Система управления дробилкой

 

Использование: на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии, на предприятиях химической промышленности и стройматериалов, Сущность изобретения: система содержит исполнительный механизм 2 регулирования разгрузочной щели дробилки, исполнительный механизм 4 регулирования производительности, датчик 7 производительности питателя, датчик 26 уровня руды и датчик 23 мощности тродвигателя дробилки с соответствующими блоками 3, 5, 8, 27 и 24 контроля, первый формирователь 9 сигналов, первый регистратор 10 состояния элементов, второй формирователь 11 сигналов, задатчик 12 приоритета режима, третий формирователь 13 сигналов, задатчик 14 критергя управления , четвертый формирователь 15 сигналов, второй регистратор 16 состояния режима системы, первый вычислительный блок 17, задатчики 18. 19, 20 и 21 соответственно уровня в дробилке, производительности питателя , мощности электродвигателя дробил ки и размера разгрузочной щели дробилки, второй вычислительный блок 22. 14 ил. (Л С XI XI 00 а 4

СОКО 3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЯИСТИЧЕСКИХ

f ÃÑÏÓÅËÈK (ч)5 В 02 С 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 4 фь (21) 4859930/33 (22) 27.08.90 (46) 30.10.92. Бюл, N. 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых "Мехэнобр" (72) B.À.ÂoðîíoB, О.И.Лебедева и В.С.Процуто (56) Авторское свидетельство СССР

t+ 11226688220022, кл. B 02 С 25/00, 1985.

Авторское свидетельство. СССР

М 1595567, кл. В 02 С 25/00, 1987. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДРОБИЛКОЙ (57) Использование: на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии, на предприятиях химической промышленности и стройматериалов, Сущность изобретения: система содержит исполнительный механизм 2 регулирования разгрузочной Я 1771814 Аl щели дробилки, исполнительный механизм

4 регулирования производительности, датчик 7 производительности питателя, датчик

26 уровня руды и датчик 23 мощности зле <тродвигателя дробилки с соответствующими блоками 3, 5, 8, 27 и 24 контроля, первый формирователь 9 сигналов, первый регистратор 10 состояния элементов, второй формирователь 11 сигналов, задатчик 12 приоритета режима, третий формирователь

13 сигналов, задатчик 14 критергя управления, четвертый формирователь 15 сигналов, второй регистратор 16 состояния режима системы. первый вычислительный блок 17. задатчики 18, 19, 20 и 21 соответственна уровня в дробилке, производительности питателя, мощности электродвигателя дробилки и размера разгрузочной щели дробилки, второй вычислительный блок 22. 14 ил.

Изобретение относится к области дробления, в частности, управления конусными дробилка. IH и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии, а также на предприятиях хи- 5 мической промышленности и промышленности стройматериалов, Известен способ автоматического управления режимов дробления, который реализуется с помощью устройства, которое 10 содержит датчик крупности исходной руды, датчик уровня руды в дробилке, регулятор производительности питателя с датчиком, эадатчиком и исполнительным механизмом, регулятор частоты качания конуса; регуля- 15 тор размера щели с исполнительным механизмом, вычислительный блок и задатчик уровня материала и крупности продукта дробления и регистрирующий прибор.

Это устройство обладает следующими 20 недостатками: применение устройства ограничено конструкциями дробилок, допускающих автоматическое регулирование частоты качания конуса, управлениеосуществляется по зависимости между переменными 25 процесса, определяемым по статическим данным обычного методами регрессионного анализа, Реально существующая нестационарность случайных процессов в дробилке приводит к большим погрешностям в оценке 30 указанных зависимостей, и следовательно, к снижению качества управления: система управления имеет узкую целевую направленность, выражающуюся в невозможности изменения режима работы системы при из- 35 менениях требований к процессу дробления, т.к, в одних условиях возникает необходимость максимизации производительности дробилки при заданном качестве дробления, в других — требуется обеспече- 40 ние заданной производительности при наилучшем качестве дробления.

Наиболее близкой по технической сущности является система управления дробилкой, содержащая задатчик и датчик 45 мощности электродвигателя дробилки, задатчик и датчик производительности питателя, задатчик и Датчик уровня руды, первый вычислительный блок, задатчик размера разгрузочной щели дробилки, исполнитель- 50 ный механизм регулирования производительности питателя и исполнительный механизм регулирования разгрузочной щели дробилки.

Эта система обладает следующими не- 55 достатками: при выходе из строя каких-либо датчиков или исполнительных механизмов реализующих режим управления заданный переключателем режимов, система оказы вается в неработоспособном состоянии, что ведет к снижению производительности дробильного оборудования, к увеличению времени простоя и неэффективному управления.

Цель изобретения — повышение точности управления, Эта цель дости ается тем, что система управления дробилкой. содержащая задатчик и датчик мощности электродвигателя дробилки, задатчик и датчик производительности питателя, задатчик и датчик уровня руды, первый вычислительный блок, эадатчик размера разгрузочной щели дробилки, исполнительный механизм регулирования производительности и тателя и исполнительный механизм регулирования разгрузочной щели дробилки, прич .м датчики уровня, производительности и мощности подключены к соответствующим входам первого вычислительного блока, снабжена блоком контроля исподнительного механизма регулирования разгрузочной щели дробилки, блоком контроля работоспособности исполнительного механизма регулирования производительности питателя, блоком контроля работоспособности датчика производительности, четырьмя формирователями сигналов, двумя регистраторами, эадатчиквн приоритета режимов, задатчиком критерия управления, вторым Bbl÷èoëèòåëüíûì блоком, блоками контроля работоспособности датчика мощности и датчика уровня руды, причем исполнительный механизм регулирования разгрузочной щели дробилки, исполнительный механизм регулирования производительности питателя, датчик производительности питателя, датчик уровня руды и датчик мощности электродвигателя подключены через соответствующие блоки контроля соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам первого фогмирователя сигналов, выходы которого подключены соответственно к первому регистратору и входу второго формирователя сигналов,выход которого соединен с гервым входом третьего формирователя сигналов, второй вход которого соединен с эадатчиком приоритета режима, выход третьего формирователя сигналов подключен к первому входу четвертого формирователя сигналов, к второму входу которого подключен задатчик критерия управления, второй регистратор подключен к первому выходу четвертого формирователя сигналов, второй выход которого подключен к первому входу второго вычислительного блока, выход первого вычислительного блока подключен к второму входу второгo вычислительного блока, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к датчикам

1771814 мощности. уровня и производительности, остальные входы второго вычислительного блока соединены соответственно с задатчиками уровня руды, производительности питателя, мощности электродвигателя и размера разгрузочной щели дробилки, первый выход второго вычислительного блока подключен к входу исполнительного механизма регулирования произвгдительности питателя, а второй выход второго вычислительного блока подключен к входу исполнительного механизма регулирования щели

10 дробилки.

Система управления дробилкой представлена на фиг. 1, а на фиг, 2-14 — выполнение блоков, входящих в систему управления.

Система (1) содержит дробилку 1, исполнительный механизм 2 регулирования раэ20 грузочной щели дробилки, блок 3 контроля исполнительного механизма регулирования разгрузочной щели дробилки, исполнительный механизм 4 регулирования производительности питателя, блок 5 контроля

25 работоспособности исполнительного механизма питателя 6, датчик 7 производительности питателя, блок 8 контроля работоспособности датчика производительности питателя, первый формирователь 9 сиг30 налов, первый регистратор 10 состояния элементов, второй формирователь 11 сигналов, задатчик 12 приоритета режима, третий формирователь 13 сигналов, задатчик 14 критерия управления, четвертый формирова35 тель 15 сигналов, второй регистратор 16 состояния режима системы, первый вычислительный блок 17, задатчик 18 уровня в дробилке, задатчик 19 производительности питателя, задатчик 20 мощности электродвигателя дробилки, задатчик 21 размера разгрузочной щелидробилки, второй вычислительный блок 22, датчик 23 мощности, блок 24 контроля работоспособности датчика мощности, электродвигатель 25 дробил40 ки, датчик 26 уровня материала в дробилке и блок 27 контроля работоспособности датчика уровня.

Блок 3 контроля исполнительного механизма регулирования разгрузочной щели ет счетчик 31 импульсов и элемент 32 сравнения (фиг. 3). °

Блок 8 контроля работоспособности датчика производительности питателя включает элемент 33 ввода аналоговых сиг55 дробилки включает элемент 28 ввода диск- 50 ретных сигналов, таймер 29 и элемент 30 связи (фиг. 2), Блок 5 контроля работоспособности исполнительного механизма питателя включаналов. элемент 34 сравнения и элемент 35 связи (фиг. 4).

Первый формирователь 9 сигналов. включает элемент 36 связи, микропроцессор 37 и элемент 38 связи (фиг, 5).

Второй формирователь 11 сигналов включает элемент 39 связи, микропроцессор 40, элемент 41 оперативной памяти, элемент 42 связи (фиг. 6).

Задатчик 12 приоритета режимов включает элемент 43 связи, преобразователь 44 и модуль 45 ручного ввода (фиг. 7).

Третий формирователь 13 сигналов включает элемент 46 связи, микропроцессор

47, элемент 48 оперативной памяти, элемент 49 связи (фиг. 8).

Второй задатчик 14 критерия управления включает модуль 50 ручного ввода, преобразователь 51, элемент 52 связи (фиг. 9).

Четвертый формирователь 15 сигналов включает элемент 53 связи, микропроцессор 54, элемент 55 оперативной памяти, элемент 56 связи (фиг. 10).

Первый вычислительный блок 17 включает элемент 57 ввода сигналов, элемент 58 оперативной памяти, микропроцессор 59, элемент. 60 связи (фиг. 11).

Второй вычислительны блок 22 включает элемент 61 связи, элемент 62 ввода сигналов, элемент 63 оперативной памяти, микропроцессор 64, элемент 65 энергонезависимой оперативной памяти, цифроаналоговый преобразователь 66 (фиг, 12).

Блок 24 контроля работоспособности датчика мощности включает элемент 67 ввода аналоговых сигналов, элемент 68 сравнения, элемент 69 связи (фиг, 13).

Блок 27 контроля работоспособности датчика уровня включает элемент 70 ввода сигналов, элемент 71 сравнения, элемент 72 связи (фиг. 14).

Система работает следующим образом.

Состояние системы, содержащей и элементов и осуществляющей п режимов, можНо отобразить совокупность вектороь. — вектор л со 1 ояния элементов Я =

=(Гэ Гэ " Гз " Гэ ) (1) (2) 1 л вектОрОм состояния режимов Вр=(tp (1) г (2) (i) „() причем, каждый из эле leHTOB г,, I=1, и () может принимать значение из мно>кества

{О, 1}, где Д вЂ” элемент неработоспособности, 1 — элемент работоспоссоности, а

rp()=ПГ " (1), где Li -- множество элементов, работающих a I- n режиме.

Состояние элементов системы. а именно исполнительного механизма 2 регулиров а н и я р а з г р у з о ч н о и щ е 1 i1, механизма регулирования 4 производи1е -.ости питателя 6, датчика 7 производи нь..ьности пита1771814 теля, датчика 23 мсщности, датчика 26 уровня, опрецеляется соответственно блоком 3 контроля исполнительного механизма регулирования разгрузочной щели, блоком 5 контроля работоспособности исполнительного механизма регулирования производительности питателя, блоком 8 контроля работоспособности датчика производител ьности питателя, блоком 24 контроля работоспособности датчика мощности и блоком 27 контроля работоспособности датчика уровня.

Сигналы с выходов блоков 3, 5, 8, 24 и

27 поступают на вход блока 9 формирователя сигналов, который формирует в оперативной памяти сигнал вектор строка Rz, отра>кающий состояние (работоспособность "1" или неработоспособность — "0") элементов, который передается на вход регистратора 10 и на вход блока 11 формирователя сигналов, в котором по формуле (1) определяется состояние (работоспособен или неработоспособен) режимов функционирования системы, т.е. формируется вектор-строка Rp. Мно>кество LI элементов, работающих в I-м режиме задается как таблица признаков принадлежности элемента к 1-му режиму и хранится в оперативной памяти (ОЗУ блок 41).

Если система работает в одном из >х режимов, и при отказе одного из режима возможна замена его другим близким по технологической сущности, то для каждого из режимов можно ввести мно>кество приоритетов замены его другими режимами, которое можно отобразить матрицей оценок приоритетов А: аl l а12 аз ..., G1p, аг1агг "" ал ..., а,и а 1а г .... Okl .... а

А = а,а,..., а,„ ..., а причем, ац представляет собал численную оценку предпочтительности замены k-го режима 1-м режимам при отказе первого. Гак, например. если система работает в режиме стабилизации мощности приводного двигателя путем изменения производительности питателя при постоянном размере щели и при отказе, например, датчика мощности предпочтительно перейти на режим стабилизации уровня материала в дробилке путем изменения производительности питателя при постоянном размере щели, а при отказе и этого режима следует тогда перейти на режим максимизации производительности питателя при постоянном размере щел.и, то эта ситуация задается следующим образом:

5 а11=7,а12 =О,а1з =О,Q14 =6,Q15=5, аю =О, а17 =0 где, а11 — элемент матрицы А соответствующий первому, режиму; а12 - - - - второму а1з — -"- -"- третьему а14 — - - - - чотвертому а15 — -"- -"- пятому а16 — -"- -"- шестому а17 — -"- -"- седьмому

Перечень возмо>кных режимов работы системы следующий: — режим стабилизации мощности приводного двигателя дробилки на заданном уровне путем изменения производительно— сти питателя при постоянном размере щели; — режим стабилизации производительности и размера щели при ограничении производительности по мощности; — режим минимизации размера щели при постоянной производительности питателя; — режим стабилизации уровня материала в дробилке путем изменения производительности питателя при постоянном размере щели; — режим максимизации производительности питателя при постоянном размере щели; — режим стабилизации уровня руды в загрузочной камере путем измерения размера щели при постоянной производительности питателя; — режим стабилизации мощности приводного двигателя дробилки путем регулирования размера щели при постоянной производител ьнасти питателя.

Матрица А оценок приоритетов замены одного режима другим задается задатчиком

12 приоритета режима, после чего формирователь сигналов 13 формирует матрицу Z реальных приоритетов на основании сигналов идущих с блока 11 и блока 12.

Необходимость определения матрицы Z диктуется тем, что в каждый конкретный момент не все режимы могут оказаться работоспособными, Матрица Z имеет вид:

Z11 12 " Z1l " 1 и

721Z22 ... Z2I ... Z2

Zkl Zk о1 о.г ". „м . Z, Ô-фгде 7ц=-- ац rI> (2). Для неработоспособно() га режима, т. е, ilpN гр(= 0 приоритет Zkl

0) так>ке аавен "0", т,е. замена и-га режима I-м

1771814

55 работоспособным тем самым признается нецелесообразной, Теория и практика разработки и функционирования систем управления процессом дробления свидетельствует о том, что 5 применительно к дроблению можно выделить три наиболее распространенных критерия эффективности: производительность процесса дробления, выход заданного класса крупности, удельные энергозатраты. 10

Каждый из вышеперечисленных режимов реализует тот или иной критерий эффективности.

Задавая задатчиком 14 критерий управления формирователем 15 сигналов опреде- 15 ляется работоспособный. режим, осуществляющий реализацию заданного критерия первым вычислительным блоком

17 рассчитывается управляющее воздействие на тот или иной исполнительный меха- 20 низм согласно выбранному режиму управления. Сигнал с блока 17 идет либо на исполнительный механизм 4 регулирования производительности питателя. либо на исполнительный механизм 2 регулирования 25 размера разгрузочной щели, либо одновременно на блоки 2 и 4.

Данная система управления дробилкой позволит учитывать состояние элементов системы работоспособность режимов уп- 30 равления и тем самым повысить надежность функционирования и эффективность работы дробильного оборудования, а также снизить время простоя дробильного оборудования и повысить производительность 35 дробилки в среднем на 10-12 .

Формула изобретения

Система управления дробилкой, содержащая задатчик и датчик мощности электро- 40 двигателя дробилки, задатчик и датчик производительности питателя, задатчик и датчик уровня руды, первый вычислительный блок, задэтчик размера разгрузочной щели дробилки, исполнительный механизм 45 регулирования производительности питателя и исполнительный механизм регулирования разгрузочной щели дробилки, причем датчики уровня, производительности и мощности подключены к соответствующим 50 входам первого вычислительного блока, о тл ич а ю щая с я тем, что, с цельюповышения качества управления, онэ снабжена блоком контроля исполнительного механизма регулирования разгрузочной щели дробилки, блоком контроля работоспособности исполнительного механизма регулирования производительности питателя, блоком контроля работоспособности датчика Rðñ èçводительности, четырьмя формирователями сигналов, двумя регистраторами, задатчиком приоритета режимов, задатчиком критерия управления, вторым вычислительным блоком, блоками контроля работоспособности датчика мощности и датчика уровня руды, причем исполнительный механизм регулирования разгрузочной щели дробилки, исполнительньи механизм регулирозания производительности питателя, дат:ик производительности питателя, датчик уровня руды и датчик мощности электродвига геля подключены через соответствующие блоки контроля соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому входам первого формирователя сигналов, выходы которого подключены соответственно к первому регистратору и входу второго формирователя сигналов, выход которого соединен с первым входом третьего формирователя сигналов, второй вход которого соединен с задатчиком приоритета режима, выход третьего формирователя сигналов подключен к первому входу четвертого формирователя сигналов, к второму входу которого подключен задатчик критер 1я управления, второй регистратор подключен к первому выходу четвертого формирователя сигналов, второй выход которого подключен к первому входу второго вычислительного блока, выходпервого вычислительного блока подключен к второму входу второго вычислительного блока, третий, четвертый и пятый входы которо О .: подключены соответственно к датчикам мощности, уровня и производительности, остальные входы второго вычислительного блока соединены cGoraercraeHHQ с задатчиками уровня руды, производительности питателя, мощности электродвигателя и размерам разгрузочной щели дробилки, первый выход второго вычислительного блока подключен к входу исполнительного механизма регулирования производительности питателя, а второй выход второго вычислительного блока подключен к входу исполнительного механизма регулирования щели дробилки, 1771814

1771814

Составитель Л. Шарова

Техред М.Моргентал Корректор С Пекарь

Редактор

Заказ 3797 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственногр комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раугвская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101