Устройство для управления многостадийным процессом дробления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(5D В 02 С 2 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AB"rOpCHOMV.ÑÂèÄÅÒÅËüÑTÂÓ.I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3440882/29-33 (22) 02. 03. 82 (46) 23.08.83. Бюл. И 31 (72) Л.С.Коган, А.П.Пономаренко, М.Б.Карелин и П.Я.Придубков (7l) Украинский государственный проектный институт "Тяжпромавтоматика" (53) 621 926(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 622496, кл. В 02 С 25/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N 567494, кл. В 02 С 25/00, 1974 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОСТАДИЙНЫМ ПРОЦЕССОМ ДРОБЛЕНИЯ, содержащее блок регулирования питания питателя дробилки среднего дробления, первый и.второй входы которого соединены соответственно с датчиком верхнего уровня дробилки среднего дробления и блоком вычисления запаса мощности дробилки сред. него дробления, состоящим из блока вычитания, соединенного с датчиком и задатчиком мощности, датчик веса продукта среднего дробления, установленный на отводящем конвейере дробилки среднего дробления, элемент сравнения, соединенный первым входом с выходом блока задания питания дробилок мелкого дробления, датчики веса готового продукта и возврата, и датчики верхнего уровня дро билок мелкого дробления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено блоком вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления, блоком вычисле: ния трудности дробления, интегрирующим счетчиком производительности, счетчиком электроэнергии для дробилки среднего дробления, блоком вычисления запаса мощности дробилки мелкого дробления, блоками регулирования разгрузочной щели дробилок, блоком для распределения нагрузки дробилок мелкого дробления, блоком задания циркуляционной нагрузки, блоком вычисления циркуляционной нагрузки, блоком вычисления отклонения циркуляционной нагрузки и блоком контроля гранулометрического состава готового продукта дробления, причем входы блока вычисления трудности дробления соединены со счетчиком электроэнергии для дробилки среднего дробления и первым выходом датчика веса продук- Я та среднего дробления, выход блока вычисления трудности дробления подключен к первому входу блока вычис- С" ления.приведенного значения производительности дробилки среднего дроб- ф ления, второй вход которого соединен через интегрирующий счетчик производительности со вторым выходом датчика веса продукта среднего дробления, выход блока вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления подключен ко второму входу элемента сравнения, входы блока регулирования разгрузочной щели дробилки среднего дробления соединены с выходом элемента сравнения, подключенным к третьему входу. блока регулирования питания питателя., входы блока распределения нагрузки дробилок мелкого дробления соединены с выходами датчиков верхнего уровня дробилок мелкого дробления, блоков вычисления запаса мощности дробилок мелкого .дробления, блока

1036374 контроля гранулометрического состава готового продукта дробления и бло- ка вычисления отклонения циркуляционной нагрузки; входы которого подключены к выходам блока задания циркуляционной нагрузки и блока вычисления циркуляционной нагрузки, соединенного с выходами датчиков веса

Изобретение относится к управлению технологическим процессом дроб-t ления и может быть применено для управления дробильно-сортировочным комплексом при дроблении нерудных строительных материалов, руд черных и цветных металлов, сырья для химической промышленности.

Известно устройство управления дробильным комплексом, включающее 10 регулятор производительности дробилок f3).

Известное устройство не обеспечивает максимальной производительности дробильно-сортировочного комплекса при изменении свойств исходного материала ° Это связано с тем, что оно не учитывает изменение свойств исходного материала.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущ ности является устройство для управления многостадийным процессом дробления, содержащее блок регулирования питания питателя дробилки среднего

25 дробления, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с датчиком верхне го уровня дробилки ср".д. него дробления и блоком вычисления зала са мощности дробилок среднего дробле ® ния, состоящим иэ блока вычитания, соединенного с датчиком и эадатчиком мощности, датчик веса продукта среднего дробления, установленный на,,отводящем конвейере дробилки сред 35 него дробления, элемент сравнения, соединенный первым входом с выходом блока задания питания дробилок мелкого дробления, датчики веса гото". вого продукта и возврата, и датчики 40 верхнего уровня дробилок мелкого дробления 5 2). готового продукта и возврата, выходы блока распрвделения нагрузки дробилок мелкого дробления подключены к блокам регулирования разгрузочной щели дробилок мелкого. дробления и .к входу блока задания питания дробилки мелкого дробления.

Однако известное устройство не обеспечивает максимальной проиэво" дительности всего дробильного комплекса, Это связано с тем, что подача материала в дробильный комплекс соответствует максимальной загрузке по мощности или по уровню одной из дробилок комплекса с наименьшей производительностью. При этом все ос тальные дробилки комплекса, которые еще недогружены к моменту перегруза одной из дробилок с наименьшей производительностью (например, с наименее изношенной или HesepHo установленной щелью), будут еще более недогружены в результате снижения подачи материала в дробильный комплекс з соответствии с максимальной производительностью одной дробилки.

Цель изобретения - повышение точности управления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления многостадийным процессом дробления, содержащее блок регулирования питания питателя дробилки среднего дробления, первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиком верхнего уровня дробилки среднего дробления и блоком вычисления запаса мощности дробилки среднего дробления, состоящим из блока вычитания, соединенного с датчиком и эадатчиком мощности, датчик веса продукта среднего дробления, установленный на отводящем конвейере дробилки среднего дробления, элемент сравнения, соединенный первым входом с выходом блока задания питания дробилок мелкого дробления, датчики веса готового продукта и возврата и датчики верхнего уровня дробилок мелкого дробления, з 1036 снабжено блоком вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления, блоком вычисления трудности дробления, интегрирующим счетчиком производительности, счетчиком электроэнергии для дробилки среднего дробления, блоком вычисления запаса мощности дробилки мелкого дробления, блоками регулирования разгрузочной щели дробилок, блоком распределения нагрузки дроби- ,лок мелкого дробления, блоком зада ния "циркуляционной нагрузки, блоком вычисления циркуляционной нагрузки, блоком вычисления отклонения циркуляционной нагрузки и блоком контроля гранулометрического состава готового продукта дробления, причем входы блока вычисления трудности дробления соединены со счетчиком элек- > троэнергии для дробилки среднего дробления и первым выходом датчика веса продукта среднего дробления, выход блока вычисления трудности дроб ления подключен к первому входу бло- ка вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления, второй вход которого соединен через интегрирующий

l счетчик производительности со вторым зо

:вМходом датчика веса продукта среднего дробления, выход блока вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления подключен ко второму входу элемента сравнения, входы блока регулирования разгрузочной щели дробилки среднего дробления соединены с выходом элемента сравнения, подключенным к третьему входу блока регулирования питания питателя входы

I блока распределения нагрузки дробилок мелкого дробления соединены с вы. ходами датчиков верхнего уровня дробилок мелкого дробления, блоков вычисления запаса мощности дробилок 4> мелкого дробления, блока контроля гранулометрического состава готового продукта дробления и блока вычисления отклонений циркуляционной нагрузки, входы которого подключены 50 ,к выходам блока задания циркуляционной нагрузки и блока вычисления циркуляционной нагрузки, соединенного с

I выходами датчиков веса готового продукта и возврата, выходы блока рас- 55 пределения нагрузки дробилок мелкого дробления подключены к блокам регулирования разгрузочной щели

374 4 дробилок мелкого дробления и к входу блоку задания питания дробилки мелкого дробления.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока регулирования питания; на фиг. 3 - функциональная схема блока регулирования щели; на фиг. 4 — функциональная схема блока распределения нагрузки.

Устройство содержит блок 1 регулирования питания питателем 2 дро" билки 3 среднего дробления, оснащенной датчиком 4 верхнего уровня дробилки среднего дробления, счетчиком

5 электроэнергии, потребляемой на дробление дробилкой среднего дробления и блоком о вычисления запаса мощности дробилки среднего дроб-.. ления, состоящего из датчика 7 мощности, задатчика 8 и блока 9 вычитания. Входы блока 9 вычитания подключены к выходам датчика 7 и задатчика 8, а выход блока 9 вычитания, являющийся выходом блока 6 вычисления запаса мощности, соединен с бло-ком 1 и с блоком 10 регулирования разгрузочной щели дробилки 3 среднего дробления. Датчик 4 верхнего уровня подключен к блоку 1 регулиро". вания питания и блоку 10 регулиро" вания разгрузочной щели. Счетчик 5 потребляемой на дробление электроэнергии и датчик 11 веса, устайовленный на отводящем конвейере 12 дро. билки 3 среднего дробления, подключены к блоку 13 вычисления трудности дробления. Блок 14 вычисления приве" денного значения производительности соединен с блоком 13 и через интегрирующий счетчик 15 производитель" ности с датчиком 11 веса продукта среднего дробления. Элемент 16 сравнения соединен с блоками 1, 10, 14 и 17 задания питания. Дробилки 18 181 мелкого дробления с питателем

19 - 19и оснащены датчиками 204 - 20> верхнего уровня аообилок мелкого дробления, блоками 21 - 21„вычисле- ния эапса мощности дробилок мелкого дробления и блоками 22 — 22 регулирования щели дробилок мелкого дробления. Блок 23 вычисления отклонения циркуляционной нагрузки соединен с блоком 24 задания циркуляционной нагрузки и блоком 25 вычисления циркуляционной нагрузки, который подключен к датчику 26 веса готового ,продукта, установленного на отводя1036374 щем конвейере 27 готового продукта дробления, отгрохоченного грохотами

28 - 28,оснащенных питателями 29129и и к датчику 30 веса возврата, установленному на отводящем конвейе- 5 ре 31 возврата надгрохотного продукта .на додрабливание. Блок 32 контроля гранулометрического состава готового продукта дробления соединен с блоком 33 распределения нагрузки. 10

Блок 33 распределения нагрузки подключен к датчикам 201- 20 блокам

21п 2, блокам 22»- 22и, блоку 17 и блоку 23.

Блок 1 регулирования питания(фиг.2)15 содержит две схемы 34 и 35 совп дения, соединенные с коммутатором 36, инвертором 37, приводом 38 питателя датчиком 4 верхнего уровня блоком 6 вычисления запаса мощности и элементом 16 сравнения.

Блок 10 регулирования разгрузочной щели (фиг.3) содержит две схемы

39 и 40 совпадения, соединенные с коммутатором 4 1, инвертором 42, при- 2$ водом 43 регулирования щели, датчиком 4 верхнего уровня блоком 6 вычисления запаса мощности и элементом 16 сравнения.

Блок 33 распределения нагрузки, со щ держащий стробируемый шифратор 44 отключений, соединенный с дешифратором

45 команд управления и коммутатором

46. Шифратор 44 подключен к датчикам

201- 20И, блокам 21» " 21в, блоку 23 и блоку 33. Дешифратор 45 соединен с блоками 22 - 22> и блоком 17.

Питателем 2 осуществляется загрузка дробилки 3 среднего дробления. По отводящему конвейеру 12 дробленный материалГ через питатель 19 поступает в дробилки 18 - 181 мелкого дробления. Отгрохоченный на грохотах 28,28 и готовый продукт по конвейеру 27 поступает на склад готовой продукции.

Надгрохотный продукт по конвейеру 31 поступает на додрабливание в дробилки

18 - 18и мелкого дробления. Соотношение готового продукта и материала, возвращаемого на додрабливание (циркуляционная нагрузка ), определяет энергозатраты на дробление на его последней стадии - стадии мелкого дробления.

Блок 9 вычитания, функцией которого является определение разности заданного задатчиком 8 предельно допустимого значения потребляемой мощ:,ности и фактически измеренным датчиком 7 значением потребляемой мощности (запаса мощности) выполнен напри- мер, в виде стандартного вычитающего устройства.

Блок 13, который по сигналам .счетчика 5 электроэнергии и датчика 11 веса определяет трудность дробления (удельный расход электроэнергии) как частное от деления потребляемого количества электроэнергии на вес дробленного материала, выполнен, например, в виде серийно выпускаемого блока вычислительных операций.

Блок 14 функцией которого является определение приведенного значения производительности определяемого произведением измеренного интегрирующего счетчиком 15 интегрального значения производительности дробилки на нормирующий коэффициент, определенный отношением фактически измеренной трудности дробления и ее среднего значения, выполнен, например, как и блок 13, в виде блока вычислительных операций.

Интегральное значение производит тельности определяется интегрирующим счетчиком 15, выполненным, например, в виде стандартного блока прецезионного интегрирования.

Устройство работает следующим образом.

В блоки 8, 17, 24 и 32 заносятся соответственно, задание мощности каждой из дробилок, питания дробилок мелкого дробления, циркуляционной нагрузки гранулометрического состава готового продукта дробления. 8 блоке

13 с помощью датчика 11 и счетчика

5 электроэнергии определяется удельный расход электроэнергии на единицу дробленного материала (трудность дробления ), характеризующий свойства поступающего на дробление материала. Интегрирующий счетчик 15 производительности с помощью датчика 11 веса формирует текущее значение производительности дробилки среднего дробления. По информации, поступаю; щей из интегрирующего счетчика 15 и блока 13 в блоке l4 вь!числяется приведенное значение производительности с учетом изменения трудности дробления, т.е. свойств поступающего на дробление материала, относительно среднего значения. В элементе 16 сравнивается приведенное значение производительности дробилки 3 среднего дробления с заданным значением »

36374 8 ной щели дробилки среднего дробления и уменьшения производительности

1О

/ 10 йроизводительности дробилок последующей стадии мелкого дробления, определяемым средней трудностью дробления дробимого материала и размера ми уставленных разгрузочных щелей.

Полученная в элементе 16 разность, ее зйак и абсолютная величина характеризуют воэможность увеличения или необходимость уменьшения. приведенного значения производительности дробилки 3 среднего дробления для максимальной загрузки дробилок 18 181 мелкого дробления. Наксимальная . загрузка дробилок мелкого дробления достигается в том случае, если на выходе элемента 16 сравнения нулевой сигнал, т.е. приведенное значение производительности дробилки 3 среднего дробления равно заданному значению производительности дробилок мелкого дробления.

Таким образом, стратегия управления дробилкой среднего дробления состоит в компенсации изменения свойств поступающего на дробление материала изменением производительности дробления, т.е. перераспределением изменения работы дробления между дробилками всех стадий.

Это осуществляется следующим образом.

Если приведенное значение произво дительности дробилки среднего дробления, формируемое блоком 14, меньше заданного значения производительности дробилок мелкого дробления, формируемого блоком 17, что определяет возможность увеличения производительности при данных свойствах дробленого материала, то на выходе элемента 16 сравнения появляется сигнал увеличения разгрузочной щели, поступающий на блок 10 регулирования щели дробилки среднего дробления и сигнал увеличения производительности питателя, поступающий в блок 1. При этом производитель. ность возрастает до тех пор, пока приведенное значение производительности дробилки среднего дробления не достигнет заданного значения производительности дробилок мелкого дробления. Если приведенное значение производительности дробилки среднего дробления выше заданного . значения производительности дробилок мелкого дробления, то на выходе элемента 16 появляется сигнал уменьшения блоком 10 размера разгрузочпитателя, поступающих в блок 1. Причем, сигнал увеличения производительности с элемента 16 через коммутаторы 36 и 41 поступает соответственно на входы первых схем 34 и

39 совпадения, а сигнал уменьшения производительности - на входы- вторых схем 35 и 40 совпадения блоков и 10. При этом производительность дрббилки среднего дробления снижается

:,до тех пор,пока приведенное значение

:,производительности дробилки среднего дробления,не достигнет заданного значения производительности дробилок мелкого дробления. Если в процессе регулирования щели дробилка среднего дробления заполнится до верхнего уровня, что Фиксируется датчиком 4, или потребляемая мощность достигнет заданного максимума, о чем свидетельствует нулевой сигнал заааса мощности на выходе элемента 16, то блок 1 вырабатывает сигнал на умень." шение производительности питателя дробилки среднего дробления. Запас мощности дробилки среднего дробления определяется блоком 9 вычитания как разность заданного предельного значения мощности в задатчике 8 и фактически измеренного датчиком 7.

Стадия мелкого дробления являет:ся завершающей стадией дробильного комплекса. Готовый дробленный мате" риал должен быть определенного sa"" данного гранулометрического состава. Дробленный материал, рассортированный грохотом 281- 281 >поступает на конвейеры 27 и 31 причем на отводящий конвейер 27 поступает .кондиционный по грансоставу материал, а на конвейер 31 .материал, подаваемый в дробилки 18. 45 18, мелкого дробления на додрабливание. Соотношение производительности этих двух конвейеров (циркуляци- . онная нагрузка) определяется блоком

22 вычисления циркуляционной наг"

50 рузки. Оптимальное энергопотребление дробилок мелкого дробления на единицу готового продукта достигается при определенном задаваемом блоком 24 значении циркуляционной нагрузке. В блоке 23 вычисляется отклонение фактического значения циркуляционной наг руэки от заданного, поступающее в . блок 33 распределения нагрузки, куда поступает также информация о верх9 1036 нем уровне материала в дробилках мелкого дробления, измеряемого датчиками 204- 20и, о запасе мощности дро билок мелкого дробления, вычисляемом блоками 214 - 21>. Сигналы, поступаю" щие в стробируемый шифратор44 блока 33, кодируются и по сигналам опроса, формируемым коммутатором 46 поступают в дешифратор 45 команд управления, где преобразуются в команды 10 управления. При этом по цепям в ыифратор 44 поступает информация от дат" чиков 204- 20 ь от блоков 214- 21И, от блока 23 и от блока 32, На выходе дешифратора 45 по цепи сигналы управ- 15 ления передаются в блоки 22 - 22И и в блок 17. Если в какой-либо из дробилок 181- 18 > мелкого дробления достигнут верхний уровень, о чем свидетельствует сигнал соответствующего датчика 2 1 - 21и в блоке 33 проверяется наличие запаса мощности этих дробилок и отсутствие отклонения циркуляционной нагрузки от заданного значения, формируемого блоком 28.

При наличии запаса мощности дробилок

184- 18и и отсутствии отклонения циркуляционной нагрузки, блок 34 формирует сигнал увеличения размера разгрузочной щели соответствующим бло° ком 22 - 22 и регулирования щели

4 дробилки 184- 18и, у которой достигнут верхний уровень. Если в какойлибо из дробилок 184- 18 и достигнут предел мощности, о чем свидетельствует сигнал соответствующего блока

21 - 21и и циркуляционная нагрузка в норме, то блок 33 формирует сигнал увеличения размера разгрузочной

-щели дробилки 184- 18„ соответствующим блоком 22, - 22и.

При отклонении циркуляционной нагрузки от заданного значения, наличии запаса мощности дробилок 181- !Зи и отсутствии верхнего уровня в них блок

33 формирует сигнал изменения раз- 45 груэочных щелей дробилок 18 - 18и с максимальным запасом мощности, если, необходимо уменьшить щели для получения более мелкого продукта дробления

374

10 и сигнал изменения разгрузочной ще ли дробилок 184- 18и,с наименьшим, запасом мощности, если готовый про1дукт замельчен и можно увеличить производительность эа счет закрупнения готового продукта в пределах заданной циркуляционной нагрузки.

Если в какой-либо из дробилок мел. кого дробления достигнут максимум мощности или производительности, а циркуляционная нагрузка выше заданной, т.е. дробленный материал закрупнен, то блок 33 формирует сигнал коррекции задания питания дробилок 18 - 18и мелкого дробления в блоке 17 задания питания.

Отводящий конвейер 27 готового продукта оснащен блоком 32 контроля гранулометрического состава. Если грансостав готового продукта не соответствует заданному, блок 32 формирует сигнал запрета в блок 33 для исключения формирования ложной управляющей информации при порыве сит грохотов 29.

Таким образом, устройство обеспечивает повышение производительности дробильного комплекса, так как введение в него блоков вычисления трудности дробления, приведенного значения производительности счетчика потребляемой на дробление электроэнергии, интегрирующего счетчика производительности, задатчика циркуляционной погрузки, блоков вычисления циркуляционной нагрузки и вычисления отклонения циркуляционной нагрузки, блоков регулирования щелей дробилок, блока контроля гранулометрического состава, соединенных между собой и с другими блоками предлагаемого устройства обеспечивает максимальную при данных свойствах дробимого материала производительность всего комплекса в целом, а не одной дробилки с наименьшей производительностью. Кроме того, устройство обеспечивает получение готового продукта нужного качества при наименьших энергозатратах.

1036374

У/

1036374

yN

I

l !

1

1

ВНИИПИ Заказ 5883/6 Тираж 622 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,