TW302300B - - Google Patents

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經濟部中夬輮率局贝工消费合作社印装 3ΰ23〇〇 〇7 ___D7_^_ 五 ' 創作説明（） 本發明蓮涉及該控制程序的應用。 (1 )技術發展現狀： 本發明適用於閉路乾式研磨設備之控制程序·特別適 用於内含一台製造水泥用旋轉式球磨機的研磨設備之控制 程序。在這類設備中*研磨機的功率日益增大•其中有些 設備的功率已超過8000kw。蓮行這種研磨機所要求的設備 投資很大，能源費用也很高。為了獾得高效費比•對設備 提出了如下要求：①生産的産品具有高質量；②最大流置 :③最小電力消耗；④最少維護要求。 對於現代化研磨設備來說，人們已經會以最佳效费比 投資是一種性能優異的控制裝置。該控制裝置可以調節成 品的研磨細度•因此可減小平均加工質量與要求質量之間 的安全限界 而減小這種限界，會增大設.備的加工能力。 流覺增加百分之幾，會大量的節省生産費用和增大投資償 邇。 現代化閉路乾式研磨設備主要包括一台原料進給配料 裝置、一台研磨機、一台可辋速度動態分離器、一台把研 磨機已研磨製品送往動態分離器的輸送裝置（通常包括一 台升降機）· 一台把粗粒製品（從分離器分選出來的尺寸 過大顆粒）送回研磨機的输送裝置·一台蓮送加工成品的 輸送裝置。 為了避免散發粉塵和冷卻設備·研磨機還裝有通風裝 置。 動態分離器的工作運行是旋轉分配板、分S裝置和通 .(餚先聞讀背面之注$項再填p本頁) •裝. 線 尤 010X297 公笋） 302300 C7 D7 五、創作说明（） 遇分離器的通風氣流共同作用的結果。 分離器内的通風氣流可由分離器内裝或外置吸風機産 出。 當分離器配有内裝風機時，空氣的分離和研磨成品的 分選會在分麒器内部完成。 當風機置於分離器外部時•空氣的分離和研磨成品的 分選在一捆或多個外罝旋風器和/或一餹袋内除塵裝置中 進行•外置風檐分離器的效率較高，而且可以較好冷卻已 處理産品。目前•現代化研磨設備一般都配備這種類型的 分離器。 某些配備内裝風分離器的研磨設備還裝有一台輔肋外 置風機，用於冷卻整個加工条統，但是•它的效率低，新 的研磨設備不再採用這種方案。 應當提出的是'研磨設備在加工過程中會受到許多干 擾因素的影鬱•其中包括： ① 加工産品（原材料）的研磨性差異； ② 虧料，如暸料進給不足； ③ 輸送回路干擾（物流過諶阻塞）； ④ 機械故障； ⑤ 研磨檐内的被研磨物裝置變化不定·逭會改變研磨 機研磨能力；等等。 研磨設備内的任何干g因素或不穩定性會引起最終産 品霣量和研磨榱産置波動•造成一定數量産品降级和使生 産受損失。 太扒茫尺度逆用中匿r家槔生（CMS > 格（2〗OX297公笋） '7 (讀先K讀背面之注意事項 ί .n n ϋ 7再本頁) 訂 經濟部中*梯隼局負工消费合作社印*. 302300 c7 __D7_ 五、創作税明（） 為了消除或減少這些干擾因素*必須盡可能有效地控 制研磨設備。 研磨設備控制方法的主要目標是要確保最终産品質量 具有最佳一致性。這裡所指産品質量主要取決於兩方面因 素：其一是産品的化學成分•必須由正確的組分配料保證 ;其二是最終産品的細度•瘡取決於動態分離器的效能。 連續測量最终産品的細度是一種不可取的方法。因為 用於這種測量的儀器通常不可靠或者不能經濟地進行足夠 精確的測量。 實際上•從一台保養良好的分離器分離出來的最終産 品細度取決於通過分離器的空氣流量•進入分離器的製品 數量和細度•以及分離器的旋轉速度。 當分離器的風機為外置時•可以測定分離器的空氣流 -量*對其控制也較容易。分離器的轉速也易於測定和控制。 控制進入分皤器的己研磨材料數量和/或細度比較複 雜。實際上，研磨回路中所産生的任何干擾都會改變進入 分離器的材料數量和/或細度•進而改變從分離器分離出 來的最終産品數量和/或細度以及尺寸過大研磨物的數置 和/或細度。這會引起干擾因素的連鎖循環反應。 為了査明干擾因素•可以測定從分離器分離出來的尺 寸過大研磨物的流量•分離器進料升降機的功率消耗（這 可以估算進入分離器的已研磨材料流量）•最終産品流鼉 和研磨機研磨室發出的噪音。 己採取很多策輅來控制分離器的進料，具體的方法有： ^紙張尺度適用中困國家#窣{ CMS > A4«l格（210X297公嫠) 3 (讀先W讀背面之注意事項再填ΐ •裝· " 線 經濟部中央梂年局貝工消费合作社印m 3G2300 C7 D7 t 五、創作説明（） 0)通過控制原料的進给流量，保持從分離器分離出來 的尺寸過大研磨物流量和原料進給流之和恒定。 11 ϋΒν ϋ— ί ·ϋ« ^^1'*1/ ι_^ * (餚先閲讀背面之注$項再填{一本買 ¢)通過控制原料進給·保持尺寸過大研磨物恒定。 (3) 通過控制分離器的轉速，保持尺寸過大研磨物恒定。 (4) 通過控制原料進給*保持升降機功率消耗恒定。 (有時利用研磨機研磨室發出的矂音預計升降機功 率變化）。 訂 造些策K可以改進研磨設備的工作穩定性和最終産品 質量的一致性。但是，還是存在著相當大的波動性。在遭 受一次大的干擾之後•研磨設備恢復到平衡狀態所需畤間 仍然較長。採用現有的方法不可能逹到十分理想的優化。 有些干擾因素邇可能引起研磨機進料不足，進而觳重損壞 其内部裝置（篩、隔板、磨球）和減少研磨設備的有效利 用率。 〜 — 線 經濟部中夬標年局貝工消费合作社印家 目前推荐的各種控制方法所存在缺陷是•一磨技術參 數變化會引起其他參數連鎖變化以及在確定某種控制方法 時因考廉不周而造成各參數之間相互影鬱。在排除干擾和 檢測波動之間的延時期間會産生上述情況。 (2 )發明目的： 本發明之主要目的是為閉路乾式研磨設備建議一種控 制程序。本控制程序考慮了研磨設備的主要工作參數的相 互影鬱，並可檢驗排除研磨設備特性波動的措施是苔正確。 詳細地說•本發明所建議的控制程序可逹到下述目的： 在優化最終産品流量的同畤使其質量獲得最大的穩定性； 主托萍尺戌用中ΕΕ家#MMCNS)六4見格（21〇κ29·7公梦> 4 C7 D7 五、創作説明（） 經濟的能源消耗；避免出現犧牲設備壽命和磨損的蓮行條 件；使設備蓮行方便和更加可靠。 (3 )發明的主要恃點： 本發明之控制程序適用於閉路乾式研磨設備。該設備 主要包括一台原料進給配料裝置；一台研磨機；一台可調 速度動態分離器；一台把研磨機製品送往分離器的输送裝 置·稱之為分離器進料；一台把從分離器分離出來的未經 充分研磨的製品*稱之為分離器分離的尺寸過大研磨物· 返回研磨機的輸送裝置；一台蓮送最終産品的輸送裝置； 一個测定從分離器分離的尺寸過大研磨物流量的流蛋表； 一台测定與分離器進料相願的數據的裝置。 本發明之控制程序所具有的特點•是通過下述途徑獲 取的•即： ① 對分離器分離出來的尺寸過大研磨物流量設定一數 值（a) 0 ② 對與分離器進料相賭的數據設定一自動可調數值（b)。 ③ 對分離器轉速設定一參考值（c)。 這樣•借肋一個多變量調節器，通過控制分離器轉速 和原料進給配料•可以同時控制分離器分離的尺寸過大研 磨物流蹵以及與分離器進料相關的數據；這樣•當調節器 使分離器分離的尺寸過大研磨物流量及與分離器進料相願 的數據分別保持在設定值（a)和（b)附近時•分離器的轉 速可以借助一艏計算器定期和參考值（c)比較；這樣•該 計算器可諝節分離器進料相闋數據的設定值（b)，所以可 本紙張尺度速用中國國家標2MCNS)A4«I ( 210X297公釐）5 (餚先»讀背而之注意事項再填寫θν -裝- 線 經濟部中夬梯率局貞工消费合作社印裝 經濟部中央橾率Ϊ-Χ消費合作社印*. C7 _D7_ 五、創作説明（） 通遇下述方式邸當諏節器已建立起尺寸過大研磨物流量的 設定值（a)和分離器進料相關數據的已讕設定值（b)時· 分離器的實際轉速可與參考值（c>保持一致》 按照本發明的第一艟具體化設備中，與分離器進料相 關的數據是分離器的進給流置。 在另一値最佳具體化設備中，已知在平衡蓮行條件下 •尺寸過大研磨物流量舆最終産品流量之和等於分離器進 给流董•所以最终産品流量的設定可直接用來替代分離器 進給流量的設定。實際中，分離器的進料通常是由升降機 _送入的。而用這種升降機輸送的研磨物流量很難估計得+ 分精確。如果要對進出升降機的研磨物稱重•通常需要增 加該研磨設備廠房的高度。道需要很大的投資。相反•测 定最終産品流量的流置表卻很容易安裝。 本發明之控制程序待別適用於用球磨機研磨水泥。每 一種質量的水泥都有不同成分配比（如水泥熔碴（Pi)、礦 渣（P2)、石賣（p3))和細度。造些對於製造廠商是已知的 。按照以往的觀點，對於一種已知質Μ的水泥如含水泥熔 碴（pl)、礦渣（Ρ2)、石膏（ρ3)，先求出研磨機産量和最终 産品粒度分布（細度）最佳時的分離器分離的尺寸過大研 磨物的流量（a)。應用已獲得的尺寸過大研磨物流量值（a) •求出獲得要求細度時的分離器參考轉速（c)。再按以往 的方法•使研磨設備的生産能力逹到接近於（b)的流Μ · 求出此時與分離器進料相關的數據（研磨設備原料進給流 量等於（b)時，本案中與分離器進料相醑的數據即為最終

本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS >A4说格（210X297公* ) Q .(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 鍰濟部中夬梯準扃貝工消费合作社印装 302300 g 五、發明说明（） 産品的流量）。 已知，對研磨回路的任何干擾都會影響進入分離器的 研磨物數量和/或細度。這進而會改變最終産品和從分離 器分離的尺寸過大研磨物的數量和/或細度，所以它會引 起干擾因素的連鎖循環反應。 本發明之控制程序是建立在監测基礎上的。對於一個 初生的干擾因素，早期的可靠澜量表現是與分離器進料相 蘭的數嫌和尺寸過大研磨物流量的變化。因此，為了保持 加工的穩定性，本發明之控制程序可以同時控制舆分離器 進料相關的數據和尺寸過大研磨物的流量-。為達此目的· 採用一台多變量調節器控制分離器轉速和原料進給流置。 這意味著分離器轉速會瞬時鵠離參考值（C) *原料進給流 量會偏離最終産品流董設定值（b)(在本案中•舆分離器 進料相關的數據為最终産品流量）。但是，如果研磨設備 的加工能力長時間未鶄離歷史加工定額，多變量調節器將 取用一値非常接近參考值（C)的分離器轉速•迅速重建設 定值（a)和（b)。在平衡狀態下，原料進給流量再次等於 (b)。下面列舉的示例将表明本控制程序的效能。 在本案中，如果研磨設備的加工能力長時間逹不到歷 史水平4進給的原料研磨性改變。研磨機磨球載董因磨 損而減少等因素所致一麽•在多變量諏節器重k設定值 (a)和（b)時以及在研磨設備處於平衡時·分離器的轉速 不再等於參考值（c)。當諏節器使尺寸過大研磨物的流董 本纸張尺度逋用中國«家揉率（CNS 规格（210X297公釐> 83.3.10,000 ---------寒-----訂*I — L---炙I (請先时讀背面之注f項再球寫本買) B7 季適费含糌杜<|»*.

五、發明说明（） 及與分離器進料相鼷的數雒分別保持在設定值（a)和（b) 附近時•計算器定期將分.離器的實際轉速與參考值（c)比 較》如果分離器的實際轉速偏離參考值（C) •計算器諏整 設定值（b) •使分離器的實暸轉速回到參考值（C)。本控 制方法的這種方式適用於研磨設備加工能力的任何長時間 變化的調控。 在一台最佳具體化設備中•多變置調節器是控照一値 數學處理模型建造的。該模型建立了作為控制參數的原料 li給流量u和分離器轉數與作為被控置的尺寸過大研磨 物流量Y和最終産品流量Υ·Ρ (選定為與分離器進料相關的 數據）之間的關係。該楔型可由下列方程式条統來表示： dy* tu -- + Yf 3 dt dyf du tu - + y* — dt dt dy: t,! - + yr - dt dy* ^22 + 3Tr * ^a2U* dt 式中，參數t „、t 和是本控制程序的時間常數 。根據這些方程式可以決定利用本控制方法使研磨設備受 干擾後回復到穩定狀態的所需時間。 參數、k u、和h是本控制程序的增益條數。該傜 數表示輸出變量惑Y& )和輸入變置OJa或Us )的穩定 表紙》Aj复遢两中國囊家鏢攀（CNS }入4規庸（2丨0X 297公釐> SJ. 3.10,000 B (請先H讀背面之注$項再填寫本霣) •裝· 訂 (1) (2) (3) (4) -線 B7 纛濟部中鮝着舉屬通Xf套t歡*» 五、發明说明（> 值之比。 在上述最佳具體化設備中•多變置調節器為線性二次 調節器。它的控制可使二次方程式成本判據逹到最小值， 建立起它舆内部狀態的關係。 雖然》本發明之控制程序主要適用於配有外置風機离 效分離器的研磨設備。但是•如果分離器中驅動分配板/ 分選裝置組件的裝置是和®風機分離的*而且第一轉速可 調，那麽，本控制方法也可用於内裝風機分離器（有或無 額外通風）的研磨設備。 當分離器具有外置風機時•本控制程序可採用全開式 空氣回路。在該回路中•進入分離器的任何空氣通過除塵 裝置和風機的下游通氣道排出；本控制程序也可採用部分 或全閉式空氣回路。在該回路中，進入分離器的部份或全 部空氣在流過一個或多個旋風器後再循環使用，吸入分離 器的某些空氣可能來自研磨機或者是輔肋設備（升降機· 通風道等）。 有利的是*使用本發明之控制程序畤*通過分離器的 空氣流置可以控制。但是•在毋襦控制空氣流量的情況下 •待別是空氣在外置風機分離器内循環或分離器具有内裝 風機時•該控制程序也可使用。 本發明之控制程序最好用於配有球磨檐的水泥研磨設 備。但是•它也可用於其他類型的研磨機如壓力研磨機及 水泥以外的其他材料。 本發明之控制程序通遇穩定分離器的進給流置和分離 {请先聞讀背面之注項再填寫本霣) -装. 订 ( ♦•纸灌又j!邃Λ t國國家鏢♦ ( CNS 格（210XM7公t > 13.1.10,000 9 302300 B7 蠊砉却中夬蠓季屬貫工瀋费含作社， 五、發明说明（） -分離的尺寸過大研磨物流駑•可拥節分離器的運轉•進 與調節最終産品的細度。因此*它可提离産品質*。 分離器進料柑關數據的設定值（b)的自動辋節，可保 持原料進给流量盡可能接近研磨設備的最大加工能力*從 而獲得最大加工流量。 由於細度經過嚴格控制，流置逹到最大•所以電力消 耗為最小。 研磨機中的原料循環裝機置*在蘧擇上要確保研磨機 有足夠的進给置♦以避免其内部裝備損壊。由於這種裝機 量可以瑕格控制•故可減少其維修。 (4)圔示與编號説明： 圖1像水泥製造使用的球磨機示意圖·它適於採用本 發明之控制程序。 圖2像本發明之控制程序所使用的多變悬諏節器和計 算器的完整方框麗。 圖3係由3a、3b、3c和3d示出類似圖1球磨機並裝有 實施本控制程序之調節器的研磨設備的尺寸過大 研磨物流量（3b) *最終産品（3c)和分離器轉速（3d) 随原料進給流量（3a)之誘發變化而變化的函數曲 線。 •/圃4傜由4a、4b、4c和4d示出了類似圓1球磨機並裝 有實施本控制程序之諏節器的研磨設備的原料進 給流量（4a)，尺寸過大研磨物流量（4b)和最终産 品流量（4c)随分離器轉速（4d)之誘發變化而變化 (請δ讀背面之注$項再4寫本買) 裝. 订 線 本纸濠尺度邃肩t·鬮家鏢準（CNS ) ( 210X»7公着} S3.3.10.000 0 B7 經濟部t失*季f工消费合作狂_» 五、發明说明（> 的函數曲線。 圖5示出了本發明之控制程序的數學棋型圏示說明。 本說明中，豳5a〜5d分別對圖3中原料進铪流量 的誘發變化（圖5a和5c)和圃4中分離器轉速的 誘發變化（圖5c和5d)所引起的尺寸過大研磨物 流量和最终産品流量變化的經驗數據同模型預測 數據進行了比較。 圖6中的上兩圃（6b和6c)對實施本控制程序而裝備 了多變量調節器之研磨設備的尺寸過大研磨物流 量和最终産品流量的設定值同測量數據進行了比 較；下兩圖（6d和6a)傺為分離器轉速和原料進 給流置之設定值同測量數據的比較。 圃7傺由7a和7b示出了計算器試蓮行。上圖（7a)示出 了最终産品流量設定值誘發的變化。下圖（7b)示 出了分離器鞞速誘發的變化。 编號說明： 1 一水泥熔碴配料器25—變速馬達 2_礦渣配料器 26 -外部空氣吸入處 3 —石膏配料器 4 _傳送帶 5 —料斗 6 —球磨機 7 —機罩 8 —機罩底部 27 —減截面道管 28 —導向磁Η 29 —固定罐 30 —導管 31 —袋式除塵器 32 —吸風機 遍两 t 家鏢丰{ CNS ) A4«UM 2丨〇X 297公釐 > 83.3.10,000 (請先閱讀背面之注f項再填寫本3r) •裝· 訂 線 B7 五、發明说明（） 9 _通風道 10 —升降機 11 一分離器 12 —清掃氣流 13 -接口 14 _除塵裝置 15 —吸風機 16 _拂氣道 17 —雙重閥 18 —通風道 33 _圓條22之間的缝除 34_分離器的鬮錐體 35 -粗粒研磨物在分離器的出口 36 —回轉閥 37 _通風道 38 -螺旋推蓮器 39 _截止閥 40 -氣道 41 _螺旋推蓮器 42 -截止閥 (請-^讀背面之注f項$寫本f) -裝· 19 一已研磨物進入口 43 —空氣流量測量點 21 —分離器罐籠頂部44 -空氣流量測量點 22 —罐籠圖條 45 —沖擊式流量表 23 -罐籠底面 46—磅秤 24 —軸 (5)本發明之最佳具體化設備說明： 圖1示出了適於本發明之控制程序使用的水泥研磨設 備示意圖。下文詳細介紹該設備實施本控制程序的最佳具 體化設備。 由水泥熔碴配料器1 •礦渣配料器2和石膏配料器3 組成的配料裝置為研磨設備供原料。 從這些配料器出來的原料*通過傳送帶4送入料斗5 並進入球磨機6。旋轉式球磨機是人所共知的•其結構特 歡和内部裝備在此不作介紹。 本纸ft尺度埴硒t 家鏢率< CNS } A4此格（2丨OX 297公嫌> 訂 線 鳇濟部中夬«率*?·;工消费合悻社<?t 83.3· 10,000 2 觎濟部中史供赛χ含潘靼♦! 83.3.10,000 ___B7__ 五、發明说明（） 球磨機6中的已研磨物卸入機軍7内·然後通遇檐睪 底座8流向通風道9和升降機10。升降機通遇通風道18把 已研磨物送入動態分離器11。 清掃氣流12進入料斗5 *·通過球磨機6流向機覃7。 然後·在接口 13處吸入一根管道内，該管將氣流引入除塵 裝置14 ·吸風機15和排氣道16。這樣•球磨機保持低度真 空·以防粉鑒散發。另外•空氣還可冷卻球磨機6。因為 在加工期間，球磨機的部份能耗轉換為熱。雙重閥17把機 軍7底部隔開，使已研磨物能輸往升降機，同時還能使球 磨機保持真空狀態。收集在除塵裝置14内的粉塵，通過螺 旋推蓮器41和截止閥42送往升降機10。 動態分離器11為旋轉籠式•圃1示出了名牌籠式分離 器。也有另外一些型號的籠式分離器，其工作原理類似； 已研磨物在19處送入並落在分離器罐籠頂部21上。罐籠為 圔筒形•其頂面形成一圃板。該圓板用作分配板。罐籠的 圓周上製有若干相互隔開的圃條22 *它的底面23是敞開的 。罐籠懸掛於軸24 ·而軸24與位於分離器上方的可變速驅 動裝置25逋接。已研磨物通過縑籠旋轉面分離並降落在圆 條22的前面，從外部26處吸入的氣流通入分離器並通過減 截面道管27散布在整傾四周。導向磁H28把空氣導入罐籠 周圍。面對罐籠敞開底部23的是一值_柱形固定罐29 *其 頂面敞開*側面和底面封閉。導管30從固定罐29内通往分 離器的外部，直到袋式除塵器31。在固定罐29與罐籠之間 裝有密封件·以確保無泄漏。從26處吸入並散布在罐籠周 拿纸濠ΑΛ適用fM_家鏢奉<CNS}A4«l樁（2丨0X297公釐) J 3 (請δ讀背面之注$項再填寫本筲) -装· 訂 -涑 B7 經濟部4-夬蠏率一^工消费合作杜印t 五、發明说明（） Ϊ5的空氣通遇围條22之間的縫隙33進入罐籠。在導向磁片 28舆罐鐮之間*空氣通過散落在罐籠周圍的已研磨物*並 先帶走粒度最細的研磨物。被空氣蓮至圓條的粗粒研磨物 以較慢於細粒的速度前進*其中大多數受到圓條的沖撞而 被送回到罐籠之外。 分離器的下部為一圓錐體34，用來收集未被空氣帶入 罐篛内的研磨物，這些研磨物在分離器的35處•通過回轉 閥36流走。回鹌閥3δ的作用是防止不襦要的空氣進入分離 器。從分離器35處流出的研磨物傜尺寸過大的顆料•通過 通風道37返回球磨機入口。已通過罐籠的空氣/水泥混合 物在除鏖器31内進行處理，使水泥與空氣分離。保留在除 塵器内的水泥，借助螺旋推蓮器38，通過截止閥蓮出。該 部份水泥即為最終産品。吸風機32抽走了已淨化的空氣並 從氣道40排出。吸風機32的作用是使分離器保持真空狀態。 在圖1兩示研磨設備中，吸入分離器和球磨機的空氣 流置分別在43和44處测定•並可通過導向磁Η調節空氣流 量•使其達到吸風機的抽力·或者是改變吸風機的轉速來 諏節空氣流量。 不諭空氣壓力在研磨回路中損失多少·調節環路可以 保持通遇分離器的空氣流量恒定。 另一锢諝節琛路可以保持通過球磨機的空氣流量恒定 。如果不調節空氣•球磨機中的壓力損失變化會導致研磨 物流波動。 從分離器分離出來的尺寸過大研磨物由冲擊式流量表 ---------裝〈-----*------AK (請&讀背面之注$項再填寫本頁) 私纸》尺度璁屑令國家轜攀（CNS ) 格（210Χ 297公釐} |1'4 II. 3.10.000 鐘濟部t夬埭季ίχί!?费合作杜4-敦 __B7_ 五、發明说明（) 45測定。 從除塵器口卸出的最終産品由磅秤46稱躉。 在最佳具體化設備中，本控制方法探取了下述途徑： ① 對尺寸過大研磨物的流量45設定一數值（a); ② 對最終産品流量46設定一自動可調數值（b); ③ 對分離器馬達25的轉速設定一參考值（c)。 可同時控制尺寸過大研磨物流量45和最終産品流置46 的多變*調節器•是根據前述方程式[(1)、（2)、（3)和（4)] 所描述的數學模型製造的。 為了開發該調節器，方程式[(1)、（2)、（3)和（4)]用 狀態變置變換成一階擻分方程形式，便於用計算機完成計 算。 採用狀態變量表示的模型表逹式可以完全描述控制過 程，其中包括它的内部因素。採用這種控制途徑•雖然只 考慮了輸入和輸出•但其内部振盪和隠匿的不穩定性也被 涉及到。這種最佳控制理論已可實施應用並已完成内部參 考模型的表達式。 用於表示控制過程的狀態變量撖分方程的標準形式如 下： jfeeAx+Bu (5) y-加加 (6) 式中：X——条統狀態變董的矢量； i 一這些狀態的撤商矢量； U —系統輸入芳蛋； 春纸ftXJt遍Λ中«家樣李<CNS) A4洗格（210X 297公廉）j c ΠΤίΟβΟΟ t#¾讀背面之注f項存4¾本f) 装· 订 3〇£S〇〇 A7 B7 五、發明，U)統輸出矢量; B、C、D—成方程式的矩陣 C: D= Μ” 00 -k12/ti2 P .〇 ^23/^22 >1100: (0011,Ό k12/t12 ,〇 0 . •裝. 訂 A: 1/tii 0 0 〇， 0 0 0 0 0 0 0 0 0 齷濟·¥-6*央揉率局貝工消费合作社印策 實施本發明之控制程序的調節器是一種多變置線性二 次調節器。所謂多變置是因為它使用了2個輸出量（最終 産品流量和尺寸過大研磨物流量）及2個輸入量（原料進 給流量和分離器轉速）；所諝線性是因為它的整镧設計建 立線性条統理論基礎上；所謂二次是因為設計判據涉及到 輸入變量的平方及狀態變1的平方。 當下列性能指數或判據： (7) 經濟拿央橾準局貝工消费合作社印裂 A7 B7 五、發明说明（） 對於以下列狀態方程形式描述的条統為最小值時•線 性二次調節器為最佳： ±aAX+B\l (8) y*Cx+Du (9) Q和R是設計者選定的本控制方法的調整時間加權因 數。 可以證明，使判據J逹到最小值的調節器具有下述線 性闋俗： (10) 式中，增益K的最佳值通過求解下列里卡莕（Riccati) 方程式獲得。該方程式是合併J判據（7]，狀態方程式（8) 、（9)和J判據（7)最佳解的結果：

K=KA+ATK-KBR-lBTK+Q (11) 式中：K 一增益； i——增益的撤商； A、B—条统狀態表達式矩陣； Q、R——二次判據J的加權因數。' 上述調節器要求狀態變置*但是*這些變置並不是全 部可測的。所以•必須實施一傾条統•以重建不可測到的 狀態。用來重建狀態的方法是獲取測量輸出值與估計輸出 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS)A4洗格（ 210X297公釐）J 7 83. 3.10,000 (讀先《«背面之注$項再填寫本頁) -訂 Μ濟部中夬揉率局貝工消费合作社印家 302300 A7 B7 五、發明说明（） 值之差•以便不斷地修正建立在狀態變量基礎上的棋型。 重建狀態的傳統方法是卡爾曼（KaUan)濾波器•它所 採用的.方法舆建立線性二次調節器（LQ)方法相同·即求出 上述差值與狀態變量之間的增益L。 多變量線性二次諝節器的控制（分離器轉速和原料進 給流置），能使二次成本判據達到最小值·以建立它與内 . 部狀態的關俱。這種關像的建立包括下述兩方面： 1) 根據所測量的輸出值Y和Y ，計算内部狀態，監測 之增益L 。增益L取決於兩猶正半定對加權矩陣Q和R的 蘧擇。 2) 計算線性調節器U = -Kx的增益K ，該調節器可使下 列二次判據達到最小值： ♦、♦州丨 (12) 式中*x是内部狀態矢量·11是控制矢量·0和R是兩個 正半定對稱加權矩陣。 在任何瞬間•計算器將把分離器的實際鹌速與事先設 定的轉速參考值（c)進行比較。 通過比較可獲得兩個數值之差。該差值代入一傾方程. 式•其計算结果為最终産品流量的已調整設定值（b)，該 值將消除上述的兩數之差。 ^ 這種方程式可以有很多種類型•如方程式（13) *它代 表的是一種比例積分調節器（Pi)。在該調節器中*比例蓮 算將給出誤差（轉速參考值舆測量值之差）舆所採用的流 本紙張尺度速用中國®家輮準（CNS >八4%格（210X297公嫠) I 83. 3.10,000

炫濟拿央輮年貝工消费合作社印*. A7 B7 五、發明说明（> 量（b)之間的瞬時比例。稹分運算將消除因外部干擾而産 生的那部分誤差。因為外部干擾引起的永久誤差不能通過 純比柄1蓮算消除： ^(yc-x-yc) +¾ (yct-yt> (13) 式中：t-i —不足一傾控制周期的當前瞬時時間； ——不足兩個控制周期的當前瞬時時間； U t —在瞬時t的控制值；

Ut-i —在瞬時t 的控制值；

Yt —在當前瞬時的測量值；

Yq——在不足一個控制周期的當前瞬時的測量值；

Yta——在不足二個控制周期的當前瞬時的測置值； ui最終産品流量設定值或研磨設備生産的材料流量； y—分離器的轉速。 由於控制是由一台計算機承檐，所以1算是瞬間的。 兩次蓮算之間的間隔時間稱之為控制周期（tc)，t是當前 瞬時時間。 圖2中的方框圖概括了計算器舆多變量調節器的组合。 方框I表示研磨設備。它的输入值是原料進給流Μ和分離 器轉速。它的輸出值（測定值）是最終産品流量和尺寸過 大研磨物流量。 ' 方框I表示多變量線性二次調節器。它計算原料進給 流量和分離器轉速，以便消除設定值（b)與最終産品流量 的測1值之差以及設定值（a)與尺寸過大研磨物流置的測 本紙張尺度速用中8E家揉牟（CNSM4規格（2丨0X297公嫠）1 9 83. 3.10,000 (請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) -裝· 訂 魍濟ί央揉率ΐ工消费合作社印*. A7 _B7_ 五、發明说明（） 量值之差。 尺寸過大研磨物流量的設定值（a)由用戶設定。最終 産品流置的設定值（b)由計算器給定（方框I)。 方框Μ表示計算器。它根據分離器轉速的參考值（c) 與實際轉速測量值之差，計算最终産品流童的自動諝節設 定值（b)。 分離器轉速的參考值（c)由用戶設定。 實施本發明之控制条統時，必須建立： 1、棋型參數。 目的是確定方程式[(1)、（2)、（3)和（4)]条统所有變 量之間的醑係。這些參數是： ① 原料進給流量 ② 分離器轉速u,; ③ 最终産品流量yy ; ④ 尺寸過大研磨物流量3V ; ⑤ 完成兩項試蓮算：第一項試蓮算是保持分離器轉速 恒定•一步計算原料進給流置；第二項試蓮算是保持原料 進給流量恒定，一步計箄分離器轉速。 圖3示出了進給流量分步試算的结果。圖中的3a、3b 、3c和3d的设座標分別给出了作為時間函數的原料進給流 量•尺寸過大研磨物流置，最終産品流量（頻入小時）以 及分離器轉速（轉/分）橫座標為時間（小時）◊ 園4示出了分雄器轉速分步試算的结果。圖中的4a、 4b、4c和4d的设座標分別给出了作為時間函數的原料進给 本纸張又度逋用中•困家輮率（CNS > A44UM 210X297公釐) 2 0 83.3.10,000 (請先閱讀背面之注$項再填寫本買) 訂 經濟掌夬梯率爲貝工消费合作社印家 83. 3. !0,000 A7 B7__ 五、發明说明（） 流量•尺寸過大研磨物流量·最終産品流量（頻/小時） 以及分離器轉速（轉/分）横座標為時間（小時）° 對圖3和4的分析表明，原料進給流量和分離器轉速 對最終産品和尺寸過大研磨物流置有影轡。每個輸入量對 每個輸出量的影留表明•模型的多變量性質十分重要。 根據兩項試運算期間的數據記錄，為了確定模型參數 •還應採用傳统的模型設定理論。按傳統理論設定的參數 應根據上述的第一項試蓮算數據進行檢査和確認。 圖5示出了本發明之數學模型的圖示説明。折線表示 所記錄的研磨設備試驗數據。實線表示模型計算的預測值 。圖58和5b示出了原料進給流量的分步試蓮算結果，縱座 標分別給出了作為時間函數的尺寸過大研磨物流悬和最终 産品流量（頻/小時），横座標為時間（小時）。圖5c和 5d示出了分離器轉速的分步試蓮算結果，縱座標分別給出 了作為時間函數的尺寸遇大研磨物流量和最终産品流量 (頻/小時），横座標為時間（小時）。有關上述曲線的 模型方程式重述如下： (54d/dt+l)y£=u» (14) (25d/dt+l)yta-25du,/dt (39d/dt+l)y,«8.6\i* • ' * ·· 太帙張尺房坟用中BE家抹《MCNS)AWJM2丨0X297公縈) 2T7 —rihllll__ (讀先Μ讀背面之注$項再填寫本頁) I订_ -|年 A7 ____B7-__ 五、發明说明（） (2ld/dt+l)yr»H«. (17) 2、多變.置調節器增益。 多變量調節器適用於每一種研磨設備。為達到此目的 ，應根據第一項所建立的數學模型，計算内部狀態監測增 益L和使二次判據逹到最小值的增益κ 。這樣，為了通過 控制原料進給流置和分離器轉速使最终産品流量和尺寸過 大研磨物流量逹到最佳均衡性•諝節器可通過自動模擬到 目標。增益K可用方程式（Π)計算•增益L可用一個同類 型方程式計算。 判據的加權因數可根據傳统推荐方法選取，即： ---U---：----民__ (請先《讀背面之注$項再填寫本頁) 訂

濟.^央揉率工消费合作社印*L

Qa»C*C (19) R和R為兩個對角矩陣。它的非零對角元素由調節器 的設計參數組成。 圖6示出了依靠多變量諝節器保持設定值的結果。圖. 中的6a、6b、6c和6d的縱座標分別給出了作為時間函數的 原料進給流量*尺寸過大研磨物流量和最終産品流.量 (頻/小時）以及分離器轉速（轉/分）·横座標i為時間 (小時）。圖6b和6c是根據圖6d和6a中分別給出的分離器 轉速和原料進给流量而獲得的相關數據曲線•其中粗線分 別表示尺寸過大研磨物和最終産品流量設定值•細線表示 本紙張尺度速用中EE家橾率（CNS )入4規潘（210X297公釐> 22 83. 3.10,000 A7 B7 五、發明说明（> 研磨設備的測置值。 3、計算器參數。 在研磨設備中實施多變量調節器後，應進行試蓮算* 以評估計算器。可以蓮算最終産品設定值方面的變化，以 便觀察這些變化對分離器轉速動態範圍的影锻。 圓7示出了對最終産品設定值的試蓮算結果。圖中的 73和7b的縱座標分別給出了作為時間函數的最終産品流量 設定值（頻/小時）和分離器轉速（轉/分），横座標為 時間（小時）。最終産品流量設定值所誘發的變化（如圖 7a所示）·會引起分離器轉速測量值的變化（如圖7b所示） 根據圖7中所描述的試蓮算結果•可以評定最終産品 流1設定值的變化對分離器轉速變化的影鬱，並可計算計 算器的參數。例如•比例積分調節器（Pi)的比例和積分条 數0 請 先 閱 面 之 注 項 丨 I裝 % 订 經濟部中夾揉率局Λ工消费合作杜印策

IL 本紙張尺度速用中國Ε家糅率（CNS)A4規格（210Χ297公嫠） 2 3 83. 3.10,000

Claims (1)

1. 8 688 ABCD 302300 A、申請專利範圍 1 ' 一種閉路乾式研磨設備之控制程序•該研磨機主要包括： 一台原料進給配料裝置；一台研磨機；一台可諏速度動 ϋ分離器；一台把研磨機的已研磨物送往分離器的輸送 裝置•稱為分離器進給；一台把分離器分離出來的為經 充分研磨的粗粒製品，稱為尺寸過大研磨物，返回研磨 機的輸送裝置；一台蓮送最終産品的輸送裝置一台測 量分離器分離的尺寸過大研磨物的流置表；一台測量與 分離器進給相簡的數據的裝置； 本控制f序所具的特點是通過下述途徑獲取的，即： ① 對分離器分離的尺寸過大研磨物流量設定一數值（a); ② 對與分離器進料相關的數據設定一自動可諏數值（b); ③ 對分離器轉速設定一參考值（c); 這樣•借肋一個多變量調節器，通過控制分離器轉速 和原料進給配料•可以同時控制分離器分離的尺寸過大 研磨物流量以及與分離器進料相關的數據；這樣，當調 節器使分離器分離的尺寸過大研磨物流置及與分離器進 i 經濟部中央標窣局貝工消费合作社印策 料相閼的數據分別保持在設定值（a)和（b)附近時，分 離器的轉速可以借肋一個計算器定期同參考傕（c)比較 ;造樣•該計算器可調節分離器進料相颺數據的設定值 (b)，所以可通過下述方式即當調節器己建立起尺寸過 大研磨物流量的設定值（a)和分離器進料相關數據的己 調設定值（b)時，，分離器的實際轉速可同參考值（c)保 持一致。 2、如申請專利範圍第1項所述之閉路乾式研磨設備之控 •rit 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 A8 B8 C8 . _ D8 六、申請專利範圍 制程序，其中與分離器進料相關的數據是分離器進給流 量° 3、如申請專利範園第1項所述之閉路乾式研磨設備之控 制程序，其中與分離器進料相關的數據是最终産品流量。 4'如申請專利範圍第1項所述之閉路乾式研磨設備之控 制程序，其中多變量調節器是依照一數學處理模型製造 的•該數學棋型建立了作為控制變量的原料進給流量和 分離器轉速同作為被控制變詈的尺寸過大研磨物流量和 分離器進料相閼數據的流置之間存在的關係。 5'如申請專利範圍第1項所述之閉路乾式研磨設備之控 制程序•其中數學模型是由下述方程式系統表示的： dYt 、-+ y, = kllU, dt dy« du. -+ yf - ku — - dt dt dy, tai - * yr = dt dy* taa -- + y* - kjaii. dt 式中，YJf —最終産品流置； γ<離器分離的尺寸遇大研磨物流置； ,-·ν ,·» 广山 τ f 兮· y ρ 〈广，·Γ 、, ^ ,勹飞 Γ、广八 y ρ (诗先閱对背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 旅. 六 、申梦㈣進給流董; Us —分離器轉速； t «、trt' t/ tn—間常數； Κρ Κα、KV Κϊτ本控制程序增益。 6'如申請專利範圍第5項所述之閉路乾式研磨設備之控 制，程序•其中多變覺諏節器是線性二次調節器，它的控 制能使二次成本判據達到最小值，建立起它與内部狀態 的關像。 7、如申請專利範圍第1項所述之閉路乾式研磨設備之控 制程序，其中應用本控制程序的研磨設備包括一台研磨 機。 8'如申請專利範圍第1項所述之閉路乾式研磨設備之控 制程序•其中蘸用本控制程序的研磨設備包括一台研磨 Μ。 · 9、如申請專利範園第1項所述之閉路乾式研磨設備之控 制程序•其中應用本控制程序的研磨設備包括一台壓力 研磨機。