Система автоматического управления процессом мокрого измельчения в замкнутом цикле
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ЗАМКНУТОМ ЦИКЛЕ, содержащая датчики расхода руды и воды в мельницу , вода в классифицирующий аппарат, плотности слива классифицирующего аппарата и уровня заполнения мельницы , регуляторы расхода руды и воды в мельницу, уровня заполнения мельницы , расхода воды в классифицирующий аппарат исполнительные механизмы регулирования расхода руды и воды в мельницу, воды в классифицирующий аппарат, блоки управления и опреде , ления качества готового продукта, причем вькоды датчиков расхода воды в мельницу и классифицирующий аппарат , первый выход датчика расхода руды в мельницу подключены к первым входам соответствующих регуляторов, а выходы каждого из регуляторов сое-, динены соответственно с исполнительными механизмами регулирования расхода воды в мельницу и классифицирующий аппарат и руды в мельницу, выход датчика уровня заполнения мельницы подключен к первому входу регулятора уровня заполнения мельницы , выход которого подключен к второму входу регулятора расхода руды в мельницу, второй выход датчика расхода руды в мельницу, выход датчи ка плотности слива классифицирующего аппарата подключены к первому и второму входам блока определения качества готового продукта, а первый вьпсод блока управления подключен к второму входу регулятора уровня заполнения мельницы, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества управления, система снабжена формирователями сигнала, , знака направления движения и величины управляющего воздействия, величи ы интервала движения и унифицированного токового сигнала-, распределите-. лем информации, элементами памяти текущего и предшествующего значения производительности, начальных условий , текущего значения управляющего tib воздействия, направления движения, Kj 4ih арифметическим и логическим блоками, цифроаналоговым преобразователем, :о о программным устройством управления, задатчиками начальных условий, вели чины управляющего воздействия и интервала времени движения, причем третий выход датчика расхода руды в мельницу подключен к второму входу регуляторарасхода воды в мельницу , а четвертый выход датчика расхода руды в мельницу подключен на вход формирователя сигнала, выход которого подключен к первому входу распределителя информации, первый выход которого соединен с входом эле
(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4(51) В 02 С 25 00 а аН =1 :"
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ мельницы подключен к первому входу регулятора уровня заполнения мельницы, выход которого подключен к второму входу регулятора расхода руды в мельницу, второй выход датчикарасхода руды в мельницу, выход датчи ка плотности слива классифицирующего аппарата подключены к первому и второму входам блока определения качества готового продукта, à первый выход блока управления подключен к второму входу регулятора уровня заполнения мельницы, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения качества управления, система снабжена формирователями сигнала,. знака направления движения и величины управляющего воздействия, величи„ ны интервала движения и унифицирован-, ного токового сигнала; распределите-. лем информации, элементами памяти текущего и предшествующего значения производительности, начальных условий, текущего значения управляющего воздействия, направления движения, арифметическим и логическим блоками, цифроаналоговым преобразователем, программным устройством управления, задатчиками начальных условий, величины управляющего воздействия и интервала времени движения, причем третий выход датчика расхода руды в мельницу подключен к второму входу регулятора расхода воды в мельницу, а четвертый выход датчика расхода руды в мельницу подключен на вход формирователя сигнала, выход
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3658028/29-33 (22) 02.11.83 (46) 30 03.85. Бюл. У 12 (72) Е.E. Андреев, П.В. Кузнецов, Е.А. Окчнев и О.Н. Тихонов (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г.В. Плеханова (53) 621.926(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 521012, кл. В 02 С 25/00, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
В 511969, кл. В 02 С 25/00, 1974 (прототип). (54)(57) CHCTEMA АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ЗАМКНУТОМ ЦИКЛЕ, содержащая датчики расхода руды и воды в мельницу, воды в классифицирующий аппарат, плотности слива классифицирующего аппарата и уровня заполнения мельницы, регуляторы расхода руды и воды в мельницу, уровня заполнения мельницы, расхода воды в классифицирующий аппарат, исполнительные механизмы регулирования расхода руды и воды в мельницу, воды в классифицирующий аппарат, блоки управления и. опреде, ления качества готового продукта, причем выходы датчиков расхода воды в мельницу и классифицирующий аппа- . рат, первый выход датчика расхода руды в мельницу подключены к первым входам соответствующих регуляторов, а выходы каждого из регуляторов сое-, динены соответственно с исполнительными механизмами регулирования расхода воды в мельницу н классифицирующий аппарат и руды в мельницу, выход датчика уровня заполнения которого подключен к первому входу распределителя информации, первый выход которого соединен с входом эле1147432 мента памяти предшествующего значения производительности, а выход элемента памяти предшествующего значения производительности подключен к первому входу арифметического блока, к второму и третьему входам которого подключены соответственно элементы памяти текущего значения производительности и начальных условий, причем вход элемента памяти текущего значения производительности подключен к. второму выходу распределителя информации, а вход элемента памяти начальных условий соединен с выходом задатчика начальных условий, выход арифметического блока подключен к первому входу логического блока, вто. рой и третий входы которого подключены к элементам памяти текущего значения управляющего воздействия и направления движения, выход логического блока подключен к первому входу формирователя знака направления движения, первый выход которого подключен к входу элемента памяти направления движения, а второй выход подключен к первому входу формирователя величины управляющего воздействия,. второй вход которого подключен к задатчику величины управляющего
Изобретение относится к автоматизации процессов измельчения полезных ископаемых и может быть использовано в металлургической, химической, огнеупорной промышленности и промьппленности строительных материалов.
Известна самонастраивающаяся система управления барабанной мельницей, которая содержит регулятор поддержания соотношения исходный материал — вода в мельницу, регулятор производительности с корректором задания системы стабилизации заданной производительности по исходной руде, регулятор загрузки шарами, анализатор переходного процесса, задатчики режима работы мельницы и желаемого качества переходного процесса.и обеспечивает максимальную производительность мельницы по перерабатываевоздействия, первый выход формирователя величины управляющего воздействия подключен к входу элемента памяти направления движения, а второй к входу цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу формирователя величины интервала движения, второй вход которого подключен к задатчику величины интервала времени движения, а выход подключен к входу формирователя унифицированного токового сигнала, выход которого соединен с входом блока управления, выходы программного устройства управления подключены к второму входу распределителя информации, к третьему входу арифметического блока, к четвертому входу логического блока, второму входу формирователя знака направления движения и третьему входу формирователя величины интервала движения, втЬрой выход блока управления подключен к третьему входу блока определения качества готового продукта, выход которого, подключен к второму входу регулятора расхода воды в класси» фицирующий аппарат, а третий выход блока управления соединен с третьим входом ре гулятора расхода воды в мельницу . мой руде в условиях дрейфа статической характеристики мельницы при износе шарон и.футеровки f1) .
Недостатком системы является от5 сутствие регулирования качества готового продукта, вследствие чего при изменении физических свойств руды кондиции на крупность слива классификатора могут не выдерживаться, приводя к выдаче бракованной продукции.
Наиболее близкой к предлагаемой но технической сущности является система автоматического управления процессом мокрого измельчения в замкнутом цикле, содержащая датчики расхода руды и воды в мельницу, воды в классифицирующий аппарат, плотности слива классифицирующего аппарата и
20 уровня заполнения мельницы, регуля114743
RO горы расхода руды и воды в мельницу, уровня заполнения мельницы, расхода воды в классифицирующий аппарат, исполнительный механизмы регулирования расхода руды и воды в мельницу, воды в классифицирующий аппарат, блоки управления и определения качества готового продукта, причем выходы датчиков расхода воды в мельницу и классифицирующий аппарат, пер- 1р вый выход датчика расхода руды в мельницу подключены к первым входам соответствующих регуляторов, а выходы каждого из регуляторов соединены соответственно с исполнительными ме- 15 ханизмами регулирования расхода воды в мельницу и классифицирующий аппарат и руды в мельницу, выход датчика уровня заполнения мельницы нодключен к первому входу регулятора уровня заполнения мельницы, выход которого подключен к второму входу регулятора расхода руды в мельницу, второй выход датчика расхода руды в мельницу, выход датчика и- 25 ности слива классифицирующего аппарага подключены к первому и второму входам блока определения качества готового продукта, а первый выход блока управления подключен к второму входу регулятора уровня заполнения мельницы. Известная система автоматически восстанавливает уровень заполнения мельницы материалом и поддерживает заданное качество готового продукта при изменяющихся свойствах руды f2).
Однако данная система не обеспечивает достижение максимально возможной производительности по готово- 40 му продукту, так как по своей сути является устройством, стабилизирующим заданный запас материала в мельнице. Система стабилизирует подачу воды в мельницу и обеспечивает та- 45 ким образом достижение лишь локаль- ного оптимума по эффективности измельчения материала с переменными физико-механическими свойствами, что также ограничивает производительность50 цикла измельчения. Кроме того, введение сигнала коррекции в регулятор ! подачи воды в классификатор после определения отклонения качества выдаваемого продукта от заданного - 55 затягивает процесс компексации возникающих отклонений, что снижает качество регулирования, а исполь2 4 зование в системе датчика степени заполнения без дополнительных мер компенсации дрейфа его характеристики, всегда имеющего место, может привести к завалу мельницы или ее недопустимой разгрузке.
Целью изобретения является повышение качества управления.
Цель достигается тем, что система автоматического управления процессом мокрого измельчения в замкнутом цикле, содержащая датчики расхода руды и воды в мельницу, воды в классифицирующий анпарат, плотности слива классифицирующего аппарата и уровня заполнения мельницы, регуляторы расхода руды и воды в мельницу, уровня. заполнения мельницы, расхода воды в классифицирующий аппарат, исполнительные механизмы регулирования расхода руды и воды в мельницу, 1воды в классифицирующий аппарат, блоки управления и определения качества готового продукта, причем выходы датчиков расхода воды в мельницу и классифицирующий аппарат, первый выход датчика расхода руды в мельницу подключены к первым входм соответ-, ствующих регуляторов, а выходы каждого из регуляторов соединены соответственно с исполнительными механизмами регулирования расхода воды в мельницу и классифицирующий аппарат и руды в мельницу, выход датчика уровня заполнения мельницы подключен к первому входу регулятора уровня заполнения мельницы, выход которого подключен к второму входу регулятора расхода руды в мельницу, второй выход датчика расхода руды в мельницу, выход датчика плотности слива классифицирующего аппарата подключен к пер" вому и второму входам блока определения качества готового продукта, а первый выход блока,управления подключен к второму входу регулятора уров-. ня заполнения мельницы, снабжена формирователями сигнала, знака направления движения и величины управляющего воздействия, величины интервала движения и унифицированного .токового сигнала, распределителем информации, элементами памяти текущего и предшествующего значения производитель ности, начальных условий, текущего значения управляющего воздействия, направления движения, арифметическим и логическим блоками, цифроана1147432
В логовым преобразователем, программным устройством управления, задатчи. ками начальных условий, величины управляющего воздействия и интервала времени движения, причем третий вы- 5 ход датчика расхода руды в мельницу подключен к второму входу регулято-, ра расхода воды в мельницу, а четвертый выход датчика расхода руды в мельницу подключен на вход формирова- 10 теля сигнала, выход которого подклю- чен к первому входу распределителя информации, первый выход которого соединен с входом элемента памяти предшествующего значения производи- 15 тельности, а выход элемента памяти предшествующего значения производительности подключен к первому входу арифметического блока, к второму и третьему входам которого подключены 20 соответственно элементы памяти текущего значения производительности и начальных условий, причем вход элемента памяти текущего значения производительности подключен к второму выходу распределителя информации, а вход элемента памяти начальных условий соединен с выходом задатчика начальных условий, выход арифметического блока подключен к первому 30 входу логического блока, второй и третий входы которого подключены к элементам памяти текущего значения управляющего воздействия и направления движения, выход логического блока подключен к первому входу формирователя знака направления движения, первый выход которого подключен к входу элемента памяти направления движения, а второй выход подклю- 4g чен к первому входу формирователя величины управляющего воздействия, второй вход которого подключен к задатчику величины управляющего воздействия, первый выход формировате- 4S ля величины управляющего воздействия подключен к входу элемента памяти направления движения, а второй — к входу цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к пер-БО вому входу формирователя величины интервала движения, второй вход которого подключен к задатчику величиro устройства управления подключены к второму входу распределителя информации, к третьему входу арифметического блока, к четвертому входу логического блока, второму входу формирователя знака направления движения и третьему входу формирователя величины интервала движения, второй выход блока управления подключен к третьему входу блока определения качества готового продукта, выход которого подключен к второму входу регулятора расхода воды в классифицирующий аппарат, а третий выход блока управления соединен с третьим входом регулятора расхода воды в мельницу.
На фиг. 1 изображена предлагаемая схема; на фиг. 2 — примеры работы системы.
Система содержит датчик 1 расхода руды, выход которого подключен на один из входов регулятора 2 расхода руды, управляющего исполнительным механизмом 3, воздействующим на скорость подачи материала в мельницу.
Расход подаваемой в мельницу воды контролируется с помощью датчика 4 расхода воды и регулируется регулятором 5 расхода воды, формирующим управляющее воздействие по сигналам расхода воды и руды от датчика 4 и
1, и управляющим исполнительным механизмом б, связанным с регулирующим клапаном расхода воды в мельницу.
Расход воды, подаваемой на классификацию, измеряется с помощью датчика 7, подключенного к регулятору 8
1 расхода воды в классификатор, посредством исполнительного механизма 9, воздействующего на регулирующий клапан расхода воды в классификатор.
Плотность слива классификатора контролируется датчиком 10 плотности, выдающим сигнал в блок 11 определения качества готового продукта, изменяющий задание регулятору 8 по" дачи воды в классификатор, Запас материала в мельнице контролируется с помощью датчика 12, включенного на вход регулятора 13 уровня заполнения мельницы пульпой, изменяющего задание регулятору 2 расхода руды. ны интервала времени движения, а выход подключен к входу формировате- 5 ля унифицированного токового сигнала, выход которого соединен с входом блока управления, выходы программноВыход: датчика расхода руды подключен на вход формирователя сигнала 14, представляющего собой преобразователь аналогового сигнала весоизме1147432
10
45
55 рителя в дискретный импульсный сигнал, поступающий на вход распределителя информации 15, который по сигналу программного устройства 16 управления распределяет информацию о расходе руды между .элементом памяти 17 текущего значения производительности и элементом памяти 18 предшествующего значения производительности.
Задатчиком 19 и элементом памяти
20 задаются начальные условия оптимизации процесса измельчения, которые передаются в арифметический блок 21, к которому подключены также элементы памяти 17 и 18 и один из выходов программного устройства 16.
Элемент 22 памяти текущего значения управляющего воздействия и элемент
23 памяти направления движения слу- 2О жат соответственно для фиксирования формируемого оптимизирующего воздействия на объект управления и направления движения объекта к оптимуму.
Выходные сигналы элементов 22 и 23 совместно с сигналом от арифметического блока 21 и программного устройства 16 поступают в логический блок 24. Последний выдает сигнал на формирователь 25 знака направле- ЗО ния движения, который по сигналу программного устройства 16 выдает сигнал в элемент 23 памяти и на формирователь 26 величины управляющего воздействия. Последний связан с элементом 22 памяти текущего значения управляющего воздействия, с цифроаналоговым преобразователем
27, и с задатчиком 28 величины управляющего воздействия. Задатчик 29 4 величины интервала времени движения совместно с формирователем 30 величины интервала времени движения, управляемым по команде от программного устройства 16, воздействует на формирователь унифицированного токового сигнала 31 посредством выходного сигнала цифроаналогового преобразователя 27. Сформированный унифицированный токовый сигнал поступает с формирователя 31 s блок 32 управления, выходы которого подключены на входы блока 11, регулятора 5 расхода водй в мельницу и регулятора
13 уровня заполнения мельницы пульпой.
Система работает следующим обра-. зом.
Мгновенное значение нагрузки мельницы, подаваемой рудой, непрерывно контролируется с помощью датчика расхода руды 1, выходные сигналы с которого поступают на регуляторы 2 и 5, стабилизирующие посредством исполнительных механизмов 3 и 6 соответственно производительность мельницы по свежей руде и соотношение между расходами руды и воды, подаваемой в мельницу и измеряемой с помощью датчика 4 расхода воды. Контур. 1-2-3 позволяет отстроиться в процессе регулирования от нежелательных колебаний сигнала мгновенной нагрузки при изменении крупности кусков руды. Контур 4-5-6 в отличие от прототипа обеспечивает подачу воды в мельницу соответственно подаче руды, создавая необходимое разжижение пульпы внутри мельницы и предотвращая преждевременный завал мельницы рудой до наступления глобального оптимума., Соответствующая подача руды и воды в мельницу формирует условия протекания процесса измельчения и в зависимости от свойств измельчаемой руды (крупности, твердости, измельчаемости)определяет скорость образования готового продукта в мельнице и вывода материала из мельницы. Если подаваемая в мельницу руда обладает высокой степенью измельчаемости, то скорость образования готового класса и вывода материала из мельницы соответствуют друг другу и мельни ца способна эффективно перерабатывать весь подаваемый материал. Если измельчаемость подаваемой руды снижается, то скорость образования готового продукта уменьшается и из мельницы выносится недоизмельченный продукт, возвращающийся в мельницу в виде циркуляции с песками классифицирующего аппарата. Если не снижать подачу руды, то мельница может переполниться, что приведет к аварии. Известно, что для каждого . типа руды с определенными физическими свойствами имеется только одно значение степени заполнения мельницы материалом, которое обеспечивает достижение максимально возможной производительности по готовому продукту.
Таким образом, для каждого типа руды необходимо отыскивать свой оптимальный уровень заполнения мель1147432
l0 ницы и лишь после этого поддерживать его. Это обстоятельство прототип не учитывает. Функцию поддержания уровня заполнения выполняет контур стабилизации, включающий датчик 12 уров- 5 ня заполнения, например электродинамический генераторный датчик шума, сигнал с которого подается на регулятор 13, вырабатывающий сигнал задания регулятору стабилизации подачи 10 руды, и изменяющий таким образом, подачу руды в зависимости от изменения степени измельчаемости руды. Изменение измельчаемости руды не должно сказываться на качестве готового 15 продукта. Для стабилизации заданного качества готового продукта служит автономный контур регулирования подачи воды в классифицирующий аппарат, включающий датчик 7 расхода подавае- 20 мой воды, регулятор 8 и исполнительный механизм .9, сочлененный с регулирующим клапаном подачи воды.
Как отмечалось, для достижения глобального оптимума необходимо осуществлять постоянно поиск значения уровня заполнения мельницы материалом, обеспечивающего для данной руды с конкретными физическими свойствами максимум производительности по
ЗО готовому продукту. В установившемся состоянии производительность по готовому продукту равна производительности по свежей руде. Поиск оптимального значения уровня заполнения, дос- э тавляющего максимум производительности по свежей руде, осуществляется периодически. Для этого сигнал, пропорциональный текущей производительности, снимается с датчика веса 4 и подается на формирователь 14, осуществляющий преобразование аналогового сигнала веса руды на ленте конвейера в дискретный импульсный сигнал.
Этот сигнал в течение каждого цикла поиска очередного значения. уровня заполнения суммируется и запоминается в виде производительности за этот цикл элементами 17 памяти текущего значения производительности и предшествующего 18. При этом распределителем информации 15 осуществляется обмен информацией элементов намятн
17 и 18. Таким образом, информация о текущем значении производнтельнос- ти эа текущий цикл поиска запоминается ячейкой памяти текущего значения, но по окончании этого цикла для последующего оиа становится предшествующей ° Распределитель !5 управляется во времени прбграммно-временным циклическим устройством 16. В конце каждого,очередйого цикла поиска по команпе программного устройства 16 нарялу с обменом информацией между элементами 17 и 18 и арифметическим блоком 21 осуществляется вычислительная операция вычитания предыдущего значения из текущего.
Первоначальное исходное значение текущей производительности задается эадатчиком 19 и запоминается элементом питания 20. Результаты операции вычитания в арифметическом блоке 21 передаются в логический блок 24; который по команде от программного устройства 16 производит оценку того, на сколько удалет бып поиск в предыдущем цикле. Для этого логический блок 24 анализирует информацию элемента памяти 23 о том, в какую сторону был осуществлен предыдущий поиск, учитывает текущее значение управляющего воздействия на данный момент времени, фиксируемого элемента памяти 22, и если результаты вычисления в блоке 21 таковы, что в результате текущего поиска уровня заполнения производительность возросла, то логический блок 24 дает команду блоку формирования 25 знака направления движения на повторение предыдущего поиска. Если предыдущий поиск был неудачен и привел к снижению производительности, то блоку 25 дается команда на изменение в следующем цикле направления поиска на противоположное по сравнению с предыдущим. Блок 25, выполняя команду логического блока 24 и программного устройства 16, формирует знак направления очередного поиска, который запоминается элементом памяти 23 для носЛедующего использования,"и дает команду формирователю 26 для формирования нового значения управ- . ляющего воздействия, т.е. значения уровня заполнения для очередного цикла поиска. Формирователь 26 величины управляющего воздействия формирует новое значение управляющего воздействия таким образом, что алгеб ранчески суммирует (с нолученннм знаком) текущее значение управляющего воздействия с сигналом от эадатчика 28. Последний служит для выбора
1147432
10 величины относительно изменения управляющего воздействия при очередном его изменении и является одной из настроек системы управления, используемой однократно при наладке сис- 5 темы, и новое значение управляющего воздействия передается в элемент 22 и запоминается там в цифровой форме. Для последующего использования управляющее воздействие преобразуется в аналоговый сигнал в цифроаналоговом. преобразователе 27 и окон1 чательно формируется в унифицированный токовый сигнал в формирователе
31 унифицированного токового сигнала:
Выдача сформированного управляющего воздействия осуществляется циклически через интервал времени, формируе-. мые с помощью задатчика 29, являющегося также подстройкой системы, и формирователя 30 величины интервала движения 30, управляемого программным устройством 16, осуществляющим синхронизацию во времени всех командных сигналов. Выдача унифицированного
25 токового сигнала управляющего воздействия осуществляется в блок 32 управления, формирующий сигнал задания нового значения уровня заполнения мельницы для регулятора 13, отра- батывающего изменение.задания и стабилизирующего уровень заполнения на этом новом значении в течение цикла поиска при изменении свойств руды.
Поскольку поиск оптимума производит- 35 ся непосредственно по производительности цикла, то система управления автоматически отстраивается от любых нежелательных изменений параметров датчиков, например, степени запол- "© . кения и т.п., чем предотвращаются аварийные релФмы. Одновременно с изменением задания на установление .нового значения уровня заполнения блок 32 управления выдает сигнал 4 блоку 11 иа изменение подачи воды в классифицирующий аппарат, предотвращая отклонение качества готового продукта от задания вследствие изменения условий измельчения материала при изменении уровня заполнеиия мельницы. Блок 11 определения качества готового продукта по сигналам от датчика- 10 плотности слива классифицируцщего аппарата, датчика - 5
1 веса руды и от блока 32 управления осуществляет величины-изменения подачи воды в классифицирукиций аппарат и вводит эту величину в виде нз— менения задания регулятору 8 подачи воды на классификацию.
Так как сигнал от блока 32 управления выдается в-блок 11 несколько раньше, чем успеют измениться условия измельчения материала в мельниl це на очередном шаге поиска оптимума, то этим .самым обеспечивается эффект предварения отклонения качест ва гового продукта от заданного, а поскольку это не позволяет отклоняться от задания по качеству выходного продукта, то в системе не возникает глубоких колебаний переходного процесса, чем значительно улучшается качество процесса регулирования.
Таким образом, система постоянно отыскивает режим работы цикла измельчения, наиболее благоприятный для данной руды, обеспечивая максимально возможную производительность по готовому продукту заданного качества, предотвращая аварийные режимы работы.
Для практической реализации предлагаемой системы предлагается использовать приборы токовой ветви
ГСП и микросхемы серии К155, К133, К176.
Программное устройство управления состоит иэ генератора тактовых импульсов, вырабатывающего прямоугольные импульсы длительностью 1 с.
Импульсы от генератора импульсов
1 поступают на счетный вход микросхемы, являющейся двоично-десятичным счетчиком. Последовательно с ней работают также аналогичные счетчики, образуя пересчетную схему на 10000 импульсов и формируя таким образом интервалы в 1,2,4, также в 1000, 2000, 4000 и 8000 с. Носредством формирователя
30 осуществляется выбор нужного интервала времени движения gt иэ приведенной последовательности 1000, 2000, 4000 или 8000 с. Таким образом, по истечении выбранного интервала времени на выходе микросхемы появляется необходимый сигнал.
Программное устройство является программно-временным циклическим устройством, служащим для управления отдельными блоками системы согласно алгоритму его функционирования.
Арифметический блок состоит из трех двоично-десятичных реверсивных счетчиков, включенных последовательно.
1147432!
Работа арифметического устройст- ва происходит следующим образом.
Импульсом от программного устройства 16, инвертирующимся микросхемой, производится сброс всех счетчиков на "0". Затем по соответствующей команде от программного устройства 16 информация, записанная в ячейке памяти 18, фиксируется в счетчиках. На вычитающий вход счетчиков поступают импульсы сигнала текущей производительности. Каждый раз за время gt отсекается количество импульсов, пропорциональное текущей производительности.
Логический блок состоит из триггера, собранного на микросхемах, устройства сброса триггера и двух логических элементов.
Пример 1. Допустим, в некоторый момент времени t система управления и объект находятся в исходном положении, которому соответствует определенная производительность по готовому продукту о, запас материала М в мельнице, заданная крупность помола. Пусть в этот момент времени системой управления ставится"задача поиска оптимума, т.е. максимума производительности по готовому продукту заданного качества.
Для этого задатчиком 19 задается значение. запаса N=N которое фиксируется элементом памяти 20 как исходное значение для поиска и запус кается программное устройство 16.
Поскольку в первый момент времени информация в элементах памяти 17, 18 и 23 отсутствует, то на выходе формирователя 26 устанавливается сигнал, соответствукиций значению М4, который окончательно формируется и выдается блоками 27, 31 и 32 как исходное условие. Программное устройство 16 разрешает распределителю информации 15 подключить вход элемента памяти текущего значения производительности 17 к формирователю сигнала 14. При этом ячейка памяти начинает накапливать информацию об объекте, принимая и суммируя импульсы сигнала производительности, По истечении времени $ t формируемого программным устройством, задатчиком 29 и формирователем 30 в момент программйое устройство 16 выдает команду в блок 25, который .на первом шаге оптимизации независимо от
I сигналов, формируемых блоками 21 и
24, выдает. команду формирователю 26 на увеличение запаса M. Знак "увеличения" запоминается ячейкой памя5 ти 23. В тот же момент программное устройство выдает команду распределителю информации 15, который переписывает информацию из ячейки 17 и
18. Формирователь 26 с полученным знаком увеличивает значение управляющего сигнала на величину М, задаваемую задатчиком 28. Значение выходного сигнала запоминается элементом памяти 22 и преобразуется блоком 27 в унифицированный токовый сигнал, который посредством блоков 29, 30 и 31 выдается в блок управления 32. Блок управления вццает сигналы задания в регуляторы 5
20 и 13 и корректирукхций сигнал в блок 11. Отрабатывая возникшие рассогласования регуляторы расхода руды и воды увеличивают заГрузку мельницы пульпой, а блок 11 посредством контура регулирования подачи воды стабилизирует заданное качество помола. В итоге к моменту t2 =й .ф замкнутый цикл измельчения приходит
30 в точку 2 с координатами М и Я
+ d Q. В момент времени t по ко.2 ° маиде от программного устройства арифметическое устройство сравнивает производительности за интервалы времени t2 t1 H t< t0 выдает pegy тат в логическое устройство, которое по команде от программного устройства, используя данные элементов
i22 и 23, на основании полученного сиг
40 нала от арифметического устройства ...з расценивает последствия предыдущего шага как положительные, приведшие к. увеличению производительности на величину d Q=Q -Q и выдает блоку 25 л
45 сигнал на повторение знака управляющего воздействия. Аналогично рассмотренному процессу повторяются действия блоков 22, 23, 25, 26, 27, 30, 31 и 32, что также приводит к
50 увеличению загрузки мельницы и производительности по готовому продукту. Таким образом, система управления способна привести объект управления в точку 3 и т.д., вплоть до
55 точки экстремума Мщщ и Q
ear< двигаясь по кривой 0, характеризующей тип, свойства перерабатываемого материала.
1147432
1О
45
Пример 2. Допустим, в некоторый момент времени t резко изме9 нились свойства измельчаемой руды, например увеличилась крепость, твердость руды (кривая 8). При этом мельница в первый мбмент начинает выдавать в классификатор недоизмельчаемый материал, плотность слива классификатора начинает возрастать и для того, чтобы недопустить закрупнения помола, контур регулирования 7-8-9 начинает увеличивать расход воды в классификатор. Крупность слива восстанавливается, но при этом возрастает циркуляционная нагрузка мельницы и мельница начинает переполняться. Увеличение уровня заполнения мельницы воспринимается датчиком 12 и регулятор 13 изменяет задание регулятору 2 расхода руды. От- М рабатывая создавшееся рассогласование, контур стабилизации расхода руды 1-2-3 уменьшает подачу руды в мельницу, предотвращая аварийный завал мельницы. Соответственно измене- 5 нию расхода руды контур регулирова- .. ния 4-5-6 уменьшает подачу воды в мельницу, стабилизируя плотность пульпы внутри мельницы и создавая благоприятные условия для дальнейmего процесса измельчения руды с из- . менившимися свойствами. Система и объект управления переходят в точку 4, которая характеризуется координатами И И (с(1 . Если переход из точки 3 в точку 4 совпал с оконча- нием очередного шага g t, то (выпуская иэ описания рассмотренные в примере 1 действия) в элементе памяти 17 окажется результат меньший, чем в ячейке 18, при этом арифметический блок 21 выдает в логичес,кий блок 24 результат сравнения, на основании которого устройство 24 . расценивает предыдущий шаг как неудачный и выдает команду блоку 25 на формирование противоположного (по сравнению с предыдущим шагом) знака и т.д. На выходе блока управления 32 появляется корректирующий сигнал на уменьшение подачи воды в классификатор и сигналы задания регулятором 8 н 13 на уменьшение подачи воды и подачи руды в мельницу. Э результате этого система управ. пения делает как бы неверный шаг, несколько разгружая мельницу и приводя объект управления в точку 5 координатами М сМ, О ;Q . Однако это необходимо для распознания ухудшения свойств руды, зато по окончании очередного промежутка p t система аналогично предыдущему шагу изменяет знак управляющего воздействия и переходит далее в точку 6, затем в точку 7 и т.д. и способна привести к точке экстремума для данной руды с координатами М „ и Я,„о,>.
Пример 3. Допустим, что в точке 7 изменились свойства руды в сторону улучшения измельчаемости.
Контуры регулирования 7-8-9, 1-2-3 и 4-5-6 (по аналогии с предыдущим примером) приводят систему и объект управления в точку 8 с координатами
М> М1, Q > gg и блок УпРавления 32 выдает сигнал на движение в точку 9, затем в точку 10 и т.д., вплоть до точки экстремума М,„, Я „, двигаясь по кривой С.
Пример 4. Допустим, система управления подвела объект к точке экстремума М,„,„, Q ù„ . Тогда из точки 11 делается шаг в точку 12.
При этом (в отличие от рассмотренных примеров) (1 = 1 . Такая ситуация вполне возможна. В этом случае арифметический блок 21 выдает в логический блок 24 результат равно и логический блок расценивает это точ, но также, как если бы Q, Q поскольку в него заложен алгоритм переключений: (" > Я; — повторить знак предыдущего воздействия, Q < Q 1 — изменйть знак воздействия на обратный по сравнению с предыдущим шагом (Q — текущее значение производительности ; „ — предшествующее значение производительности).
Таким образом, достигнув точки экстремума, система управления совершает устойчивые автоколебания в окрестности оптимума (точки 11, 12, 13, 14), причем величина размаха колебаний определяется величиной интервала времени движения, задаваемого задатчнком 30.
Таким образом, система позволяет все время держать замкнутый цикл измельчения на оптимуме его технологических возможностей, предотвращая аварийные режимы перегруза и недогруза мельницы, а также исключая- отклонение выдаваемого продукта от -кондиций по крупности помола.
1147432
1147432
-Q ь 10 ©у Уу Ь ".ь с С ц ч % Ф 1 % nq n n> / ь Р1у Р08ень заполнения кельницы, Щи. я h Составитель В. Алекперов Редактор Т. Иитейко .Техред С.Легеза Корректор. А. Тяско Заказ 1442/9 - Тираж 584 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4q 
