Самонастраивающаяся система автоматического управления процессом мокрого измельчения

СОЮЗ СОВЕТСКИХасэцмлеисникРЕСПУБЛИК В.1 фд м ПИС У ым входом классифия с я тем, честна и О.М. Сидоренко ий ордена Трудовог и горнорудный инст 8)рво- перГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП ИЕ ИЗОБ УСВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ, включающая зада чик расхода воды в мельницу, задатчи расхода воды в классификатор, устройство анализа параметров пульпы, содержащее блок определения плотност пульпы и блок определения удельного веса твердого, первый блок коррекции последовательно соединенные весоизме итель расхода руды и первый вторичный прибор, последовательно соединенные датчик заполнения и второй вторичный прибор последовательно соединенные.первый расходомер воды, третий вторичный прибор, регулятор расхода воды в мельницу, первый исполнительный механизм и первую задвижку, последовательно соединенные второй расходомер воды, четвертый вторичный прибор, регулятор расхода воды в классификатор, второй исполнительный механизм, вторую задвижку, последовательно соединенные регулятор расхода руды и блок управления двигате,.ля, питателя последовательно соеди-. ненные блок определения плотности пульпы устройства анализа параметров пуЛьпы, пятый вторичный прибор ,и первый элемент сравнения, причем выход задатчика расхода воды в мельницу соединен с вторым входом регулятора расхода воды в мельницу, а выход задатчика расхода воды в клас. 801018106 А сификатор соединен с вторрегулятора расхода воды вкатор, о т л и ч а ю щ ачто, с целью повышения карегулирования за счет учета изменяющихся динамических свойств объекта регулирования при переработке руд с .переменными физико-механическими и .текстурно-структурными свойствами, недопущения аварийных ситуаций и повышения быстродействия их устране" ния, в нее дополнительно введены второй, третий, четвертый и пятый элементы сравнения, задатчики расхо- да руды, заполнения, удельного веса .и плотности пульпы, второй блок кор-.рекции, регулятор заполнения, первый, второй и третий блоки дифферен" цирования, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой блоки определения модуля, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой фильтры, первый, второй, третий, четвертый масштаб ные блоки, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой сумматоры, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой задатчики опорных сигналов., первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой блоки деления, блокирующий элемент и блок умножения, причем выход задатчика плотности пульпы соединен с вторым входом первого элемента сравнения, выход пе .го. вторичного прибора соединен с вым входом второго элемента сравнения, к второму входу которого подсоединен выход задатчика расхода руды, выход второго вторичного прибора сое" динен с первыми входами третьего элемента сравнения, первого сумматора и первого блока дифференцирования, первый выход которого через последовательно соединенные первый блок определения модуля, первый фильтр и первый масштабный блок соединен с пер(49)Р и 9)1У91 вахВ выражениях (23) и (2 Й)1 Я 1 - входной сигнал Фильтра 49 р Т(69),Т(49 - постоянные времени фильтра.При выбранных соотношениях Т(4) и .Т 49 в фильтре 49 оценивается значение ф, которое, умножаясь вблоке 55 на постоянный коэффициентп)Э, дает оценку нелинейной составляющей коэффициента коррекции расходаводы К 3,1, При изменении плотностипульпы происходит соответствующееизменение постоянной времени объекта,и фильтр 49 переключается, напримерс Т(4 Щ 4 на,(49)2, что соответствуетуменьшению коэффициента К 4 . Соответственно сигнал КО поступает нашестой блок 76 деления, где в случаеО )1а 0 происходит вычислениевеличины, обратной Кц Блок 76 деления осуществляет преобразование сигнала от блока 74 по закону И 6)1(и 6) 2 Е (с)- минимальное значение,т,е. линейная часть 45настраиваемого коэффициента коррекции, поступающего от четвертогоблока 74 .деления, соответствующая максимальной, 50постоянной времени объекта, задаваемая четвертым задатчиком 67 опорного сигнала;- максимальное значениемодуля реальной производ.ной сигнала плотностипульпы в сливе классификатора от блока опреде- .ления плотности пульпы 71 .постоянный коэффициент,задаваемый пятым задатчи 1ком опорногО сигнала 68.)1 65 О76(25) заданным, на выходе блоков 76, 77и 35 сигналы равны нулю, на регуляторе 16 расхода воды в классификатор сопоставляются сигналы заданияот задатчика 27 расхода воды и сигнал.текущего расхода воды от расходомера 4 воды через вторичный прибор 11.Регулятор 16 через исполнительныймеханизм 18 управляет электрическойзадвижкой 20, стабилизируя заданныйрасход воды. В этом случае управляю Ощее воздействие О (с) на выходерегулятора 16 Формируется по закону О (Е) - К (Т р+1)коэффициент усиления регулятора 16;,настраиваемые параметры (постоянные.времени предваре-ния и интегрирования регулятора 16);сигнал рассогласования, определяемыйв регуляторе расхода воды в классификатор 16, т.е. ЗО Е (С) Ч 2 - И 2(С), (21)ЪОд зад 35 где Ч - заданное значение расхоЯ,да воды в классификатор;Ч- текущее значение расхода воды в классификатор; З М (22)40 ф К 3 КЬП 1 л Р Э Контур адаптации контура стабилизацин плотности пульпы работает следующим образом.На основе сигнала реальной производной величины плотности пульпы р в блоке 37, в четвертом блоке 42 определения модуля образуется сигнал модуля реальной производной величины плотности пульпы 9, который поступает на четвертый фильтр 49, где Формируется сигнализ выражения т (УУ) ) асР+у=19) (2 З) лУ) -ЬЮ пРиИ 7 Р(2)Т(4) при 9 ср К, при О (1) Ъ.О 1 ппри ) О и (, кп81 До где О- сигнал рассогласованиязаданной плотности пульпы и текущего значенияплотности, поступающийс выхода блока 31;О - величина допуска нарассогласование;51 ДовО - сигнал, поступающий отблока 74 через блок 76на второй блок 80 коррекции расхода воды.В случае, когда плотность пульпына сливе классификатора отличаетсяот заданной, но находится в пределахдопустимой области значений, сигналрассогласования О 51(с) поступает наблок 76, реализующий алгоритм пере(27) вЗ 5 кулирующей нагрузки по регрессионному уравнению, связывающему пара(28) где:; максимальное значение модуля ошибкиОЪ . Величина К 0, являю" щаяся отношением максимального зна-. чения модуля ошибки и максимального значения реальной производной величины плотности пульпы у, характеризует динамические свойства объекта по каналу расхода воды в слив классификатора - плотность пульпы в сливе, и изменяется одновременно с коэффициентом усиления в передаточной Функции объекта.Настраиваемый коэффициент Квычисляется с помощью четвертого и пятогофильтров 49 и 50, на которые поступают сигналы с блока 7 опреде" ления плотности пульпы, через вторичный прибор 12, второй блок 37 диффе" ренцирования н четвертый блок 42 определения модуля сигнала и от элематериала. 60 руды устанавливается в положение, .;соответствукицее среднему значению величины удельного веса руди для ключения по выражению (25) и поступает далее через блок .80 на регулятор 16. При этом, если текущее значение плотности пульпы меньше заданного, что может быть вызвано изменением удельного веса, руды или крупности слива мельницы, происходит изменение расхода воды в сторону уменьшения. При изменении типа руды, например в сторону ухудшения размалываемости, увеличивается циркулирующая нагрузка, что приводит к увеличению плотности пульпы, сигналы с выходов пятого элемента 35 сравнения и седьмого блока 77 деления поступают на регулятор 16 расхода воды через второй блок 80 коррекции, что приводит к увеличению подачи воды в классификатор. Второй блок 80 коррекции осуществляет функцию корректировки задания от блока.27 на регулятор 16 .расхода воды.В этом случае, т.е. при о И)одоп, о (с) Фо ц (с) Ф о,управляющее воздействие на выходерегулятора 16 формируется по закону) ) )М ) в )") --" Ь аР К К.,р+1 ( +1) О (С) Е (Е)р где Е (й) - сигнал разности с блока23 и 26, осуществляемойв регуляторе 16;К ,Кь,Кц - остонные регулятора,определяются экспериментально при. настройкесистемы, т.е. мента 31 сравнения через пятый блок43 определения модуля сигнала, фильтры 49 и 50 оценивают величины Р и фпо выражениям, аналогичным )выражению (9),5 Сигналы у и р суммируются в четвертом и пятом сумматорах 60 и 61с коэффициентами К,2 и К, отчетвертого и пятого задатчйков 67и 68 опорных сигналов, а в четвертом10 блоке 74 деления происходит вычисле-.ние Ко по выражению (28).Таким образом, при увеличениикоэФфициента усиления объекта система становится более быстрой и отно 15 шение (28) уменьшается, в результатечего контур адаптации (блоки 29, 31,37, 42, 43, 49, 50, 55, 61, 67, 68,74, 75) парирует влияние коэффициен.та усиления объекта на коэффициентусиления системы. Происходит оптимальное по динамическим свойствамизменение расхода воды в классификатор до достижения заданного качества готового продукта. Этим достигается поддержание плотности пульпы,в сливе классификатора, соответствующей типу исходной руды, стабилизируется объемный расход слива и предотвращаются большие потери полезного компонента в хвостах последующих30,стадий обогащения. Контур коррекции управляющих вели.чин осуществляет выработку сигналакоррекции. В первом блоке 79 коррек" ции происходит оценка величины цирметры заполнения, расхода руды в мель"ницу, плотности пульпы, расхода,воды в классификатор и удельного веса исходной руды. Одновременно с этим в блоке 79 происходгт вычисление динамического коэффициента кор" рекции задания на расход воды в мель. ницу, величина которого определяет" ся по величинам динамических коэффи- . циентов регулирования о каналам расход руды - заполнение, расход воды - плотность в сливе классификатора и коффициента измельчаемости, .определяемого в седьмом блоке 77 деления. Сигнал с выхода первого блока 79 коррекции поступает на регулятор 15 контура стабилизации расхода воды в мельницу, который осуществляет изменение расхода воды вмельницу в соответствии с изменившейся характеристикой измельчаемого При подготовке система к работе задатчик 29 величины удельного весаданного месторождения. Контур адаптации К 14 контура коррекции работает следующим образом.сигнал рассогласованиязаданной величины удельного веса и текущей, поступающей с выхода блока 35;величина допуска на рассогласование;знак модуля сигнала. МДОц 11(Г+ Капи илгде (э - максимальное значение модуля ошибки 1 Е Щ( с)Величина Кс 4 являющаяся отношением максимального значения модуля ошибки и максимального значения модуля реальной производной величины удельного веса, характеризует динамические свойства объекта и изменяется одновременно с коэфФициентом уси ления в передаточной Функции объекта. НастраиваемЫй коэффициент Кц 4 вычисляют с помощью шестого и седьмого .фильтров 51 и 52, на которые поступают сигналы от блока 6 определения 5(3 0) 50 На основе сигнала величины удельного веса руды б, поступающего с блока б определения удельного веса твердого, через третий блок 38 дифференцирования, в седьмом блоке 45 определения модуля образуется сигнал модуля реальной производной величины удельного веса руды 61 который далее .поступает на седьмой ильтр 52, где формируется сигнализ выражения, аналогичного (23 и , 10 2 М).При выбранных соотношениях Т(62) и Т(62), где Т и Т(щ - постояннйе времени седьмого фильтра 52, в Фильтл ре 52 оценивается значение Г, кото рое, умножаясь в блоке 56 на масштабный коэффициент в , дает оценку нелинейной составляющей коэффициента коррекции К 4. При улучшении размалываемости руды происходит увеличение постоянной времени объекта и фильтр 52 переключается с Тщ)лна ) что соответствует уменьшению коэффициента К 4, Соответственно сигнал Ку 4 поступает на вход седьмого блока 77 деления, где в случае Е (с) =0 происходит, вычисление величинй, обратвсй К О 4. Таким образом, сформированный сигнал парирует рассогласование Е 3 (с) с учетом влияния изменения постоянной времениобъекта на коэффициент усиления.. Седьмой блок 77 деления осуществляет преобразование сигнала от блока 56 по закону удельного веса твердого через третий блок,38 дифференцирования и седьмой блок 45 определения модуля сигнала, и от пятого элемента 35 сравнения через шестой блок 44 определения модуля.Фильтры 51 и 52 оценивают величи ны Д ипо выражению, аналогичному (9). лСигналы д и 3 суммируются в шестом и седьмом сумматорах 62 и 63 с коэффициентами К 4, и К 4 д от шестого и седьмого задатчиков 69 и 70 опорных сигналов, а в седьмом блоке 77 деления происходит вычисление Ко по выражению (3 О) .Таким образом, при увеличении коэффициента усиления объекта, предлагаемая система становится более быстрой и данное соотношение уменьшается, в результате контур адаптации (блоки 29, 35, 45, 52, 56, 62, 63, 69 70, 77) парирует влияние коэффициента усиления объекта на коэффи" циенты усиления системы. Происходит оптимальная по динамическим свойствам коррекция изменения расхода руды в мельницу, расхода воды в классификатор и расхода воды в мельницу, с учетом измельчаемости и вкраплен- ности. В целом управление технологическими процессами измельчительногб комплекса осуществляется путем поддержания оптимальной загрузки мельницы рудой и циркулирующими песками классифицирующего аппарата и опти" мальных плотностных рЕжимов мельницы и классификатора с учетом изменяющихся Физико-механических и тексттурно-структурных свойств исходной Руды, поступающей на обогащение, и изменяющихся динамических свойств технологических агрегатов. Предлагаемая система предназначена для реализации различных способов управления процессами измельче- йия, отличительными особенностями которых является одновременный конт" роль в сливе классифицирующего айпарата параметров, определяющих при стабилизации исходного питания и плотностных режимов в технологических аппаратах, как входную ситуациютип руды, поступающей на обогащения, так и качество функционирования всего измельчительного компяекса. В качестве данных параметров приняты: плотность пульпы в сливе классифицирующего аппарата, крупность или удельный вес твердой фазы в сливе классификатора, а также динамические коэффициенты из" менения данных параметров, определяемые как отношение максимального значения модуля разности текущего значения контролируемого пара" метра и его среднего значения к мак-.22 1018106 Составитель Аемеш ТехредТ.Фанта ащев корректор А. И едактор и. 3543/47 Тираж ВНИИПИ Государст по делам иэоб 113035, Иосква, Ж Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 74нно.гтени а Патентф, г. Ужгород, ул. Проект филиа 21 симальному значению модуля реальной производной контролируемой величины Введение коррекции основнйх управляющих .воздействий по типу исходной руды с учетом изменяющихся дина:.мических коэффициентов передачи позволяет достичь инвариантности Отно. сительно внешних возмущений и изменяющегося состояния оборудования. Этим достигается недопущение возникновения аварийных ситуаций в мельнице 10,искорейший вывод в области оптимальных режимов при возникновенииаварийных ситуаций, повышается ка-,чество управления процессом измельчения и классификации, снижаетсявремя работы цикла .в режиме перегруза, что позволяет повысить,производительность по готовому пРодуктуна 4-6, что дает экономическийэффект 30 тыс. руб. на одну технологическую секцию.вым входом второго сумматора, к другому входу которого подсоединен выход первого задатчика опорных сигналов, первый выход третьего элемента сравнения соединен с входами регулятора заполнения и второго блока определения модуля, выход которого соединен с входом второго фильтра, выход которого. соединен с первым входом третьего сумматора, к второму входу которого подсоединен выход второго задатчика опорного сигнала, вы" ход третьего сумматора соединен с первым входом первого блока деления, к другому входу которого подсоединен выход второго сумматора, выход первого блока деления соединен с первыми входами первого блока коррекции, второго блока деления и третьего блока деления, к второму входу которого подсоединен выход блока умножения, к первому входу которого подсоединен выход третьего задатчика опорного сигнала, выход третьего блока деления соединен с входомблокируюшего элемента, выход которого соединен с вторыми входами блока управления двигателя питателя и первого сумматора, к третьему вхо" ду которого через второй масштабный блок подсоединен второй выход перво го блока дифференцирования, выход первого сумматора через последовательно соединенные третий блок опре-, деления модуля и третий фильтр соединен с первым входом четвертого элемента сравнения, к второму входу которого и к второму входу третьего элемента сравнения подсоединен выход задатчика заполнения, выход четвертого элемента сравнения соединен, с вторым входом блока умножения, второй выход третьего элемента срав нения соединен с вторым входом второго блока деления, выход которого соединен с первым входом регулятора расхода руды, к второму входу . которого подсоединен выход второго элемента сравнения, третий вход ко-. торого .и второй вход первого блока коррекции соединены с выходом регулятора заполнения, второй выход пятого вторичного прибора соединен с входом второго блока дифференцирования, выход которого через последовательно соединенные четвертый блок определения модуля, четвертый фильтр и третий масштабный блок соединен с первым входом четвертого сумматора, к .второму входу которого подсоединен выход четвертого задатчика опорного сигнала, выход четвертого сумматора соединен с первым входом чет вертого блока деления, к другому вхо ду которого подсоединен выход пятого сумматора, первый вход которого соединен с выходом пятого задатчика опорного сигнала, выход четвертого фильт. ра соединен с первым входом пятого блока деления, выход которого соединен с третьим входом первого блока коррекции, выход первого элемента сравнения соединен с первым входом шестого блока деления, к второму входу которого подсоединен выход четвертого блока деления, второй выход первого элемента сравнения через последовательно соединенные пятый блок определения модуля и пятый Фильтр соединен с вторымй входами пятого сумматора и пятого блока деле ния, .выход шестого блока деления соединен с первым входом второго блока коррекции, выход которого соединен с третьим входом регулятора расхода воды в класси-фикатор, второй выход которогосоединен с четвертым входом пято"го блока коррекции, выход которогосоединен с третьим входом регуляторарасхода воды в мельницу, выход блокаопределения удельного веса твердогосоединен с входами третьего блокадифференцирования и пятого элементасравнения, к другому входу которогоподсоединен выход задатчика удельного веса, выход пятого элемента сравнения соединен с пятым входом первого блока коррекции, вторым входомвторого блока коррекции, третьим входом регулятора расхода руды и входом шестого блока определениямодуля, выход которого через шестойФильтр соединен с первым входом шестого сумматора, к второму входу которого подсоединен выход шестого задатчика опорного сигнала, выход третьего блока дифференцирования через последовательно соединенные седь",мой блок определения модуля, седьмойфильтр, четвертый масштабный блок соединен с первым входом седьмого сумматора, к другому входу которого подсоединен выход седьмого задатчика опорного сигнала, выход седьмого сумматора соединен с первым входом седьмого блока деления, к второму входу которого подсоединен выход шестого сумматора, выход седьмого блока деления соединен с третьим входом второго блока коррекции и четвертым входом регулятора расхода руды, выходкоторого соединен с шестым входомпервого блока коррекции.1018106 1 2Изобретение относится к автомати- . настраивающаяся система автоматичесзации процессов измельчения в мельни-, кого регулирования процесса мокрого цах, работающих в замкнутом цикле с измельчения в мельнице, работающей классифицирующим аппаратом, и может в замкнутом цикле с классифицирую- найти применение в черной и цветной щим аппаратом, включающая эадатчик металлургии, теплоэнергетике, химичес расхода воды в мельницу, задатчик. кой промышленности и промышленности расхода воды в классификатор, устстроительных материалов. ройство анализа параметров пульпыИзвестна самонастраивающаяся сис- содержащее блок определения плотностема управления одностадийным цикломти пульпы и блок определения удельмокрого измельчения в барабанной шаро О но"о веса твердого, первый блок вой мельнице, работающей в замкнутом коррекции, последовательно соединен" цикле со спиральным классификатором, ные весоизмеритель расхода руды и содержащая регулятор поддержания.соот- первый вторичный прибор, последова,ношения: исходный материал - вода, тельно соединенные задатчик заполрегулятор производительности с кор нения и второй вторичный прибор, посректором задания системы стабилиза- ледовательно соединенные первый расции заданной производительности в ходомер воды, третий вторииный прн-. загрузке мельницы исходным матерна- бор, регулятор расхода воды в мельнилом, регулятор загрузки шарами, дат- цу, первый исполнительный механизм чик составляющего параметра мощнос- и первую задвижку, последовательно ти приводного электродвигателя, вы- соединенные второй расходомер воды, ход которого параллельно подключен четвертый, вторичный прибор, регуля.- ко входам двух усилительных звеньев тор расхода воды в классификатор, .:с различными коэффициентами переда- второй исполнительный механизм, вто,чи, выходы которыхвстречно подклю- рую задвижку, последовательно соедичены ко входам схемы вычитания. Сис- ненные регулятор расхода руды и блок тема также включает анализатор пере- управления двигателя питателя, посходного процесса, усилительно-пре- ледовательно соединенные блок опреобразовательный блок, задатчик режи- деления плотности пульпы устройства ма работы мельницы, задатчик желае- анализа параметров пульпы, пятый мого качества переходного процесса, ЗО вторичный прибор и первый элемент нуль-орган, схему совпадения, усили- сравнения, причем выход задатчика тель с реле линию задержки, триггер,. Расхода воды в мельницу соединен с релейный регулятор, запоминающее вторым входом регулятора расхода воды устройство и вторичный прибор. в мельницу, а выход задатчика расхоПринцип работы известной системы 35 да воды в классификатор соединен с заключается в экстремальном регулиро- вторым входом регулятора расхода нанни производительности мельницы и воды в классификатор 23. учете при регулировании переменного . Недостатком данной системы явля- нелинейного коэффициента передачи ется низкое качество регулирования, мельницы, зависящего от количества 40 .вызванное неучетом изменяющихся динаруды в мельнице, путем релейного мических свойств объекта регулироваизменения задания регулятору произ- ния при переработке руд с изменяюводительности 1: щимися физико-механическими и тексИзвестная система характеризует- турно-структурными свойствами, а такся низким качеством регулирования, 45 же износом футеровочной брони и шаро- вызванным неучетом динамическихвой загрузки, а также низкая эффексвойств мельницы, классификатора тивность предотвращения возникновения и всего одностадийного цикла при из- аварийных ситуаций и вывода объекта менении качества перерабатываемой из области аварийных режимов. руды и структурой построения сис Цель изобретения - повышение ка-темы, а релейное изменение задания чества регулирования эа счет учета50вызывает дополнительные автоколеба- .изменяющихся динамических свойств ния в системе, может вывести мельни- объекта регулирования при переработцу.в область неустойчивых аварийных ке руд с переменными физико-механичес" режимов. кими и текстурно-структурными свойст-.Недостатком известной системы яв вами, недопущения возникновения аваляется также невозможность достиже- рийных ситуаций и повышения быстро" ния оптимальной производительности действия их устранения. по исходному питанию и оптимальной Поставленная цель достигается плотности пульпы в мельнице, вслед- тем, что в самонастраивающуюся сисствие ыеучета при регулировании рас тему автоматического управленич прохода воды в мельницу и изменяющего- цессом мокрого измельчения дополнися типа перерабатываемой руды по из- тельно введены второй, третий, четмельчаемости и вкрапленности. вертый и пятый элементы сравнения,Наиболее близким техническим реше- задатчики расхода руды, заполнения, нием к изобретению является само удельного веса и плотности пульпы, 1018106го элемента сравнения через последовательно соединенные пятый блокопределения модуля и пятый Фильтрсоединен с вторыми входами пятогосумматора и пятого блока деления,выход шестого блока деления соеди"нен с первым входом второго блокакоррекции, выход которого соединенс третьим входом регулятора расходаводы в классификатор, второй выход .которого соединен с четвертым вхо"дом первого блока коррекции, выходкоторого соединен с третьим входом регулятора расхода воды в мель"ницу, выход блока определения удельного веса твердого соединен с. входами третьего блока дифференцированияи пятого элемента сравнения, к другому входу которого подсоединен вы"ход задатчика удельного веса, выходпятого элемента сравнения соединенс пятым входом первого блока корреквторой блок коррекции, регулятор заполнения, первый, второй, третий блоки дифференцирования, первый, вто. рой, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой блоки определения модуля, первый, второй, третий, четвертый,5 пятый, шестой и седьмой фильтры, первый, второй, третий, четвертый масштабные блоки, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой сумматоры, первый, второй, третий 30 четвертый, пятый, шестой и седьмой задатчики опорных сигналов, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой блоки деления, блокирующий элемент и блок умножения, 15 причем выход задатчика плотностипульпы соединен с вторым входом первого элемента сравнения, выход первого вторичного прибора соединен с первым входом второго элемента сравнения, к второму входу которого подсоединен выход задатчика расхода руды, выход второго вторичного прибора соединен с первыми входами третьего элемента сравнения, первого суммато ра и первого блока дифференцирования, первый выход которого через последовательно соединенные первый блок определения модуля, первый фильтр и . первый масштабный блок соединен с первым входом второго сумматора, к другому входу которого подсоединен выход первого задатчика опорных сигналов, первый выход третьего элемента сравнения соединен с входами регулятора заполнения и второго блока определения модуля, выход которо. го соединен с входом второго фильтра, выход, которого соединен с первым входом третьего сумматора, к второму входу которого подсоединен выход 4 р второго задатчика опорного сигнала, выход третьего сумматора. соединен спервым входом первого блока деления, к другому входу которого подсоединен выход второго сумматора, выход перво го блока деления соединен с первыми входами первого блока коррекции, второго блока деления и третьего блокаделения, к второму входу которого подсоединен выход блока умножения, к первому входу которого подсоединен, выход третьего эадатчика опорного сигнала, выход третьего блока деления соединен с входом блокирующего элемента, выход которого соединен с вторыми входами блока управления дви гателя питателя и первого сумматора, к третьему входу которого через второй масштабный блок подсоединен второй выход первого блока дифференцирования, а выход первого сумматора че рез последовательно соединенные третий блок определения модуля и третий Фильтр соединен с первым входом четвертого элемента сравнения, к второму входу которого и к второму входу 65 третьего элемента сравнений подсоединен выход задатчика заполнения, выход четвертого элемента сравнения,соединен с вторым входом блока умножения, второй выход третьего элемента сравнения соединен с вторым входомвторого блока деления, выход которого соединен с первым входом регуля-тора расхода руды, к второму входукоторого подсоединен выход второго элемента сравнения, третий вход которого и второй вход блока коррекциисоединены с выходом регулятора заполнения, второй выход пятого вторичного прибора соединен с входом второго блока дифференцирования, выходкоторого через последовательно соединенные четвертый блок определениямодуля, четвертый Фильтр и третиймасштабный блок соединен с первымвходом четвертого сумматора, квторому входу которого подсоединенвыход четвертого задатчика опорногосигнала, выход четвертого сумматорасоединен с первым входом четвертогоблока деления, к другому входу которого подсоединен выход пятого сумматора, первый вход которого соединенс выходом пятого задатчика опорногосигнала, выход четвертого фильтрасоединен с первым входом пятого блока деления, выход которого соединенс третьим входом первого блока коррекции, выход первого элемента сравнения соединен с первым входом шестого блока деления, к второму входукоторого подсоединен выход четвертого блока деления, второй выход перво ции, вторым входом второго блока кор-рекции, третьим входом регулятора расхода руды и входом шестого блокаопределения модуля, выход которогочерез шестой фильтр соединен с первым входом шестого сумматора, к второму входу которого подсоединен выходшестого задатчика опорного сигнала,вьход третьего блока дифференцировании, через последовательно соединенные седьмой блок определения модуля,седьмой фильтр и четвертый масмтабныйблок соединен с первым входом седьмого сумматора, к другому входу кото-рого подсоединен выход седьмого за"датчика опорного сигнала, выход седьмого суюатора соединен с первым вхо-дом седьмого блока деления, к второмувходу которого подсоединен выход шестого сумматора, выход седьмого блока деления соединен с третьим входомвторого блока коррекции н четвертымвходом регулятора расхода руды, выход которого соединен с шестым входом 5первого блока коррекции.На чертеже представлена Функциональная блок-схема предложенногоустройства.Схема включает весоизмеритель 1 2 ррасхода руды, датчик 2 заполнения,первый 3 и второй 4 расходомеры воды, устройство 5 анализа параметровпульпы, включающее блок 6 определения удельного веса твердого и блок 7определения плотности пульпы, первый 8, второй 9, третий 10, четвертый11 и пятый 12 вторичные приборы,регуляторы 13-16 расхода руды, заполнения, расхода воды в мельницу,расхода воды в классификатор, пер-.вый 17 и второй 18 исполнительныемеханизма, первую 19 и вторую 20задвижки, блок 21 управления двигателя 22 питателя 23, задатчики 24-29расхода руды, заполнения, расходаводы в мельницу, расхода воды в классификатор, плотности пульпы, удель-ного веса, блок 30 умножения, первый 31, второй 32, третий 33, четвертый 34, пятый 35 элементы сравнения, первый 36, второй 37 и третий 38 блоки диффереицирования, первый 39, второй 40, третий 41, четвертый 42, пятый 43, шестой 44 й седьмой 45 блоки определения модуля 45(сигнала), первыЛ 46, второй 47,третий 48, четвертый 49, пятый 50,шестой 51 и седьмой 52 Фильтры,первый 53, второй 54, третий 55, четвертый 56 масштабные блоки, пер Овый 57, второй 58, третий 59, четвертый 60, пятый 61, шестой 62, седьмой 63 сумматоры, первый 64, второй65, третий 66, четвертый 67, пятый 68,шестой 69 и седьмой 70 задатчики опор 5ных сигналов, первый 71-, второй 72,третий 73, четвертый 74, пятый 75,шестой 76 и седьмой 77 блоки деления,блокирующий элемент 78, первый 79и второй 80 блоки коррекции,Объект управления представлен мельницей 81, работающей в замкнутом цикле с классифицирующим аппаратом 82.Задачей объекта является иэмельчение исходной руды, подаваемой вмельницу 81 (конвейером) нитателем 23, до заданной крупностиКлассификатор 82 производит разделение измельченного продукта на две части Готовый класс поступает на дальнейшее обогащение, а некондиционный класс возвращается в мельницу на доизмельчение.Целевой Функцией управления циклом является максимизация производительности по готовому продукту.Система работает следующим образом.Управление процессом измельчения осуществляют, воздействуя на расходы руды и воды в мельницу (оптимальное заполнение мельницы поддерживается путем регулирования расхода воды и руды в мельницу) и расход воды в.классификаторКонтур поддержания оптимальной загрузки мельницы рудой поддерживает ее в заданных пределах путем изменения расхода руды в мельницу, воздействуя на двигатель 22 приводапитателя.При подготовке системы к работе задатчик 24 расхода руды устанавливается в положение, соответствующее производительности мельницы при среднем для данного месторождения типе руды, а задатчик 25 (уровня) заполнения - в положение,соответству" ющее оптимальному заполнению мельницы.В случае, когда заполнение мельницы и удельный вес руды равны задан"ным, на выходах блоков 33, 14, 57, 36, 35 и 77 сигналы равны нулю, на втором элементе 32 сравнения сопоставляются сигнал задания от задатчика 24 и сигнал текущего расхода руды от датчика 1 через вторичный прибор 8. Величина рассогласования поступает на регулятор 13 расхода руды, который через блок 21 управления Управляет двигателем 22. питателя 23, подающего руду в мельницу 81,стабилизируя заданный расход руды.. В этом случае управляющее воздействие Оз (й ) на выходе регулятора 13 Формируется по закону где К - коэффициент усиления регулятора Расхода Руды 13 Т,Т, -. настраиваемые параметры,постоянные времени предварения и интегрирование регулятора 13,- Е (с) - сигнал рассогласованияс выхода элемента 32 сравМневи я.Ю= к)-И) (1)(4) 40012004У У 1 всцс (5)В выражениях (4) и (5) )у - входной сигнал Фильтра; Т(,11, Т(1 ц- постоянные времени фильтра, При выбранных соотношениях Т(к 1, Тр 12 в фильтре 46 оценивается значение у, которое., Умножаясь в блоке 53 на постоянный коэффициент щ, дает оцен. ку нелинейной составляющей коэффициента коррекции расхода руды Кр При ухудшении размалываемости руды происходит увеличение постоянной вре" мени объекта, и фильтр 46 переключается с ТО,)на Т(10, что соответствует уменьшению коэффициента КСоответственно сигнал Кс,о поступает на второй блок 72.делейия, где, в случае если Е (с)=0, происхоДит вычисление величины, обратной Кц 91, т,е. сформированный по уравнению (1) 60 сигнал парирует рассогласование Е(с) с учетом влияния. изменения постоянной времени объекта на коэффициент усиления системы автоматического регулирования. ,65 где х," заданное значение расходаРУДы 1х(.г) - текущее значение расходаРУДы 1К (11) ви - минимальное значение, т. е.линейная часть настраиваемого коэффициента коррек-ции, поступающего .от первого блока 71 деления, соответствующее максимальной постоянной времениобъекта, задаваемой задатчиком 64 опорного сигна.ла;в - масштабный коэффициент,1реализуемый в первом масштабном блоке 53;у - максимальное значение модуля реальной производнойсигнала заполнения от датчика 2 заполнения;К - постоянный коэффициент,задаваемый вторым задатчиком 65 опорного сигнала.Контур адаптации К работает следующим образом.Пф 12На основе сигнала реальной производной величины заполнения У с бло" ка 36 в первом блоке 39 определения модуля образуйся сигнал модуля реальной производной величины заполнения (у 1, который далее поступает на первый Фильтр 46, где Формируется сигнал у из выражения Второй блок 72 деления осуществляет преобразование сигнала от блока 71 по законуКа при Е (с) ЪсЕ,1 оп)1 г приЕ ьЕ З, ( с )1Кар одопгде Е (с) - сигнал рассогласованиязаданного заполнения, итекущего, поступающийс выхода блока 33;Е- величина допуска на рас.согласование;1 1 " знак модуля сигнала;ф 0 - сигнал, поступающий Отблока 71 через блок 72на регулятор 13 расходаРудыВ случае, когда заполнение мель- . ницы отличается от заданного, но находится в пределах допустимой области значений, сигнал рассогла сования Ез 3 (с)поступает на блок 72, реализующий алгоритм переключения по выражению (6), и на регулятор 14 заполнения, который подает сигнал на первый элемент 32 сравнения и да- лее на регулятор 13 расхода руды. При этом, если текущее значение больше заданного, что может быть вызвано износом футеровки или шаровой загрузки, происходит изменение расхода руды в сторону его уменьшения. Если. же заполнение менее. заданного, т.е. мельница недогружена, происходит корректировка сигнала от регулято" ра 13 в сторону Увеличения расхода руды. При изменении типа руды, например в сторону ухудшения или улучшения размалываемости, изменяется удельный вес рудной шихты, поступающей на измельчение от заданного. Сигналы с пятого элемента 35 сравнения и седьмого блока 77 деления поступают на регулятор 13 расхода руды. При этом, если текущее значение удельного веса руды больше заданного, происходит уменьшение расхода руды, и наоборот, если текущее значение удельного веса руды меньше заданного, происходит увеличение расхода руды. Регулятор 14 заполнения осуществляет функцию корректировки задания от задатчика 24 на расход руды в мельницу 81.В этом случае, т.е. приЕ (сГ Еуправляющее воздействие на выходерегулятора 13 формируется по закону,аналогичному выражению (1)о (с) кф (Й 2- --1)й цЧ КК р+1Х( . - .+1)Е, (г) О, (г)О, (г), (7)Ргде К ,К К" постоянные регуля 4 м 4 Ъ9 " тора, опреде 3 яются экспериментально при .настройкесистема. ния оптимального по технологическимпоказателям заполнения.Одновременно с этим сигналы текущего заполнения и еж реальнойпроизводной со входа и выхода бло ка 36 поступают на входы контурапрогнозирования заполнения, состоя"щего из блоков 54 и 57, в которыхопределяется значение заполненияна упреждающий момент времени по О следующему рекурентнойу:.выражению л(в)е 4где Е - максимальное значение модуляоши.бкиЕ,з ( й ) ) е1Величина К , являющаяся отношением максимального значения модуляУ У+ У( 10)ошибки и максимального значения ью-дуля реальной производной величиныс - время прогнозаопределя"заполнения, характеризует динамичес ется экспериментально и задние свойства мельницы по каналувисит от динамических свойстаизменения измельчаемости руды - за- : системы и объекта регулирополнение и изменяется одновременно.с коэффициентом усиления в переда- . Время с опРеделяется на каждом точной функции объекта. р предыдущем шаге управления, какВастраиваеввй коэффициент К . ремя, требуемое для достижения. -вычисляется с помощью и рвого иф". модуля скорости изменения величины втоРого фильтров 46 и 47, на кото- , ,заполнения максимального допустимо-. . Рые поступают сигналы от датчика 2 ; го значения, и также оценивается в :заполйения через вторичный прибор 9, 25 блоках 36 39, 41, 46, 48 53, 54, 57. первый блок 36 диФФеренцирования и . В блоках 41 и 48 происходит преобрапеРвый блок 39 определения модуля. зование, аналогичное преобразованиям, осуществляемым в блоках 40сравнения через второй блок 40 опредеОцененное максимально возмомодуля.прогноза сравнивается в блоке 34,и у по следующему выражениюпредставляющем адаптивный пороговыйэлемент, с сигналом задания от задат.Е лЕ.:чика 25 оптимального заполнения мель35 " где15 жное емен(9) 73 деВредел время отключависимости У"У(Т.( е атор нелинейного презования переменных тего значения заполнения прогноэируемого на упающий момент времениусредненных на интер времени с;оянная, задаваьего задатчикасигнала и зав опер обра куще режд У.;+вале - посттрет ного.емая от бб опор исящая о5 пРичем ТцауР 7 Т(4 р,; Т(4,) у Т,), Сигналы Е, У" суммируются в первоми втором сумматорах 57 и 58 с коэффициентами К 4 и К( ,рт первого ивторого задатчиков 64 и 65 опорных : сигналов, а в первом блоке 71 деления происходит вычисление К повыражению (8) . 9Таким образом, при увеличении коэффициента усиления объекта система становится более быстрой и отношение (8) уменьшается, а в результате контур адаптации (блоки 36, 39,4046 ф 47 53 58 59 64 65 71) парирует влияние коэффициента усиления объекта на коэффициент усиления системы. Происходит оптимальноепо динамическим свойствам изменение расхода руды в мельницу до достиже,. ницы.В случае, если разность сигналов с фильтра 48 и задатчика 25 превысит. порог срабатывания элемента 34 сравнения, на его выходе появляется .сигнал, пропорциональный рассогласо.ванию, который запускает в работу контур определения времени отключения питателя мельницы Т, которое необходимо для вывода объекта регули" рования из области аварийных перегрузок при полностью отключенном исходном питании Контур определе" ния времени отключения содержит третий задатчик 66 опорного сигналла, блок 30 умножения и третий блокления.общем виде ения опяется из з- знак усреднения по временипо методу скользящего взвешенного среднего,Вид оператора Ф в выражении (11) 5зависит от режима измельчения, конструктивных и технологических параметров мельницы.С учетом структуры связей блоков,составляющих контур оптимального уп Оравления расходом руды,.выражение(11) для шаровых мельниц имеет видТ=Ксщ(Ъ 1-Ч) уЬ=- - Кп 1 (12.)ь 315Введение в расчет времени величины Кск).позволяет учитывать изменяющуюся во времени динамику мельницы на параметры системы управления.По сигналам от блока 73 блокирую щий элемент 78 отключает двигатель 22.питателя 23 через блок 21 управления на время разгрузки Т и одновременно блокирует сумматор 57 и последующие блоки, не позволяя произво дить прогноз заполнения.ерез время Т сигнал на выходе элемента 78 становится равным нулю, блокировка снимается и включается в Работу контур подачи руды, Система 30 приходит в исходное состояние, В более сложных случаях вид функционалаф в выражении (11) подбирается опытным путем и может иметь, например, следующий вид 351Т= К еабгде )1,1(ьу, у ) - величина, пропорциональная скоростиизменения разгрузки мельницы, т.е.пропорциональнаявторой производнойот величины заполнения в режиме раэ грузки (отключенного исходного питания);с - постоянная времени,Контур .стабилизации расхода воды в мельницу поддерживает ее в заданных пределах путем изменения расхода воды в мельницу, воздействуя на элек" трическую задвижку 19. При подготов- . ке системы к работе задатчик 26 расхода воды устанавливается в положение, соответствующее среднемудля данного месторождения соотношению, ."твердое-жидкое", которым определяется скорость прохождения материала через мельницу, В случае, когда за полнение мельницы: удельный вес ру-. ды, расход руды в мельницу, плотность пульпы в сливе классификатора, рас" ход воды в классификатор равны заданным, на выходах блоков 75, 16, 35, 77 65и 79 сигналы равны нулю, на регуляторе. 15 расхода воды в мельницу сопоставляются сигнал задания от эадатчика 26 и сигнал текущего расхода воды от расходомера 3 через вторичный прибор 10. Регулятор 15 расхода воцы через исполнительный механизм 17 управляет электрической задвижкой 19, стабилизируя заданный расход воды,В этом случае управляющее воздействие О (с) на выходе регулятора 15 формируется по закону, аналогично выражению (1) 0 (с)- (Т р.4.1 ) Кп ОИ 12(с) = 2 Мд(с),(14) где 2- заданное значение расходаводы;2 (с) - текущее значение расходаводы от расходомера 3; Т , Т - постоянная времени предвай)1 (1. рения и интегрированиярегулятора 15;1К = -- коэффициент усиления регуК094 лятора 15, поступающийот блока 79.В первом блоке 79 коррекции определяется коэффициент адаптации Ко. и М по величинам заполнения и рас. хода руды в мельницу, сигнала с первого блока 71 деления и регуляторов 13 и 14 расхода руцы и заполнения, величины плотности пульпы в сливе классификатора с пятого блока 75 деления, расхода воды в слив классификатора с регулятора 16 расхода воды и по типу руды по сигналу с выхода седьмого блока 77 деления,Величины требуемого расхода воды в мельницу Итре и в слив классификатора ЧАР определяются поЯ.регрессионным уравнениям вида 3 Цо+ОХ и+ОХвФ- бе Хи+Ь 1 Х пУФ ЬаХ Хэ,. ++ЬХ 1 Хв+СХ+Ссфь+сХД, Щполученным в результате опробываниятехнологической. секции методом мно"гофакторного .Рототабельного центрально-композиционного планированиявторого, порядка,где х , ,х- контролируемые параметры 0 дф, 1, у ,Кп , У,х,.1Юр - расход рули, поступающей в мельницу; 1где 2(с) - сигнал рассогласования между заданным и текущим значением расхода воды и определяется аналогично выражению,(2), т,е