Способ автоматического управления процессом двухстадийного цикла измельчения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1242235 (5ц 4 В 02 С 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я) >)>Д,;! e (. !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3842824/29-33 (22) 16.01.85 (46) 07.07.86. Бюл. № 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов (72) Э. Я. Гутерман, О. И. Рогозина, А. А. Савин и Н. Н. Савина (53) 621.926 (088.8) (56) Патент США № 3773268, кл. В 02 С 25/00, 1973.

Патент ФРГ № 1298395, кл. В 02 С 25/00, 1970. (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДВУХСТАДИИНОГО ЦИКЛА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ в технологической схеме с мельницей самоизмельчения, промежуточной емкостью и шаровой мельницей домола, включающий изменение расхода материала в мельницу самоизмельчения по частоте шума мельницы домола, отличающийся тем, что, с цель(О IIQBышения качества управления, измеряют актиьную мощность, потребляемую приводным двигателем мельницы самоизмельчения и определяют расход материала в мельницу домола, устанавливают максимально допустимое значение активной мощности и минимально допустимое значение частоты шумы мельницы домола, сравнивают активную мощность с ее максимально 1опустимhlì зн3чением, частотм !!!хм 3 мс, 11>Hи II ы LO >IО 13 (с()11! l! !i >13.1 ь— но допустимым 333чением и ki слу !ае, если активная мощность больше максим;)льно допустимого значения, а частота шума мельницы домола бол!Ипе минимально l(!) с(и)!Ого значения, устанавливают изменеkl!!(расхода материала в мельницу самоизмельче-!!и I пронOP!0>01!31ьftо IêòHâHîè 10 .I,IIO(.TII I! и 3 . 1 (! I (i>! I i 1 3 o .(0 I 3 > !! (> 1) и с! л )) в >l (, 1 k> ! I I L ) до()ола 1,:;:: р .,!0113,1ь:и) пасхог!у .!3 тр: 3."3 !

3 МС,I;>Н;1:! > СЗМОИ !>)(.; Ь I(>I>Iß, 3 (С,i!i 3 КГ!!В-! !(>и O .!i,!!()(TI> )0. I l::11 i > <1КС М !!.1 ЬНО "OII >, С "ll мого зн3 iåíèÿ, и:!гсгoò3 н!ума меiIH),1(lи

HII)133k>klO ДО!! 01 ri. О!!) Зинн\. НИИ, ) > i ) Н .!> .!И Ва К) ИЗ:>IL Н(:: И, :! с! С Х()Д .> В мола про!!орци0.:,, О част();с: 3;! !!3мснен. !е расхо,>3 .,:: г(риаз!!! i! и» !и!ицв ..— 1ф/

МОИЗ;>1(, I k>Ч(. пни .!i)l!OP l i I!0 I!3.1 ЬНР Р!1С. (ОД > (>(ш м атер и 3,13 в >! (. ::. .! IL i>,О. О, I!>. 3 ес, и;1 к 1 и в— ная ):Ош):.: 1;, Ь>с, к(с!>,:И..Ь1!о доп . ТИМО! 0 iH! !:":(i : ." 3((ОГИ !!! i: )1(>)1;>!!!(МИНИМ3 ° IЬНО .,(!I! > < I . !ОГО >!I!Iil(НИЯ, >СТ I нг)в. Id lk ) г !i3 il(>(li I!(Р!)с."О.)(1 и !(. 1! и 3. 1"! в > )

lIÐ. iL kIÈЦ, 03МОИЗМЕ1Ь !(1!ИH ПРО!IОРЦ1:ОН!11bHO, 1 ! ь|ъ активной мощности и изменение расхода материала в мельницу;LO: 10.13 Ilрои0рLièонально частоте шума мельницы домо13. jÞ

12422;35

1О

40

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом двухстадийного измельчения материалов с мель ницей самоизмельчения в первой стадии промежуточной емкостью, шаровой мельницей домола во второй стадии и может быть использовано в горно-обогатительной, цементной, химической и других отраслях промыш ленности, где применяется тонкое измельчение материалов в две стадии.

Цель изобретения — повышение качества управления.

Сущность способа управления состоит в изменении структуры управления двухстадийной схемой при изменении условий измельчения в мельнице самоизмельчения и мельнице домола, благодаря чему достигается согласованная производительность обеих стадий, уменьшается возможность аварий, повышается производительность линии.

Переключение контуров управления осуществляется после сравнения текугцей информации о загрузке мельниц с предельными значениями. Указанные заданные значения выбираются таким образом, чтобы уровень материала в промежуточной емкости был минимальным. Вследствие этого запаздывание в системе управления будет минимальным, ".е. повышается эффективность управЛЕIIIIB В ЦЕЛОМ.

В случае уменьшения пропускной способности мельницы самоизмельчения управление расходом материала в мельницу домола производится пропорционально расходу материала в мельницу самоизмельчения, гго позволяет избежать работы мельницы до мола на холостом ходу.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ, общий вид; на фиг. 2 блок питания системы переключателей; на фиг. 3 — — блок-схема устройства в случае, если узким местом технологической схемы является первая стадия; на фиг. 4 — блоксхема устройства для случая, если узким местом является вторая стадия (т.е. мельница домола); на фиг. 5 — блок-схема устройства для случая плохой проходимости материала как в первой, так и во второй стадии.

Допустим, что в момент включения указанного способа управления каждая из мель ниц управляется автономно, линия работает в оптимальном режиме, так как активная мощность, потребляемая главным приводом мельницы самоизмельчения, не превышает максимального значения, а частота шума мельницы домола больше минимально допустимого значения.

Далее вследствие изменения физикохимических характеристик материала мельница самоизмельчения начинает перегружаться, активная мощность начинает возрастать и превышает максимально допустимое значение. Расход материала в мельницу са лоизмсльчения уменьшают, следова тельно, падает уровень заполнения и в мель. нице домола. Если сохранить первоначальную структуру управления, то мельница домола будет работать недогруженной, на выходе схемы получаем переизмельченный, т.е. бракованный продукт, в конечном итоге мельница домола может перейти на холостой ход.

В случае, если активная мощность превышает допустимое максимальное значение, а частота шума больше минимально допустимого значения, то устанавливают изменение расхода в мельницу самоизмельчения пропорционально активной мощности, а изменение расхода материала В мельницъ домола пропорционально расходу материала в мельницу самоизмельчения. Тем самым первая и вторая стадия загружены равномерно, брака на выходе не пабл!одается.

Пусть через некоторый промежуток времени свойства материала изменились таким образом, что активная мощность стала меньше максимально допустимой. Управление родолжает проводится IIo ранее описанному принципу и считается удовлетворительным. С течением времени вследствие различных возмугцсний мельница домола начинает перегружаться, частота шума становится меньн!е минимально допустимой. Если продолжать управление загрузкой мельницы самоизмельчения активной мощности, а вторая стадия не может обработать получаемый расход материала, то сначала получаем на выходе мельницы грубый, бракованный продукт, а затем мельница самоизмельчения переполняется и «çàâàtIèâàåòñÿ», это недопустимо.

При обнаружении данной ситуации структура управления дBvxcTBJHHHoH схемой изменяется, расход в мельницу домола устанавливают пропорционально .астоте шума, а расход в мельницу самоизмельчения пропорционально расходу материала в мельницу домола.

Такая структура управления сохраняется до тех пор, пока мельница самоизмельчения не станет узким местом. При этом возможны две ситуации: переполнена мельница самоизмельчения, а мельница домола работает в нормальном режиме - этому соответствует описанная структура управления обе мельницы переполнены, т.е. активная мощность выше максималы!о допустимого значения, частота шума ниже минимально допустимого. Б этом случае расход материала в мельницу самоизмельчения устанавливают пропорциональным активной мощности, а в мельницу домола — — частоте шума. Мельницы работают автономно, дисбаланс между стадиями компенсируется промежуточной емкостью. При этом запаздывание в системс повышается, но процесс измельчения протекает достаточно стаби Ib1242235 но, качество выходного продукта поддерживается в рамках технологической нормы.

Таким образом, в зависимости от положения определяющего участка технологической схемы имеют место три следующих режима функционирования двухстадийного цикла измельчения: мельница самоизмельчения работает с большей нагрузкой, чем мельница домола; мельница домола работает с большей нагрузкой, чем мельница самоизмельчения; условия измельчения таковы, что мельница самоизмельчения и мельница домола работают с предельной нагрузкой.

В соответствии с указанными режимами работы технологической схемы возможным три структуры системы регулирования: а) основное управление загрузкой мельницы самоизмельчения по сигналу активной мощности потребляемой приводным двигателем мельницы самоизмельчения с последующим управлением загрузкой мельницы домола, пропорционально расходу материала в мельницу самоизмельчения; б) основное управление загрузкой мельницы домола по сигналу датчика степени заполнения мельницы домола с последуюгцим управлением загрузкой мельницы самоизмельчения пропорционально расходу материала в мельницу домола; в) основное управление загрузкой осуществляется одновременно по двум мельни(IBM, в мельницу самоизмельчения — пропорционально сигналу активной мощности, в мельницу домола — пропорционально величине степени заполнения мельницы домола.

Устройство содержит мельницу 1 самоизмельчения, промежуточную емкость 2, шаровую мельницу 3 домола, датчик 4 активной мощности, потребляемой приводным двигателем мелышцы самоизмельчения, регулятор 5 расхода материала в мельницу самоизмельчения по величине активной мощности, задатчик 6 регулятора расхода, исполнительные механизмы 7 и 8, регулирующие органы 9 и 0 расхода материала, датчики 11 и 12 расхода материала, регулятор 13 расхода материала в мельницу домола по степени загрузки мельницы домола; задатчик

14 регулятора расхода, фильтры 15 и 16 низких частот, блоки 17 и 18 сравнения, задатчик 19 максимально допустимого значения активной мощности, задатчик 20 максимально допустимого значения степени заполнения мельницы домола, релейные элементы 21 и 22, реле 23 и 24, регулятор 25 расхода материала в мельницу самоизмельчения по сигналу датчика расхода материала в мельницу домола, регулятор 26 расхода материала в мельницу домола по сигналу датчика расхода материала в мельницу самоизмельчения, замыкающие контакты 27 и 28 реле 29, замыкающие контакты 30 — 32

55 реле 33, замыкающие контакты 34 — 36 реле

37, замыкающие контакты 38 и 39 реле 23, замыкающие контакты 40 и 41 реле 24, размыкающие контакты 42 и 43 реле 37, размыкающие контакты 44 и 45 реле 33, размыкающий контакт 46 реле 24, размыкающий контакт 47 реле 23, блок 48 питания, датчик 49 степени заполнения мельницы домола материалом.

Исходный материал подается В мельницу 1 самоизмельчения, затем в промежуточную емкость 2 и в мельницу 3 домола. Б зависимости от состояния процессов грубого и тонкого измельчения предлагаемый способ реализует три различные структуры контуров регулирования, которым соответствуют блок-схемы, представленные на фиг. 3 — 5.

При изменении условий размола материала в отдельных стадиях изменяется соотношение между Возможнос1 IIII стадий, что может привести к перемеHp узкого места технологической схс,!ь!. В этом случае устройство предусматривает формирование такой структ ры 1(О;!т;:ров х праВления которая наиболес, (лио Огвсчала бы новым ус.-овиЯМ ИЗМЕ.!ЬЧЕII ilя.

С це. ihlo Выбора структуры уира Иле!!ИЯ необходимо определить какая из мельниц работает с большей нагрузкой. Для этого

Величина;1((т!!В(!Ои:.!о!ц!!Ост(. ил!(! яех!ая датчико"! 4, усредня(ется фи lhTooM 6 низКИХ ЧаСТОТ, а В(.Л ИЧ;! . .(i . Г: !!O1: И .(<1(10. I I!PI!È ß

Yicëüí«цы Io Io I(I lI.I i: (1!НСT(H дат 1(1кох! 49 и ус(:едiihoi :- я 1: фи.! . i 6;,:!31;их ча(.тот.

Те ку ц ((. е с р ед и е (3 н а ч (. I l и с с и i 1 а, 1 а а KT и В—

НОй МОЩНОСти С! . гВН(!ВВК>Т И (Х(ОКС СРНВНЕния 17 с vакс;;-::,,и! до!!.(т;.;;ь, !!а !O(ием (задат:! к

Текущ. (.:., .Pе !и (чIеPIнIIиI" пени заполнс11.! мелы!ицы д х!(с„! с(и ВииВаюT 8 блоке, " .р;. ."!" допустимым з::::. (.(!Нс.;:, ::;,; "чo:(2О) . .! !ИтаН И Е СХЕМЫ П Е .:" . 1 !О Ч i i i:.;.! !, И Л ВО Д И Т(Я (Г! блока питания 4;(.

Допустим, что В указанный момент времени ус ГрОистВО находится В состоянии, которому соответствует блок-схема. приведенная на фиг. 3. Данная структура системы реализуется, когда узким м(.(.ToY. TpxHoëoïi÷å(кой схемы является первая стадия. При этом текущее среднее активной мощности будет больше максимально допустимого значения мощности, а текущее среднее стен(ни запо;— нения мельницы помола меныце максимально допустимого значения. Сигнал с блока 17 сравнения поступает на р(.:1(йный элемсHT 21, который осуп.ествляст Включение реле 23.

Реле 23 замыкает контакг 39, что Ведет к включению реле 33. Ре,:е 33 Вклк !е!(о и самоблокируется контактоM 31. КО1!такть .,О и 32 реле 33 замкнуты, ". контакт .. 46:. -14 реле 33 разомкну(ь(.

Управление процессом дв хстадийного измельчения осуществляется следующим об1242235

Зо

5 разом. Датчиком 4 измеряют активную мощность, потребляемую приводным двигателем мельницы 1 самоизмельчения. Управляющее воздействие по расходу исходного материала в мельницу 1 самоизмельчения формируется регулятором 5 пропорционально отклонению измеренного сигнала активной мощности от задания, установленного задатчиком 6, и реализуется исполнительным механизмом 7 совместно с регулирующим органом 9. Управляющее воздействие по расходу материала в мельницу 3 домола формируется регулятором 26 пропорционально величине расхода материала в мельницу 1 самоизмельчения (датчик 11) и реализуется исполнительным механизмом 8 совместно с регулирующим органом 10. Таким образом, загрузка мельницы самоизмельчения производится пропорционально активной мощности, а изменение расхода материала в мельницу домола пропорционально расходу материала в мельницу самоизмельчения.

Данная структура управления будет осуществляться до тех пор, пока не будет измененни в режиме двухстадииного измельчения, например мельница домола станет работать с большей нагрузкой, чем мельница самоизмельчения.

Описанная структура управления в данном случае становится неприемлемой, так как продолжение перегрузки мельницы домола приводит к ее переполнению и остановке линии в целом. Следовательно, если текущее среднее активной мощности меньше максимально допустимого значения, а текущее среднее степени заполнения мельницы домола больше максимально допустимого значения, т.е. узким местом является вторая стадия, то сигнал с блока 18 сравнения поступает на релейный элемент 22, который осуществляет включение реле 24, далее контакт 46 размыкается, контакты 47 и 43 замыкаются, выключается реле 33 и включается реле 37. Реле при включении замыкает контакты 34 — 36 и размыкает контакты 43 и 42. При отключении реле 33 переводятся в замкнутое состояние контакты 44 и 45.

Получаем структуру управления (фиг. 4), при которой изменение расхода в мельницу домола пропорционально степени заполнения ее материалом, т.е. сигнал с датчика 49 степени заполнения поступает на регулятор

13, в котором в соответствии с заданием (задатчик 14) формируется управляющее воздействие по расходу материала в мельницу домола, которое реализуется регулирующим органом 10 исполнительного механизма 8. Величина расхода материала в мель ницу домола контролируется датчиком 12, далее поступает на регулятор 25, который формирует величину расхода материала в мельницу 1 самоизмельчения пропорциональ но расходу в мельницу домола.

Вследствие подачи трудноразмалываемого материала Обе мельницы могут работать с предельной нагрузкой. В этом случае реле 23 я 24 включены. Контакты 46 и 47 разомкнуты, реле 33 и 37 отключены. При этом контакты 43 — 45 и 42 замкнуты, а контакты 33 — -35, 32, 31 и 36 разомкнуты. Контакт 41 реле 24 и контакт 38 реле 23 замкнуты, реле 29 включено, и его контакты 27 и 28 замыкаются. В результате (фиг. 5) расход материала в мельницу 1 самоизмельчения изменяется пропорционально активной мощности, а в мельницу 3 домолг пропорционально степени ее за,юлие.

Даннь.и режим функционирования технолоl H cK0É cxE .Mbl является неже;!гте !ьным.

Предлагаемый способ обеспечивает увеличение взаимосвязи между первой и второй стадиями помола. Исключает возможность перегголнения мельницы домолг, ликвидирует тяжелые ручные работы по разгрузке мельницы домола и может быть реализован па базе микропроцессорной техники.

Преимуществом предлагаемого способа являе1.ся повыц!ение производительности двухстгдийпой схемы измельчения и качества управления за счет изменения структуры системы управления при изменении условий измельчения. Это позвсляет ликвидировать брак нг выходе технологической линии, устранить возможность аварийного перепол!и ния мельниц. повысить производительность технологической лин lи.

1242235

1242235

Редактор А. Сабо

Заказ 3644/12

Состав пе,Ib В. Ллекпсров

Техред И. Верес Корректор В. Вутяга

Тираж 582 11одпнсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушскан наб., д. 4!5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4