 имеет вза имо5 св зь с блоком 8 пам ти.

В непрерывном режиме измерительный преобразователь 1 мощности преобразует мощность потребл емой приводом мельницы в электрический сигнал 0--5 цА, который одновременно подают на два входа модул

° ПНК, где производ т нормализацию сигнала (преобразование ток - напр жение), аналого-цифровое преобразование нормализованного сигнала и гальваническую разв зку преобразованного сигнала от внутренних электрических цепей.

В режиме синхронной выборки с запуском от таймера 7 контроллер 5 обеспечивает пересылку данных с регистра данных блока 2 в два заданных массива пам ти бло- ка 8 - в режиме пр мого доступа в пам ть.

0 При этом контроллер 5 в режимном прерывании от таймера 7 попеременно в соответствии с программой,записанной в блок 8 пам ти , производит следующие операции:

усреднение накопленных замечаний по

5 времени 1, равном периоду оборота мельницы (период обращени контроллера к массиву обеспечиваетс таймером), с запоминанием на один цикл усреднени предыдущего значени ;

вычисление приращени ,i-М„

0 т.е. разницы между текущим усредненным сигналом мощности и аналогичным предыдущим;

последовательное сравнение полученного приращени с заданным диапазонами |А1Жз (где Ki-Кз - коррек5 тируемы), при этом, если , контроллер 5 дает команду на светодиодную индикацию «Ав.м. - аварийный механический режим в пульте оператора;

5

если K,, контроллер 5 производит определение отклонени текущего Д от оптимального ДОЛт , устанавливаемого экспериментально , т.е. -Д и дает команду на перевод полученного значени в регистр данных пульта оператора дл многоэлементной цифровой индикации; одновременно при вс ком изменении п, отличном от нул , контроллер дает команду на коррекцию Кь Кг, Кз, а также подлежащих фиксации значений рудного заполнени ур пр мо пропорционально полученному п (что св зано с неоднозначностью реакции системы при различном шаровом заполнении). Без обновлени п в режиме нормального функционировани из- мельчительного агрегата (без догрузки шаров ) увеличение п за счет износа шаровой загрузки рассчитываетс контроллером по закону:

п,по- ett,

где R - коэффициент цикла опроса (1/с). Периодичность опроса (ti, t2, t3 ....) определ етс установкой таймера 7. Полученные значени п, посто нно фиксируютс в виде многоэлементной цифровой индикации;

если К), контроллер 5 производит вычисление рудной загрузки мельницы ур по формуле п,- Д, где m - настроечный коэффициент. Полученные значени направл ютс контроллером в регистр данных пульта оператора дл многоэлементной цифровой индикации и одновременно в блок 8 пам ти дл накоплени и последующего суммировани по Т при команде с таймера 7 (Т - врем , достаточное дл технолого-эко- номической оценки работы измельчитель- ного агрегата, например смена - 8ч);

если Д меньше нул , но по абсолютной величине больше Кз, контроллер 5 дает команду на светодиодную индикацию сигнала «АВ, Т - аварийный технологический режим в модуле б, одновременно контроллер 5 дает команду на запрет индикации yf, yn на врем Тз, что осуществл етс таймером 7. Врем Тз устанавливаетс экспериментально при отладке системы;

если , контроллер 5 дает команду на сн тие запрета индикации у уп, одновременно посыла сигнал по каналу вычислени Y (см. п. 5 описани программы действи ).

Втора часть программы направлена на определение коэффициента полезной работы мельницы и включает оперирование с вторым исходным массивом данных, а также с массивом данных суммировани по Т откорректированных сигналов YO:

по разрешаемому сигналу от таймера 7 контроллер 5 производит суммирование накопленных во втором исходном массиве данных мощности,, потребл емой мельницей М„ по времени Т (аналогичном периоду Т суммировани Y/);

поскольку Y суммируютс в усредненном по Tjg виде, а М„ в пр мом, соответствующем тактовой частоте таймера 7, контроллер 5 производит синхронизацию полученных сумм по общему времени, приравненному к времени расчета -Ур, путем отсекани последующих текущих значений М„ в следующий цикл накоплени ;

после синхронизации полученных сумм контроллер 5 производит вычисление выражени )- К и направл ет полученное значение в регистр данных модул ПО дл многоэлементной цифровой индикации (К - настроечный коэффициент, пропорциональный КПД привода и двигател мель- ницы).

Начальные коэффициенты границ диапазонов селекции Ki, K2, Кз, коэффициент оптимального шарового заполнени Д, коэффициент цикла опроса R, настроечные коэффициенты т, К определ ютс в период наладки и эксплуатации системы.

Работа системы в режиме программного прерывани от таймера позвол ет организовать контроль параметров заполнени мельницы на одном контроллере, что упро- 5 щает и удешевл ет систему.

Способ позвол ет повысить точность контрол загрузки шаровой мельницы не менее чем на 30%, а также расширить область применени способа

0

за

Claims

Формула изобретени

0

Способ контрол загрузки шаровой мельницы , включающий измерение сигнала мощности , потребл емой двигателем, с последующим сглаживанием и селектированием сигна5 ла и оценку шаровой и рудной загрузки, отличающийс тем, что, с целью повышени точности контрол , оценивают аварийные, механические, пусковые и технологические нагрузки, устанавливают экспериментальную экспоненциальную зависимость убывани массы шаров в мельнице за счет их износа и вычисл ют необходимое приращение шаровой загрузки до установленной экспериментально оптимальной, сглаживание сигнала мощности производ т на интервале времени,

5 равном периоду оборота мельницы, а селек- тирование ведут путем последовательного сравнени положительного приращени те- кущего значени усредненного сигнала мощности к предыдущему усредненному с трем заданными сопредельными диапазонами час0 тот с корректируемыми границами, причем оценку аварийных, механических и пусковых нагрузок мельницы осуществл ют по результату сравнени положительного приращени в первом диапазоне частот, оценку степени шаровой загрузки производ т по результату

сравнени положительного приращени во втором диапазоне частот, оценку степени рудной загрузки осуществл ют по результату сравнени положительного приращени в

7

8

третьем диапазоне частот при отрицательном значении приращени рудной нагрузки по абсолютной величине, меньшем корректируемого граничного значени рудной нагрузки , оценку аварийных технологических нагрузок производ т по результату сравнени положительного приращени в третьем диапазоне частот при отрицательном значении приращени рудной нагрузки по абсолютной величине, большем корректирующего граничного значени рудной нагрузки, вычисw

Внутренний интерфейс

Внешний интерфейс

ление необходимого приращени шаровой нагрузки до устанавливаемой экспериментально оптимальной осуществл ют в зависимости от установленных экспериментально экспоненциальных зависимостей убывани массы шаров в мельнице за счет их износа, а коррекцию граничных значений диапазонов селектировани и сигналов рудной нагрузки осуществл ют пр мо пропорционально вычисленному приращению шаровой загрузки .

А

(

f