Система автоматического управления измельчительным комплексом

(51) 4 В 02 С 25/00-.,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.;.; 4К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с я ного сырья.(7) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (72) В.В.Вавилов, Е.И.Мартюшин, В,Б,Варганов, Н.П.Лапченко, М.Л.Никитина и С,Н.Рассказова(56) Авторское свидетельство СССР Р 1021472, кл. В 02 С 25/00, 1983.Сиденко П,М. Измельчение в химической промышленности. М.: Химия, 1977, с. 163, с. 368.(54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНЬ)М КОМПЛЕКСОМ, содержащая шаровую мельницу, питатель исходного сырья с исполнительным механизмом, сепаратор с циклоном, фильтром и вентилятором и приемную емкость, включающая гранулометр на выходе циклона и задатчик гранулометрического состава, подключенные к соответствующим первому и второму входам ПИ-регулятора, который через исполнительный механизм задвижки соединен с задвижкой вентилятора, о т л и ч а ю щ а я тем, что, с целью повышения точностиуправления, она снабжена датчикомвеса сырья в механизме, двумя компараторами, двумя аналого-цифровымипреобразователями, блоками ввода ивывода, микропроцессором с оператив -но-запоминающим устройством, логическим элементом "Инверсия , ВБ-триггером, блоком коррекции и двумя за-датчиками веса сырьем, причем датчиквеса сырья в мельнице соединен с первыми входами компараторов и черезпервый аналого-цифровой преобразователь и блок ввода соединен с входоммикропроцессора, выход микропроцессора через блок вывода и второйцифроаналоговый преобразователь соединен с блоком коррекции, выход которого подключен к третьему входу ПИрегулятора к вторым входам компараторов подключены соответственно первыйи второй задатчики веса сырья, выходпервого компаратора через логическийэлемент "Инверсия" подключен к Я-входу КБ-триггера, выход второго компаратора подключен к К-входу КЯ-триггера, выход которого соединен с исполнительным механизмом питателя ис 122231где у 50 комплекса.Параметры То (марка сырья, коли 55 чество и диаметр шаров в мельнице)и(скорость потока азотно-воздушнойсмеси, задаваемая вентилятором 6 ипространственной конфигурацией объекИзобретение относится к автоматическому управлению шаровой мельницей, работающей в замкнутом цикле с сепаратором, и предназначенной для помола кускового кремния в условиях изменяющегося качества исходного сырья и состояния технологического, оборудования,Цель изобретения - повышение точнос.ти управления.На фиг. 1 представлена схема автоматического управления измельчительным комплексом; на фиг. 2 - зависимость между гранулометрическим составом помола и расходом азотно- воздушной смеси; на фиг. 3 - зависимость между коэффициентом усиления объекта и весом сырья в мельнице.Система включает шаровую мельницу 1, первый вход которой подключен к питателю 2 исходного сырья с исполнительным механизмом (не показан), второй вход мельницысоединен с первым выходом сепаратора 3, вход которого подключен к выходу мельницы 1, второй выход сепаратора 3 подключен к циклону 4, первый выход которого через фильтр 5, вентилятор 6 и задвижку 7 соединен с третьим входом мельницы 1, второй выход циклона 4 соединен с входами приемной емкости 8 и гранулометра 9, выходы гранулометра 9 и задатчика 10 гранулометрического состава подключены к соответствующим входам ПИ-регулятора 11, который соединен с исполнительным механизмом 12 задвижки, датчик 13 веса сырья в мельнице соединен с первыми входами первого и второго компаратора 14 и 15 соответственно, аналогово-цифровой преобразователь 16 и блок 17 ввода соединен с микропроцессором 18 с оперативно-запоминающим устройством 19, выход микропроцессора 18 через блок 20 вывода и цифроаналоговый преобразователь 21 связан с блоком 22 коррекции, выход которого подключен к третьему входу ПИ-регулятора 11, к вторым входам первого и второго компараторов 14 и 15 подключены соответственно первый и второй задатчики 23 и 24 веса, выход первого компаратора 14 через логический элемент 25 "Инверсия" подключен к Б-входу ВЯ-триггера 26, выход второго компаратора 15 подключен к К-входу РБ-триггера, выход которого соединен 5 10 15 20 25 30 35 40 45 с первым входом питателя 2 сырья,на второй вход которого поступаетсырье.Система автоматического управления работает следующим образом,На первый вход мельницы 1 с питателя 2 поступает кусковой кремний,перемолотый кремний потоком азотновоэдушной смеси переносится из мельницы 1 в сепаратор 3, который разделяет принесенный кремний на крупнуюи мелкую фракции Крупную фракцию сепаратор 3 возвращает в мельницу 1 надоизмельчение, мелкую фракцию потоказотно-воздушной смеси переносит вциклон 4, где происходит разделениеазотно-воздушной смеси и мелкой фракции помола. Азотно-воздушная смесьчерез фильтр 5, вентилятор 6 и задвижку 7 поступает на второй входмельницы 1. Мелкая фракция помолаявляется готовым продуктом и поступает в приемную емкость 8.Гранулометр 9 измеряет содержаниеконтролируемого класса крупности ввыходном продукте измельченногокомплекса. При отклонении текущегозначенияот заданного, устанавливаемого задатчиком 10, ПИ-регулятор 11 формирует управляющий сигнал , параметры которого зависятот величины рассогласования о, . Этотсигнал поступает на исполнительныймеханизм 12, который в зависимостиот величины и знака управляющего сигнала открывает и закрывает задвижку7, изменяя тем самым расход азотновоздушной смеси, подаваемой в мельницу 1,Мельница 1 вместе с сепаратором 3и циклоном 4 по каналу расход азотно-воздушной смеси - содержание контролируемого класса крупности, какобъект автоматического управления,описывается уравнением й= К.у (- расход азотно-воздушной смеси; парамегры зависящие от качества сырья и состояния иэмельчительного35 та) во времени практически не изменяются и определяются на стадии пус-,ко-наладочных работ,Параметры (коэффициент усиления Ки постоянная времени Т) ПИ-регулятора 11 выбираются согласно критериюмаксимальной степени устойчивости.Поскольку К является случайной веоличиной, зависящей от количествасырья, отправляемого на доизмельчение сепаратором 3 обратно в мельницу1, и непрерывно меняется во времени,то для оптимального управления согласно критерию максимальной степени устойчивости необходимо изменять коэффициент усиления К регулятора 11в соответствии с изменением коэффициента усиления объекта Кд.Для коррекции коэффициента К всистему автоматического управлейияциклом измельчения введен контур,состоящий из датчика 13 весов, компараторов 14 и 15, аналогово-цифрового преобразователя 16, блока 17ввода, оперативно-запоминающего устройства 19, блока 20 вывода, цифроаналогового преобразователя 21 иблока 22 коррекции. Этот контур работает следующим образом, В оперативно-запоминающее устройство 19 заносятся массивы чисел 61, 1 ;30где 1 = 1 И, соответствующиеразличным значениям веса сырья вмельнице и различным значениям коэфФициента усиления объекта К , определенным как касательные к кривымфиг. 2, Микропроцессор 18 через цифроаналоговый преобразователь 16 иблок 17 вывода считывает текущее,значение веса сырья 3 т в мельнице,определяемое датчиком 13, определя Оет 41, обеспечивающее пц.п 1= 1,Б2.Йт - Я;), выбирает из оперативнозапоминающего устройства К;, соответствующее Я и через блок 20 вывода, цифроаналоговый преобразователь 21 и блок 22 коррекции изменяет коэффициент усиления регулятора11.Зависимость коэффициента усиления объекта К от веса сырья в мельонице 0 т не является монотонной, акак следует из фиг. 2, имеет экстремальный характер (фиг, 3). С цельюподдержания коэффициента усиления,объекта вблизи своего максимальногозначения в схему допонительно введенконтур, содержащий задатчики 23 и 24веса, компараторы 14 и 15, логический элемент 25 "Инверсия" и КБ-триггер 26. Этот контур работает следующим образом. На первом задатчике 23веса устанавливается значение, соответствуеющее Я ,; , а на втором задатчике 24 веса - значение, соответствующее Дп . Эти значения подаются на вторые входы первого 14 ивторого 15 компараторов. На первыевходы компараторов 14 и 15 подаетсятекущее значение веса сырьяВ течение времени пока (1 остаетсяменьше 3на выходе первого компаратора 14 сохраняется логический0 , который инвертируется логическим элементом 25 "Инверсия" и поступает на Б-вход КБ-триггера 26,на выходе которого генерируетсялогическая "1", которая включает питатель сырья 2, В момент, когда 3превышает Д,;, но остается меньшим,чем 3,д, на выходе первого компара 1тора появляется логическая "1, которая инвертируется элементом 25 ина Б-вход КБ-триггера 26 поступает логический "0". На выходе второго компаратора сохраняется логический 0, который поступает на К-входРБ-триггера 26; "0" на обоих входахКБ-триггера 26 проводят к тому, чтовыход РБ-триггера 26 не меняется ина его выходе сохраняется "1", которая держит питатель 2 включенным,В момент, когда Й превышает 8 ,д,на выходе второго компаратора 15 появляется логическая "11, которая переводит выход ЕБ-триггера 26 в состояние логического "0". Этот "0 навыходе КБ-триггера 26 отключает питатель сырья 2. Контур позволяетстабилизировать текущий вес сырьяв мельнице вблизи его оптимальногозначения,Способ обеспечивает повьппение производительности (по выходному продукту) и наилучшее качество работы (по полезному компоненту выходного продукта) для последующих стадий химического производства измельчительного комплекса за счет введения контура стабилизации веса сырья в мель-нице и контура адаптации коэффициента усиления КР ПИ-регулятора, Избыток сырья в мельнице снижает ее производительность, поскольку ведет к недоизмельчению готового продукта и возврату сепаратором 3 значительной его части обратно в мельницу, Недогрузка мельницы сырьем ведет ка,са с-/ Ф иг 1 Составитель В.Ллекпедактор Н,Рогулич Техред И,Попович орректор В.Бутяга Заказ 1639 6 Тираж 58 ВНИИПИ Государ по. делам изоб 113035, Москва, Подписноомитета СССРткрытийкая наб., д, 5 венногтений35, Ра ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,Фил 5 1222 уменьшению производительности мельницы. Поэтому стабилизация веса сырья в мельнице вблизи своего оптимального значения позволяет осуществлять помол с наибольшей производитель 5 ностью (максимальное значение К ).Адаптация коэффициента усиления К 311 6ПИ-регулятора г.озволяет сохранять значения этого коэффициента вблизиоптимального (согласно критерию максимальной степени устойчивости), чтов свою очередь приводит к существенному уменьшению колебаний содержанияконтролируемого класса крупности,