SU933111A1 - Способ оптимального управлени заполнением мельниц измельчаемым материалом и измельчающей средой - Google Patents

Description

Изобретение относится к области автоматического контроля и регулирования процесса измельчения сырья в барабанных мельницах и может быть использовано в цветной и черной металлургии при обогащении полезных ископаемых, а также в промышленности строительных материалов и других отраслях народного хозяйства.

Известен способ оптимального управления внутримельничным заполнением, в котором регулирование измельчающей среды (шаров) и измельчаемого материала (пульпы ) в объеме барабана мельницы основано на измерении косвенного параметра - потребляемой электродвигателем мельницы мощности [1].

Однако этому способу присущ недостаток - малая точность регулирования и, как следствие, большие потери производительности по готовому продукту.

Обусловлено это практической невозможностью выделения из общего сигнала мощности достоверной раздель-¹ ной информации о заполнении мельницы измельчаемым материалом и измельчаю⁵ щей. средой, поскольку мощность зависит не только от весового количества пульпы и шаров, находящихся в мельнице, но и от большого числа других переменных факторов, таких, например, как физико-механические характеристики исходной руды, плотности и вязкости пульпы, износа футеровки.

Наиболее близок по технической ^,5 сущности к изобретению способ оптимального управления заполнением мельниц измельчаемым материалом и измельчающей средой, преимущественно шарами, включающий измерение и поддержание экстремального значения потребляемой двигателем мощности путем подачи шаров и измерения веса мельницы.

Применение в способе дополнительно такого параметра, как вес мельницы, безусловно следует отнести к достоинствам этого способа, поскольку это позволяет получить более надежную информацию о внутримельничном заполнении в сравнении с известными способами. Однако и данному способу присущи следующие недостатки.

Во-первых, предложенный в прототипе способ управления работой мельниц мокрого самоизмельчения относится к тому редко встречаемому в практике случаю, когда в исходном питании и в объеме барабана мельницы выдерживается строго определенное соотношение между крупными классами измельчающей средой и мелкими классами - измельчаемым материалом.

Только при таких условиях задача оптимального управления внутримельничным заполнением существенно упрощается и может быть решена путем применения предложенного в прототипе способа, состоящего в том, что измеряют и сравнивают сигналы приращения мощности и веса материала и по результату сравнения измеряют производительность питателя мельницы таким образом, чтобы потребляемая двигателем мощность поддерживал at ь на г экстремальном значении.

В тех же наиболее часто встречаемых в практике случаях, когда гранулометрические характеристики распределения крупных и мелких классов в исходном питании и в объеме барабана мельницы не совпадают, управление внутримельничным заполнением данным способом не обеспечивает требуемой точности регулирования и, как следствие, приводит к значительным потерям производительности.

Действительно из изложенного следует, что при этом возникает еще дополнительная задача регулирования оптимального соотношения в объеме барабана мельницы между мелющими и измельчаемыми классами, которая не может быть решена, поскольку имеющимися в прототипе средствами требуемая для этого информация не может быть получена.

Во-вторых, данный способ не обеспечивает требуемой точности и при стандартных способах измельчения, например, шаровом, учитывая’ их специфику. Последняя состоит в том, что расход измельчающей среды на два-три порядка меньше расхода измельчаемого материала, в связи 5 с чем наиболее целесообразной оказывается непрерывная подача измельчаемого материала - исходного питания мельницы и периодическая (порционная) подгрузка измельчающей среды 10 шаров.

Целью изобретения является повышение точности регулирования производительности.

Это достигается тем, что в спосо15 бе оптимального управления заполнением мельниц измельчаемым материалом и измельчающей средой, преимущественно шарами, включающем измерение и поддержание экстремального значения 20 потребляемой двигателем мощности путем подачи шаров и измерение веса I мельницы.дополнительно между циклами подачи шаров стабилизируют вес измельчаемого материала в мельнице путем воз25 действия на производительность по исходному питанию и одновременно корректируют задание системе стабилизации веса измельчаемого материала по фактическому износу шаров и футеров30 ки, а в период подачи шаров отключает работу системы стабилизации веса измельчаемого материала и поддерживают исходное питание в мельницу постоянным и равным значению _Js в момент начала подгрузки шаров, причем задания системе стабилизации веса измельчаемого материала устанавливают после каждого цикла окончания подачи шаров в точке, со40 ответствующей максимальной скорости изменения веса измельчаемого материала в мельнице.

На чертеже представлена блок-схема системы управления, реализую45 щей способ. ·

Она содержит мельницу 1, двигатель 2 мельницы, блок 3 управления, датчик 4 давления веса мельницы, вторичный 'прибор 5, регулятор 6, датчик ₅₀ 7 мощности, вторичный прибор 8, экстремальный регулятор 9, бункер 10 для шаров, дозатор 11, бункер 12 для руды, датчик 13 веса руды, питатель 14 руды, вторичный прибор 15, регулятор 16, классифицирующее устройство 17.

Работа системы происходит следующим образом.

ЭВ установившемся режиме, соответствующем плановой переработке по исходной руде, блок 3 управления, анализирующий информацию, поступающую с датчиков 4 и 7 давления и мощности, разрешает работу контура оптимизации шарового заполнения мельницы 1. В результате поступления от блока 3 управления команды на экстремальный регулятор 9 начинается подача в мельницу 1 дозатором II из бункера 10 шаров. Подача шаров будет происходить до тех пор, пока мощность двигателя 2, измеряемая датчиком 7 и регистрируемая вторичным прибором 8, сначала увеличивается, а затем, перейдя через максимум, уменьшится на величину зоны' нечувствительности регулятора 9, после чего подача шаров в.мельницу 1 прекратится, т.е. дозатор 11 остановится.·

В момент окончания подачи шаров блок 3 управления выдаст команду на регулятор 16, который, воздействуя на питатель 14 руды, нанесет возмущение по исходной руде типа прямоугольного импульса положительной, а затем отрицательной полярности. Одновременно в блоке 3 управления путем обработки информации с датчика 4 анализируется кривая переходного процесса и определяется точка, где скорость изменения давления будет максимальной. После определения блоком 3 этой точки запомненное значение величины давления вводится в регулятор 6 в качестве задания системе стабилизации давления или, что одно и то же, системе стабилизации веса материала в мельнице. При этом регулятор 6, воздействуя на питатель 14 руды, поддерживает запас материала в мельнице на заданном значении, а с помощью блока 3 осуществляется коррекция задания системе стабилизации веса материала с учетом износа шаров и футеровки за время между двумя очередными подгрузками шаров в мельницу, т.е. пока не работает система оптимизации заполнения мельницы шарами.

Легко видеть, что очередное включение системы оптимизации шарового заполнения ( которое произойдет после окончания принудительной паузы, как только потребляемая мощность уменьшится на величину зоны нечувствительности регулятора) внесет :

1111 6 нарушение в работу системы стабилизации веса материала в мельнице, поскольку^подача шаров в мельницу воспримется , последней ( системой 5 стабилизации) как увеличение запаса материала в мельнице, в результате чего будет уменьшено количество исходной руды, подаваемой в мельницу. Чтобы этого не произошло, уп0 равняющим блоком 3 в момент включения в работу системы оптимизации шарового заполнения запомнится соответствующее значение производительности по исходной руде, которое 5 будет установлено в качестве задания регулятору 16. Последний будет стабилизировать исходное питание по руде в течение времени подачи шаров в мельницу. Затем, после !0 окончания подачи шаров, блок 3 управления выдает команду на регулятор 16 о нанесении на объект возмущения типа прямоугольного импульса, т.е. начнется новый цикл 5 работы системы*управления внутримельничным заполнением.

Отсюда следует, что система управления внутримельничным заполнением, 'включающая три самостоятельных ₀ контура, два контура управления заполнением мельницы шарами и измельчаемым материалом и один контур стабилизации исходного питания, действительно осуществляет оптимальное управление заполнением мельницы измельчаемым материалом и измельчающей средой<>

Claims (2)

1. (5) СПОСОБ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗАПОЛНЕНИЕМ МЕЛЬНИЦ ИЗМЕЛЬЧАЕШМ Изобретение относитс  к области автоматического контрол  и регулировани  процесса измельчени  сырь  барабанных мельницах и может быть использовано в цветной и черной металлургии при обогащении полезных и копаемых, а также в промышленности строительных материалов и других от расл х народного хоз йства. Известен способ оптимального управлени  внутримельничным заполнени ем, в котором регулирование измельчающей среды (шаров) и измельчаемог материала ( пульпы ) в объеме барабан мельницы основано на измерении косвенного параметра - потребл емой электродвигателем мельницы мосцности 1. Однако этому способу присущ недо таток - мала  точность регулировани и, как следствие, большие потери производительности по готовому продукту . МАТЕРИАЛОМ И ИЗМЕЛЬЧАЮЩЕЙ СРЕДОЙ Обусловлено это практической невозможностью выделени  из общего сигнала мощности достоверной раздельной информации о заполнении мельницы измельчаемым материалом и измельчающей , средой, поскольку мощность зависит не только от весового количества пульпы и шаров, наход счихс  в мельнице, но и от большого числа других переменных факторов, таких, например, как физико-механические характеристики исходной руды, плотности и в зкости пульпы, износа футеровки . Наиболее близок по технической сущности к изобретению способ оптимального управлени  заполнением мельниц измельчаемым материалом и измельчающей средой, преиму11ественно шарами, включающий измерение и поддержание экстремального значени  по требл емой двигателем мои1ности путем подачи шаров и измерени  веса мельницы . 3. Применение в способе дополнитель но такого параметра, как вес мельницы , безусловно следует отнести к достоинствам этого способа, посколь ку это позвол ет получить более надежную информацию о внутримельнично заполнении в сравнении с известными способами. Однако и данному способу присущи следукхцие недостатки. Во-первых, предложенный в прототипе способ управлени  работой мель ниц мокрого самоизмельчени  относит с  к тому редко встречаемому в прак тике случаю, когда в исходном питании и в объеме барабана мельницы выдерживаетс  строго определенное соотношение между крупными классами измельчающей средой и мелкими класс ми - измельчаемым материалом. Только при таких услови х задача оптимального управлени  .внутримельничным заполнением существенно упрощаетс  и может быть решена путем применени  предложенного в прототип способа, состо щего в том, что изме р ют и сравнивают сигналы приращени  мощности и веса материала и по результату сравнени  измер ют произ водительность питател  мельницы таким образом, чтобы потребл ема  дви гателем мощность поддерживалafcb на экстремальном знамении. В тех же наиболее часто встречае мых в практике случа х, когда гранулометрические характеристики распределени  крупных и мелких классов в исходном питании и в объеме барабана мельницы не совпадают, управление внутримельничным заполнением данным способом не обеспечивает требуемой точности регулировани  и, как следствие, приводит к значительным потер м производительности . Действительно из изложенного следует, что при этом возникает еще дополнительна  задача регулировани  оптимального соотношени  Р объеме барабана мельницы между мелющими и измельчаемыми классами, котора  не может быть решена, поскольку имеющимис  в прототипе средствами требуема  дл  этого информаци  не может быть получена. Во-вторых, данный способ не обеспечивает требуемой точности и при стандартных способах измельчени , например, шаровом, учитыва  14 ИХ специфику. Последн   состоит в том, что расход измельчающей среды на два-три пор дка меньше расхода измельчаемого материала, в св зи с чем наиболее целесообразной оказываетс  непрерывна  подача измельчаемого материала - исходного питани  мельницы и периодическа  (порционна ) подгрузка измельчающей среды шаров . Целью изобретени   вл етс  повышение точности регулировани  производительности . Это достигаетс  тем, что в способе оптимального управлени  заполнением мельниц измельчаемым материалом и измельчающей средой, преимущественно шарами, включающем измерение и поддержание экстремального значени  потребл емой двигателем мощности путем подачи шаров и измерение веса мельницы,дополнительно между циклами подачи шаров стабилизируют вес измельчаемого материала в мельнице путем воздействи  на производительность по исходному питанию и одновременно корректируют задание системе стабилизации веса измельчаемого материала по фактическому износу шаров и футеровки , а в период подачи шаров отключает работу системы стабилизации веса измельчаемого материала и поддерживают исходное питание в мельницу посто нным и равным значению в момент начала подгрузки шаров, примем задани  системе стабилизации веса измельчаемого материала устанавливают после каждого цикла окончани  подачи шаров в точке, соответствующей максимальной скорости изменени  веса измельчаемого материала в мельнице. На чертеже представлена блок-схема системы управлени , реализующей способ. Она содержит мельницу 1, двигатель 2 мельницы, блок 3 управлени , датчик k давлени  веса мельницы, вторичный прибор 5, регул тор 6, датчик 7 мощности, вторичный прибор 8, экстремальный регул тор 9, бункер 10 дл  шаров, дозатор 11, бункер 12 дл  руды, датчик 13 веса руды, питатель Т руды, вторичный прибор 15, регул тор 16, классифицирующее устройство 17. Работа системы происходит следующим образом. 5 В установившемс  режиме, соответ ствующем плановой переработке по исходной руде, блок 3 управлени , анализирующий информацию, поступающую с датчиков 4 и 7 давлени  и мощности, разрешает работу контура оптимизации шарового заполнени  мельницы 1. В результате поступлени  от блока 3 управлени  команды на экстремальный регул тор 9 начинаетс  подача в мельницу 1 дозатором К из бункера 10 шаров. Подача шаров будет происходить до тех пор пока мо1чность двигател  2, измер ема  датчиком 7 и регистрируема  вторичным прибором 8, сначала увели чиваетс , а затем, перейд  через максимум, уменьшитс  на величину зоны нечувствительности регул тора после чего подача шаров в.мельницу 1 прекратитс , т.е. дозатор.П остановитс . В момент окончани  подачи шаров блок 3 управлени  выдаст команду на регул тор 16, который, воздейству  на питатель Т руды, нанесет во мущение по исходной руде типа пр моугольного импульса положительной, а затем отрицательной пол рности. Одновременно в блоке 3 управлени  путем обработки информации с датчик k анализируетс  крива  переходного процесса и определ етс  точка, где скорость изменени  давлени  будет максимальной. После определени  блоком 3 этой точки запомненное зна чение величины давлени  вводитс  в регул тор 6 в качестве задани  системе стабилизации давлени  или, что одно и то же, системе стабилиза ции веса материала в мельнице. При этом регул тор 6, воздейству  на питатель I руды, поддерживает запа материала в мельнице на заданном значении, а с помощью блока 3 осуществл етс  коррекци  задани  системе стабилизации веса материала с учетом износа шаров и футеровки за врем  между двум  очередными под грузками шаров в мельницу, т.е. пока не работает система оптимизации заполнени  мельницы шарами. Легко видеть, что очередное вклю чение системы оптимизации шарового заполнени  , которое произойдет после окончани  принудительной паузы как только потребл ема  мощность уменьшитс  на величину зоны нечувствительности регул тора ) внесет 1б нарушение в работу системы стабилизации веса материала в мельнице, поскольку подача шаров в мельницу восприметс  , последней ( системой стабилиза1|ии) как увеличение запаса материала в мельнице, в результате чего будет уменьшено количество исходной руды, подаваемой в мельницу. Чтобы этого не произошло, управл ющим блоком 3 в момент включени  в работу системы оптимизации шарового заполнени  запомнитс  соответствую1цее значение производительности по исходной руде, которое будет установлено в качестве задани  регул тору 16. Последний будет стабилизировать исходное питание по руде в течение времени подачи шаров в мельницу. Затем после окончани  подачи шаров, блок 3 управлени  выдает команду на регул тор 16 о нанесении на объект возмущени  типа пр моугольного импульса , т.е. начнетс  новый цикл работы системыуправлени  внутримельничным заполнением. Отсюда следует, что система управлени  внутримельничным заполнением , включающа  три самосто тельных контура, два контура управлени  заполнением мельницы шарами и измельчаемым материалом и один контур стабилизации исходного питани , действительно осуществл ет оптимальное управление заполнением мельницы измельчаемым материалом и измельчающей средой Формула изобретени  Способ оптимального управлени . заполнением мельниц измельчаемым материалом и измельчающей средой, примущественно шарами,включающий измерение и поддержание экстремального значени  потребл емой двигателем мощности путем подачи шаров и измерение веса мельницы ,отли чающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  и производительности, дополнительно между циклами подачи шаров стабилизируют вес измельчаемого материала в мельнице путем воздействи  на производительность по исходному питанию и одновременно корректируют задание системе стабилизации веса измельчаемого материала по фактическому износу шаров и футеровки, а в период подачи шаров отключают работу cиcтe стабилизации веса измельчаемого материала и поддерживают исходное питание в мельницу посто нным и

   79331

   равным значению в момент начала подачи шарой, причем задание системе стабилизации веса измельчаемого материала устанавливают после каждого цикла окончани  подачи шаров в точке, 5 соответствующей максимальной скорости изменени  веса и измельчаемого материала в мельнице, 1

   118

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1 . Авторское свидетельство СС-СР № 66047, кл. В 02 С 25/00, 197.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № А08660, кл. В 02 С 25/00, }Э7 (прототип).