Система автоматического управления процессом измельчения

 

Изобретение относится к автоматизации процессов сухого измельчения материалов в шаровых барабанных мельницах , .может быть использовано в горно-рудной промьшшенности, теплознер - гетике, промьгашенности строительных материалов и позволяет повысить ка- . In честно управления. Предлагаемая система содержит питатель 1j исполнительный механизм 2, конвейер 3,мельницу 4, задатчик 5 расхода сырья, датчик 6 расхода сырья, элементы 7 и 8 сравнения, регулятор 9 расхода сырья, датчик 10 заполнения мельницы, задатчик 1I заполнения, регулятор I2 коррекции, кo fflapaтopы 13 и 14, триггер 15, делитель 16 сигналов, дифференцирующий блок 17, усилитель 18, сумматор 19, блок 20 интегрирования сигнала коррекции, ключи 21 и 22, элемент И 23, реле 24 времени, элемент НЕ 25, программатор 27, задатчик 28 максимальной скорости, элемент 29 сравнения, компараторы 30 и 31, элемент ИЛИ 32, регулятор 33 коррекции , блок 34 интегрирования сигнала коррекции, ключи 35 и 36, элемент И 37, реле 38 времени, компаратор 39, элемент НЕ- 40 и дифференцирующий блок 26. I ил. СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

g1) 4 В 02 С 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4119702/29-33 (22) 23.06.86 (46) 23.12.87. Бюл. ¹ 47 (7)) Научно-производственное объединение по автоматизации горно-рудных металлургических предприятий и энергетических объектов черной металлургии "Днепрчерметавтоматика" (72) Б.И. Цинис и А.R. )11квирский (53) 621 . 926 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 575129, кл. В 02 С 25/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 910194, кл. В 02 С 25/00, 1975. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизации процессов сухого измельчения материалов в шаровых барабанных мельницах, .может быть использовано в горно-рудной промьппленности, теплоэнер" гетике, промышленности строительных материалов и позволяет повысить качество управления ° Предлагаемая система содержит питатель 1, исполнительный механизм 2, конвейер З,мель" ницу 4, задатчик 5 расхода сырья, датчик 6 расхода сырья, элементы 7 и

8 сравнения, регулятор 9 расхода сырья, датчик 10 заполнения мельницы, задатчик 11 заполнения, регулятор )2 коррекции, компараторы )3 и 14, триггер 15, делитель 16 сигналов, дифференцирующий блок 17, усилитель 18, сумматор 19, блок 20 интегрирования сигнала коррекции, ключи 21 и 22, элемент И 23, реле 24 времени, элемент BE 25, программатор 27, задатчик 28 максимальной скорости, элемент 29 сравнения, компараторы 30 и

31, элемент ИЛИ 32, регулятор 33 коррекции, блок 34 интегрирования сигнала коррекции, ключи 35 и 36, элемент И 37, реле 38 времени, компаратор 39, элемент HE 40 и дифференцирующий блок 26. 1 ил.

136079

Изобретение относится к автоматизации процессов сухого измельчения материалов в шаровых барабанных мельницах и предназначено для применения в горно-рудной промышленности, теплоэнергетике, промышленности строительных материалов, Цель изобретения — повышение качества управления. 10

На чертеже показана блок-схема предлагаемой системы.

Система включает питатель 1, и=— полнительный механизм 2, конвейер 3, мельницу 4, задатчик 5 расхода сырья, 1г, датчик 6 расхода сырья, элементы 7 и

8 сравнения, регулятор 9 расхода сырья, датчик 10 заполнения мельницы, задатчик 11 заполнения, регулятор 12 коррекции, первый 13 и второй 14 ком- 20 . параторы, триггер 15, делитель 16 сигнала, дифференцирующий блок 17, усилитель 18, сумматор 19, блок 20 интегрирования сигнала коррекции, ключи 21 и 22, элемент И 23, реле 24 времени, элемент НЕ 25, дифференци.рующий блок 26, программатор 27, задатчик 28 максимальной скорости, элемент 29 сравнения, компараторы 30 и

31, элемент ИЛИ 32, регулятор 33 кор- З0 рекции, блок 34 интегрирования сигнала коррекции, ключи 35 и 36, элемент

И 37, реле 38 времени, компаратор 39, элемент НЕ 40.

Система работает следующим образом.

Сигнал датчика 6 расхода сырья сравнивается на элементе 7 сравнения с сигналом задатчика 5 расхода сырья и с сигналом коррекции, поступающим 40 с выхода сумматора 19, с выхода элемента 7 сравнения сигнал разбаланса поступает на вход регулятора 9 расхода сырья, который управляет через исполнительный механизм 2 питателем 1, 45 изменяя скорость его вращения, а следовательно, и расход сырья, поступающего по конвейеру 3 в мельницу 4.

Если размолоспособность материала хорошая и мельница недогружена, выде- б0 ленная на элементе 8 сравнения разность сигналов датчика 10 заполнения мельницы и задатчика 11 заполнения поступает на вход регулятора 12 коррекции, который вырабатывает сигнал увеличения коррекции, поступающий на элемент 7 сравнения через ключ 22, блок 20 интегрирования сигнала коррекции и сумматор 19. Периодичность прохождения корректирующего сигнала через ключ 22 в блок 20 интегрирования сигнала коррекции определяется уставкой (Тр >) реле 24 времени, которая выбирается с учетом длительности переходного процесса заполнения мельницы и равна Tрq = 1,5-2T . Выдача сигнала реле 24 времени синхронизирована импульсами, поступающими с первого регулятора 12 коррекции.

Это позволяет подавать корректирующие воздействия после окончания очередного переходного процесса, что обеспечивает плавный подвод заполнения мельницы к номинальному значению. На элементе 7 сравнения сигнал суммируется с сигналом задатчика 5 расхода сырья и регулятор 9 расхода сырья отрабатывает рассогласование, увеличивая расход сырья по апериодическому закону. !

В случае ухудшения размолоспособности исходного материала уровень заполнения мельницы начинает увеличиваться с определенной скоростью, дифференцирующий блок 26 выдает на выходе сигнал, равный первой производной сигнала датчика 10 заполнения мельницы (dx /dt), если значение первой производной Йх /dt превышает максимальное значение dx„ /dt, установленное задатчиком 28 максимальной скорости, элемент 29 сравнения формирует на своем выходе сигнал рассогласова- ния, который отрабатывается регулятором 33 коррекции. Выходной сигнал регулятора 33 коррекции через ключ

35 поступает в блок 34 интегрирования сигнала коррекции, уменьшая значение сигнала, хранящегося в блоке ."

34, Сигнал через ключ 35 проходит до

I йх» тех пор, пока dx /dt) — . Выходной с1 сигнал с блока 34 интегрирования сигнала коррекции поступает на вход сумматора 19, уменьшая значение выходного корректирующего воздействия на выходе сумматора 19, и, как следствие, уменьшается значение расхода сырья на входе мельницы. Действия этого контура коррекции предваряют действия основного контура коррекции, реализованного с помощью регулятора

12 коррекции, чем обеспечивается гашение возможных нежелательных последствий, вызванных возмущающими воздей) 3607

95 ствиями, на ранних стадиях .их появления.

Одновременно с работой второго контура коррекции включается в работу программатор 27, уменьшая значение сигнала коррекции на выходе программатора по соответствующей программе, чем обеспечивается уменьшение задания на заполнение мельницы.

Уменьшение задания на заполнение мельницы осуществляется программатором ступенчато. Величина шага ступени выбирается ЬУ = 1 — 5X от максимального значения задания заполнения. 15

Уменьшение задания на заполнение мельницы осуществляется программатором 27 до тех пор, пока dx /dt dx,/

/dt. Выделенный на элементе 8 сравнения сигнал рассогласования отраба- 20 тывается регулятором 12 коррекции в сторону уменьшения сигнала коррекции, подаваемого на элемент 7 сравнения, чем обеспечивается уменьшение расхода сырья, подаваемого в мельницу и ста- 2ь билизация заполнения мельницы на уровне, определяемым новым значением сигнала задания заполнения, который равен сумме сигналов, поступающих от задатчика 11 заполнения и программа- 30 тора 27.

Совокупность действий всех трех контуров коррекции обеспечивает свозадания заполнения, установленным программатором 27, происходит в течение времени Т, = 0,5-1,5 ч, после чего начинается ступенчатое увеличение задания до прежнего значения.

Отсчет Т начинается с момента. времени, когда установится неравенство

dx /dt (сх /dt.

Работой системы предусмотрен режж, обеспечивающий реакцию системы на аномальные ситуации, связанные как с перегрузом агрегата, так и с его недогрузом.

При перегрузе мельницы срабатывает компаратор 14, настроенный на максимальное допустимое значение заполнения, пропуская сигнал с выхода датчика 10 заполнения мельницы на вход ди<фференцирующего блока )7, выходной сигнал которого dx/dt усиливается усилителем 18 и подается на вход автоподстройки динамических параметров регулятора )2 коррекции, меняя его время изодрома обратно пропорционально скорости изменения заполнения мельницы в перегрузочном режиме. Поскольку время иэодрома регулятора 12 коррекции уменьшается, скорость его обработки на уменьшение загрузки возрастает пропорционально скорости процесса перегрузки. После срабатывания компаратора )4 на выходе элемента ИЛИ 32 появляется сигнал, равный логической единице, а на выходе элемента НЕ 25 — сигнал, равный логическому нулю, включается ключ 21 и отключается ключ 22, так как сигнал с выхода элемента HE 25 блокирует прохождение сигнала с выхода реле 24 времени,на вход ключа 22.

Выходной сигнал регулятора 12 коррекции через ключ 21, блок 20 интегевременную реакцию системы на нежелательные последствия, вызванные возму- Зб щающими воздействиями. После установления неравенства дх /dt< dx,/dt включается компаратор 31 и отключается компаратор 30, что обеспечивает отключение ключа 35 и включение клю- 40 ча 36. Сигнал с выхода регулятора 33 коррекции подается через ключ 36 в блок 34 интегрирования сигнала коррекции, увеличивая значение сигнала коррекции до прежнего значения, кото- 46 рое с выхода блока 34 подается на вход сумматора 19.

Увеличение сигнала коррекции происходит с меньшей скоростью, чем его уменьшение, что обеспечивает плавное б0 восстановление параметров коррекции без вывода мельницы из состояния стабильной работы. Дискретность прохождения сигнала через ключ 36 определяется вторым реле 38 времени, причем период следования сигналов реле 38 времени синхронизируется с импульсами коррекции, поступающими от регулятора

33 коррекции. При достижении выходного сигнала коррекции на выходе блока 34 интегрирования сигнала коррекции уровня исходного значения срабатывает компаратор 39, на выходе элемента НЕ 40 формируется сигнал, равный логическому нулю, который блокирует прохождение сигнала от реле 38 времени через схему И 37 на вход ключа 36. Последний отключается, чем обеспечивается ограничение сигнала коррекции на выходе блока 34 интегрирования на уровне исходного значения. Работа блока 34 интегрирования аналогична работе блока 20 интегрирования.

Работа с стемы с новым значением

1360795 рирования сигнала коррекции и сумматор 19 подается на элемент 7 сравнения, обеспечивая этим вывод мельницы из зоны перегрузки в зону рабочего состояния.

При уменьшении заполнения мельницы до значения меньше максимального компаратор 14 отключается и динамические параметры регулятора 12 коррекции принимают начальные значения.

Когда мельница начинает загружаться после перерыва срабатывает компаратор 13, на выходе элемента ИЛИ 32 появляется сигнал, равный логической единице, включающий ключ 21, на выходе элемента НЕ 25 появляется сигнал, равный логическому нулю, отключающий, через схему И 23 ключ 22. С выхода компаратора 13 сигнал подается на вход триггера 15, последний изменяет свое состояние с нулевого на единицу, сигнал с выхода триггера 15 через делитель 16 поступает на вход автоподстройки динамических параметров первого регулятора 12 коррекции. .В результате время изодрома регулятора уменьшается в несколько раз, чем обеспечивается форсированная загрузка мельницы от 0 до 0,6 С„, где G„— номинальная загрузка мельницы измель-, чаемым материалом. Сигнал с выхода регулятора 12 коррекции через ключ

21, блок 20 интегрирования .сигнала коррекции, сумматор 19 подается на вход элемента 7 сравнения. Регулятор

9 начинает отрабатывать новое значение задания расхода материала, увеличивая расход материала, подаваемого в мельницу.

Прн заполнении большем 0,6 G„ компаратор 13 не пропускает сигнал на вход триггера 15, последний изменяет свое состояние на нулевое, сигнал на вход автоподстройки динамических.параметров регулятора 12 коррекции не поступает и динамические параметры последнего принимают начальные значения.

В предлагаемой системе управление процессом измельчения ведется с учетом анализа качества переходного процесса заполнения мельницы. Оценка скорости изменения (dxz/dt) переходного процесса позволяет выявлять на ранних стадиях возникновения начало процесса перегрузки мельницы,что дает возможность повысить качество управления.

Формула изобретения

Система автоматического управления

5 процессом измельчения включающая .заФ датчик и датчик расхода сырья в мель- ° ницу, соединенные с первым и вторым входами первого элемента сравнения, выход которого подключен к регулятору расхода сырья с исполнительным механизмом питателя, задатчик и датчик заполнения мельницы, соединенные с первым и вторым входами второго элемента сравнения, выход которого под15 ключен к первому регулятору коррекции, два компаратора, первый дифференцирующий блок, усилитель, триггер и делитель сигнала, причем выход пер, вого компаратора соединен с вторым

20 входом первого регулятора коррекции

„через последовательно соединенные триггер и делитель сигнала, а выход второго компаратора соединен с вторым входом первого регулятора коррекции

25 через последовательно соединенные первый дифференцирующий блок и усилитель, отличающаяся тем. что, с целью повышения качества уп- равления, она снабжена четырьмя клюЗ0 чами, сумматором, двумя блоками интегрирования сигнала коррекции, двумя элементами И, двумя реле времени, двумя элементами HE вторым дифференцирующим блоком, третьим элементом сравнения, задатчиком максимальной скорости, третьим, четвертым и пятым компараторами, вторым регулятором коррекции, элементом ИЛИ, программатором, причем выход датчика заполне4О ния мельницы соединен с входами первого и второго компараторов, а выходы первого и второго компараторов через . элемент ИЛИ соединены с первым входом первого ключа и через первый эле45 мент НЕ с первым входом первого эле- мента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого реле времени., выход первого элемента И соединен с первым входом второго клю50 ча, выход первого регулятора коррекции соединен с вторыми входами первого и второго ключей и входом первого реле времени, а выходы первого и второго ключей соединены с входом

55 первого блока интегрирования сигнала коррекции, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого подключен к третьему входу первого элемента сравнения, выход датчиСоставитель В. Алекперов

Техред М.Дидык Корректор О. Кравцова

Редактор И. 1Пулла

Заказ 6175/10 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Произвол<твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 136079 ка заполнения мельницы соединен с входом второго дифференцирующего блока, выход которого соединен с первым входом третьего элемента сравнения, выход которого соединен с входом вто5 рого регулятора коррекции, второй

I вход третьего элемента сравнения соединен с выходом задатчика максимальной скорости, выход третьего элемента сравнения через третий и четвертый комцараторы соединен соответственно с первым и вторым входами программатора, первый вход третьего ключа соединен с первым входом программатора, второй вход программатора соединен с первым входом второго элемента . И, третий вход программатора соединен с выходом первого компаратора, выход программатора соединен с третьим входом второго элемента сравнения, выход второго регулятора коррекции соединен с вторым входом третьего и первым входом четвертого ключей и входом второго реле времени, а выходы третьего и четвертого ключей соединены с входом второго блока интегрирования сигнала коррекции, выход которого соединен,с вторым входом сумматора, выход второго реле времени соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу четвертого ключа, а выход второго блока интегрирования сигнала коррекции соединен через пятый компаратор с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И.