Система регулирования загрузки измельчительного агрегата

 

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАГРУЗКИ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА, содержащая двигатель измельчительного агрегата, датчик мощности, задатчик мощности, первьй элемент сравнения , регулятор, пусковой элемент, двигатель питателя, датчик вибрации, детектор, первьй сглаживающий фильтр, задатчик уровня вибрации, первьй блок дифференцирования, первьй и второй блоки определения модуля, первьй и второй адаптивные фильтры, блок коррекции , масштабирующий усилитель, первьй и второй блоки суммирования, первьй и второй задатчик опорных сигналов, второй элемент сравнения и блок деления, причем вход датчика мощности соединен с выходом двигателя измельчительного агрегата, выход регулятора через пусковой элемент подключен к двигателю питателя , выход датчика вибрации через детектор соединен с входом первого сглаживающего фильтра, выход которого и выход задатчика уровня вибрации со1адинены с входами второго элемента сравнения, выход которого через последовательно соединенные первьй блок определения модуля и первьй . адаптивный фильтр соединен с одним входом первого блока суммирования, к другому входу которогоподключен выход первого задатчика опорных сигналов, а выход первого блока суммирования соединен с первым входом блока деления, к второму входу которого подключен выход второго блока суммирования, выход первого сглаживающего фшьтра соединен через последовательно соединенные первый блок дифференцирования, второй блок определения модуля, второй адаптивный фильтр и масштабирующий усили (Л тель с первым входом второго блока суммирования, к второму входу которого подключен выход второго задатчика опорных сигналов, выход блока деления соединен с первым-входом ,регулятора, а выход второго элемента сравнения через блок коррекции соединен с входом задатчика мощности, ; Од отличающаяся тем, что, О 00 СП с целью повьшения качества регулировав ния, она снабжена таймером, первым ивторым ключами, вторым блоком дифференцирования, третьим блоком определения модуля, третьим адаптивным фильтром, вторым сглаживающ№1 фильтром, третьим и четвертым задатчиками опорных сигналов, первым и -вторым пороговымиэлементами и элементом И, причем выходы задатчика мощности и датчика мощности соединены с входами первого элемента сравнения , выходы которого соединены с вторым входом регулятора и парным

СОЮЗ COBFTCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,4(5 ) В 02 С 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР !

10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,, (2i ) 3669915/29 — 33 (22) 08.12.83 (46) 23.03.85. Бюл. Р 11 (72) Е.К.Бабец, В.П.Хорольский, Н.И.Сокур и С.B.Úàáåö (71) Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени горнорудный институт и, Научно-исследовательский проектный институт "Механобрчермет" (53) 621.926(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 405594, кл. В 02 С 25/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 990307, кл. В 32 С 25/00, 1982 (прототип). (54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАГРУЗКИ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА, содержащая двигатель измельчительного агрегата, датчик мощности, задат— чик мощности, первый элемент сравнения, регулятор, пусковой элемент, двигатель питателя, датчик вибрации, детектор, первый сглаживающий фильтр, задатчик уровня вибрации, первый блок дифференцирования, первый и второй блоки определения модуля, первый и второй адаптивные фильтры, блок коррекции, масштабирующий усилитель, первый и второй блоки суммирования, первый и второй задатчик опорных сигналов, второй элемент сравнения и блок деления, причем вход датчика мощности соединен с выходом двигателя измельчительного агрегата, выход регулятора через пусковой элемент подключен к двигателю питателя, выход датчика вибрации через детектор соединен с входом первого сглаживающего фильтра, выход которого и выход задатчика уровня вибрации соединены с входами второго элеменÄÄSUÄÄ 1146085 А та сравнения, выход которого через последовательно соединенные первый блок определения модуля и первый адаптивный фильтр соединен с одним входом первого блока суммирования, к другому входу которого подключен выход первого задатчика опорных сиг налов, а выход первого блока суммирования соединен с первым входом блока деления, к второму входу которого подключен выход второго блока суммирования, выход первого сглаживающего ф.льтра соединеи через последовательно соединенные первый блок дифференцирования, второй блок определения модуля, второй адаптивный фильтр и масштабирующий усилитель с первым входом второго блока суммирования, к второму входу которого подключен выход второго задатчика опорных сигналов, выход блока деления соединен с первым входом ,регулятора, а выход второго элемента сравнения через блок коррекции сое- динен с входом задатчика мощности, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества регулирова-, I ния, она снабжена таймером, первым и вторым ключами, вторым блоком дифференцирования, третьим блоком определения модуля, третьим адаптивным фильтром, вторым сглаживающим фильтром, третьим и четвертым задатчиками опорных сигналов, первым и .вторым пороговыми элементами и элементом И, причем выходы задатчика мощности и датчика мощности соедине" ны с входами первого элемента сравнения, выходы кото ого соединены с вторым входом регулятора и периым 146085 последовательно соединенных нтороп сглаживающий фильтр, второй блок дифния модуля и третий адаптивный фильтр соединены с вторым входом таймера, выход третьего задатчика опорных сигналов соединен с вторым входом первого порогового элемента, а выход четвертого задатчика опорных сигналов— с вторым входом второго порогового элемента. входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом блока коррекции и с первым входом таймера, ференцирования, третий блок определевыход которого соединен с первыми входами второго ключа, первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены с входами элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго ключа, выход которого соединен с третьим входом регулятора, выход первого ключа через

Изобретение относится к автомати-. ческому управлению процессов дробления и измельчения, преимущественно к устройствам управления измельчительных агрегатов . — конусных дробилок, стержневых H шаровых мельниц, мельниц самоизмельчения, и может найти применение на дробильных и обогатительных .фабриках цветной и

10 черной металлургии, химической промьппленности и промышленности строи тельных материалов.

Известно устройство для регулирования загрузки измельчительного агрегата, преимущественно конусной

35 дробилки, содержащее двигатель конусной дробилки, который через дат-. чик мощности соединен .с одним из входов регулятора, другой вход которого соединен с задатчиком мощности, выход которого соединен с датчиком мощности, а выход .регулятора через пускорегулируищую аппаратуру подключен к двигателю питателя 1 J.

Недостатком известного устройства, является возможность возникновения аварийных ситуаций - переполнение дробилки измельчаемым материалом, при максимизации производительности по параметрам сигнала мощности. 30

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является система регулирования загрузки измельчительного агрегата, содержащая двигатель измельчительного агрегата, З5 датчик мощности, задатчик мощности, первый элемент сравнения, регулятор, пусковой элемент, двигатель питателя, датчик вибрации, детектор, первый сглаживающий фильтр., задатчик 40

3 уровня вибрации, первый блок дифференцирования, первый и второй блоки определения модуля, первый и второй адаптивные фильтры, блок коррекции, масштабирующий блок, первый и второй блоки суммирования, первый и второй задатчики опорного сигнала, второй элемент сравнения и блок деления, причем вход датчика мощности соединен с выходом двигателя измельчительного агрегата, выход регулятора через пусковой элемент подключен к двигателю литателя, выход датчика вибраций через детектор соединен с входом первого сглаживающего фильтра, выход которого и выход задатчика уровня вибрации соединен с входами второго элемента сравнения, выход которого через последовательно соединенные первый блок определения модуля и первый адаптивный фильтр соединен с входом первого блока суммирования, к другому входу которого подключен выход первого задатчика опорных сигналов, а выход первого блока суммирования соединен с,первым входом блока деления, к второму входу которого подключен выход второго блока суммирования, выход первого сглаживающего фильтра соединен через последовательно соеди ненные первый блок дифференцирования, второй блок определения модуля,. второй адаптивный фильтр и масштабирующий усилитель с первым входом второго блока суммирования, к второму входу которого подключен выход второго задатчика опорных сигналов, выход блока деления соединен с первым входом регулятора, а выход вто85 4

3 11460 рого элемента сравнения через блок коррекции соединен с входом задатчика мощности (2).

Недостатком известной системы является неучет изменяющихся динамических свойств объекта регулирования.

Цель изобретения — повышение качества регулирования.

Эта цель достигается тем, что сис10 тема регулирования загрузки измельчительного агрегата, содержащая двигатель измельчительного агрегата, датчик мощности, задатчик мощности, первый элемент сравнения, регулятор, пусковой элемент, двигатель питате15 ля, датчик вибрации, детектор, первьп сглаживающий фильтр, задатчик уровня вибрации, первый блок дифференцирования, первый и второй блоки определения модуля, первый и второй адаптивные фильтры, блок коррекции, масштабирующий усилитель, первый и второй блоки суммирования, первый и второй задатчики опорных сигналов, второй элемент сравнения и блок деления, причем вход датчика мощности соединен с выходом двигателя измель чительного агрегата, выход регулятора

"через пусковой элемент подключен к двигателю питателя, выход датчика вибраций через детектор соединен с входом первого сглаживающего фильтра, выход которого и выход задатчика

) уровня вибрации соединены с входами второго элемента сравнения, выход 35 которого через последовательно соединенные первый блок определения модуля и первый адаптивный фильтр соединен с одним входом первого блока суммирования, к другому входу 40 которого подключен выход первого задатчика опорных сигналов, а выход первоro блока суммирования соединен с первым входом блока деления, к второму входу которого подключен вы- 45 ход второго блока суммирования, вы ход первого сглаживающего фильтра соединен через последовательно соединенные первый блок дифференцирования, второй блок определения модуля, 50 второй адаптивный фильтр и масштабирующий усилитель с первым входом второro блока суммирования, к второму входу которого подключен выход второго задатчика опорнлх сигналов, вы- 55 ход блока деления соединен с первым входом регулятора, а выход второго элемента сравнения через блок коррекции соединен с входом задатчика мощности, снабже;. таймером, первым и вторым ключами, вторым блоком дифференцирования, третьим блоком определения модуля, третьим адаптивным фильтром, вторым сглаживающим фнльтром, третьим и четвертым задатчиками опорных сигналов, первым и вторьИ пороговыми элементами и элементом И, причем выходы задатчика мощности и датчика мощности соединены с входами первого элемента сравнения, выходы которого соединены с вторым входом регулятора и первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом блока коррекции и с первым входом таймера, выход которого соединен с первыми входами второго ключа, первого и второго пороговых элементов, выходы которых соединены с входами элемента И, выход которого соединен с вторьи входом второго ключа, выход которого соединен с третьим входом регулятора, выход первого ключа через последовательно соединен ные второй сглаживающий фильтр, второй блок дифференцирования, третий блок определения модуля и третий адаптивный фильтр соединены с вторым входом таймера, выход третьего задатчика опорных сигналов соединен с вторым входом первого порогового элемента, а выход четвертого задатчика опорных сигналов — с вторым входом второго порогового элемента.

Ра чертеже представлена блок-схема .устройства..

Система состоит из двигателя 1, измельчительного агрегата, электрически соединенного датчиком 2 мощности с первым элементом 3 сравнения, на вход которого подается, также сигнал с задатчика 4 мощности, à его выход через регулятор 5, пусковой элемент 6 подключен к двигателю 7 питателя. Система содержит контур адаптивной статической коррекции, включающий датчик 8 вибрации, детектор 9, первый сглаживающий фильтр 10, задатчик 11 уровня вибрации, второй элемент 12 сравнения, первый блок 13 дифференцирования,.первый 14 и второй 15 блоки определения модуля сигналов, первый 16-и второй 17 адаптивные фильтры, масштабирующий усилитель 18,первый 19 и второй 20 блоки суммирования, первый 21 и второй 22 задатчики опорных сигналов, блок 23 деления, блок 24 коррекции. Кроме

1146085 того, система, содержит контур динамической коррекции, включающий таймер 25, первый 26 и второй 27 ключи, второй сглаживающий фильтр 28, второй блок 29 дифференцирования, третий блок 30 определения модуля, третий адаптивный фильтр 31, третий 32 и четвертый 33 задатчики опорных сигналов, первый 34 и второй 35 пороговые элементы, элемент И 36. 10

В качестве блоков 14, 15 и 30 определения модуля использовань1 элементы определения модуля стандартных субблоков КТС ЛИУС-СУПС типа

BNAPT в качестве блоков 13 и 29 15 дифференцирования использованы блоки типа БМАД, в качестве адаптивных фильтров — блоки типа БМАФ.

Система осуществляет регулирование измельчительным агрегатом, в 20 качестве, которого может быть конусная дробилка, стержневая или шаровая мельница, или мельница самоизмельчения, следующим образом.

Выходной сигнал дат,".ика 2 мощнос- 25 ти сравнивается в элементе 3 сравнения с сигналом от задатчика 4 и через регулятор 5, пусковой элемент 6 поступает на двигатель 7 питателя.

Одновременно датчик 8 вибраций преобразует колебания наружного конуса (для конусных дробилок) или вибраций на коренном подшипнике (для мельниц), I в переменное напряжение, которое выпрямляется детектором 9 и сглаживается фильтром 10. Сигнал текущего уровня вибраций для всех типов измельчительных агрегатов является индикатором заполнения измельчительным материалом, а для мельниц изменение характера .вйбраций характеризует динамические свойства измельчительного агрегата по каналу: изменяющийся тип руды по крупности и измельчаемости — запас материала в агрегате.

Сглаженный сигнал уровня вибраций с выхода фильтра 10 поступает на вход блока 13 дифференцирования и на вход элемента 12 сравнения, с другим выходом которого соединен вы- 0 ход задатчика 11 уровня вибрации.

Сигнал рассогласования с выхода элемента 12 сравнения поступает на вход блока 14 определения модуля и на вход блока 24 коррекции задания. Ес- 5 ли величина рассогласования превышает допустимый уровень, блок 24 изменяет задание задатчику 4 мощности, причем для конусных дробилок задание снижается, а для мельниц увеличивается. Это объясняется тем, что увеличение уровня вибраций для конусных дробилок может быть вызвано увеличением количества материала в камере дробления и его крупности, что ведет к переполнению дробилки, подпрессовке конуса и выдаче некондиционного по крупности материала в разгрузке. Увеличение уровня вибраций для стержневых и шаровых мельниц характеризует процесс уменьшения заполнения мельниц материалом, что вызывает переизмельчение материала и может привести к разрушению брони мельниц внутримельничной загрузкой. Для мельниц самоизмельчения повышение уровня вибраций характеризует процесс повышения крупности внутримельничной загрузки и уменьшение содержания твердого в пульпе.

Для всех типов измельчительных агрегатов повышение уровня вибрации ведет к снижению производительности по готовому продукту.

Исследованиями установлено, что процесс повышения уровня вибрации характеризует изменение характеристик перерабатываемого материала по крупности (содержание крупных клаесов), по измельчаемости (времени измельчения до заданной крупности).

Сигнал уровня вибрации с фильтра 10 поступает на блок 13 дифференцирования, где определяется производ-, ная сигнала на фиксированном интер-" вале времени контроля. Сигнал скорости изменения уровня вибрации поступает на второй блок 15 определения модуля и далее на второй адаптивный фильтр 17, с выхода которого получают оценку максимального значения модуя реальной производной сигнала уровня вибрации . Сигнал с выхо,ца блока 17 умножается в блоке 18 на постоянную величину, равную т, и далее складывается в элементе 12 сравнения с сигналом Й от задатчика 22. Сигнал Е рассогласования с выхода элемента 12 сравнения поступает через блок 14 определения модуля и первый адаптивный фильтр 16 на первый блок 19 суммирования, на второй вход которого поступает сигнал от первого задатчика 2 1 опорного сигнала. В блоке 23 деления осуществляется вычисление коэффициента статической коррекции к, характеризующего изменяющиеся статические свойства измельчительноro агрегата по выражению

t,-(j,g) ("..«,) ", — максимальное значение могде Е

1 дуля рассогласования сигналов текущего и заданного уровня вибрации — максимальное значение модуля реальной производной величины уровня вибрации;

,1с„,М вЂ” постоянные настраиваемые величины.

Коэффициент коррекции k с выхода блока 23 поступает на вход регулятора 5, парируя изменяющиеся статические свойства измельчительного агрегата.

Таким образом осуществляется оптимальная по статическим свойствам коррекция величины управляющего сигнала от регулятора 5. В случае постоянства уровня вибрации коэффициент коррекции равен нулю. Одновременно . с изменением задания от блока 24 коррекции в контуре динамической коррекции осуществляется помехоза., щищенная активная идентификация динамического параметра измельчительного агрегата, пропорционального времени достижения первой производной модуля сигнала рассогласования с выхода элемента 3 своего максимального значения, от начального момента времени, совпадающего с моментом изменения задания. Блок 24 запускает таймер 25 и разрешает прохождение сигнала рассогласования

146085 8 с выхода элемента 3 сравнения через ключ 26 на сглаживающий фильтр 28.

Сглаженное значение сигнала с выхода блока 28 поступает через блок,29 дифференцирования и блок 30 определения модуля на адаптивный.фильтр 31, который выделяет максимальное значение модуля производной сигнала рассогласования и останавливает тай1в мер 25 в момент, когда вторая производная модуля рассогласования равна нулю. Сигнал с выхода тайме.— ра 25 поступает на два пороговых элемента 34 и 35, величины порогов в которых задаются задатчиками 32 и 33. Если оцененное в таймере время Т находится в пределах т, „(та т„ькс то сигналы с пороговых элементов 34 и 35 поступают на элемент И, который открывает ключ 27, разрешая прохождение сигнала динамической коррекции от таймера 25 на регулятор 5, изменяющий коэффициент при интегральной составляюшей ПИ закона регулировад ния пропорционально величине сигна»ла с выхода таймера 25.

Если оцененное значение параметра Т выходит за пределы диапазона .(Г„„„ Т„,ц,,), то сигнал коррекции на

30 регулятор 5 не подается. у равление остается прежним.

Таким образом осуществляется компенсация изменяющихся динамических свойств измельчительного агрегата (постоянной времени и времени

s апаздыв ания)

Улучшается качество формируемого устройством переходного процесса, снижаются воэможйости возникновения аварийных ситуаций.

1146085

Составитель В .Алекперов

Техред Т.Дубинчак КорректоР В. Бутяга

Редактор О. Бугир

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 1254/8 Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5