Система автоматического регулирования загрузки мельницы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Криворожский ордена ТрудовогоКрасного Знамени горно-рудный инсти"тут(56) 1, Авторское свидетельствоСССР Ю 388464, кл . В 02 С 25/00,1970,2 Авторское свидетельство СССРй 575129, кл. В 02 С 25/00, 1975.(54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАГРУЗКИ ИЕЛЬНИЦЬ,содержащая задатчик и датчик уровня, регуляторы загрузки и веса, задатцик и датчик веса, два делителя, первый ключ и два элемента сравнения, причем выход первого ключа подключен к одному из входов первого делителя, датчик веса через первый элемент сравнения.соедцнен с одним из входов регулятора веса, задатчик и датчик уровня подключены к соответствующим входам второго элемента сравнения, один из выходов которого подключен к входу регулятора загрузки, о тличающаяся тем,что,с целью повышения точности и надежности регулирования, она снабжена третьим элементом сравнения, третьим делителем, блоком дифференцирования, тремя блоками определения модуля сигнала, тремя фильтрамк, четырьмя сумматорами, тремя блоками умножения, вторым и третьим ключами, шестью эадатчиками опорных сигналов, регулятором и блоком управления двигателем питателя, прицем за-: датчик веса подключен к одному из входов первого элемента сравнения, другой вход которого подключен к вы. ходу регулятора загрузки, задатчик;. уровня соединен с одним иэ входов третьего элемента сравнения, выход , которого подклюиен к одному из вхо" дов первого ключа, другой. вход первого ключа и. один из входов блока управления подключены к выходу ре. гулятора, вход которого соединен с выходом первого сумматора, первый задатчик опорных сигналов через последовательно соединенные первый де- с . литель и первый блок умножения сое- динен с одним из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с вторым задатчиком опорных сиг- С налов, датчик уровня подключен к входу блока диФференцирования и к Й одному из входов второго сумматора, выход которого подключен через последовательно соединенные первые блок. определения модуля сигнала и фйльтр к другому входу третьего элементасравнения, другой вход второго сумматора подключен к одному из выходов второго блока умножения, вход кото- С рого соединен с третьим задатциком опорных сигналов, другой:вход . вто-. рого блока умножения и выход блока дифференцирования подключены к вхо-, ду второго блока определения модуля )Эф сигнала, выход которого через второй фильтр соединен с одним из входов третьего блока умножения, другой вход которого соединен с четвертым задатчиком опорных сигналов, а выход третьего блока умножения подключен к од1007729 ному иэ входов третьего сумматора,другой вход которого подключен к пятому задатцику опорных сигналов, выход третьего сумматора соединен содним иэ входов второго делителя, выход которого подключен к входу первого блока умножения, к одному из вхо"дов второго ключа и к входу третьегоделителя, выход которого через третийключ подключен к другому входу .регулятора веса, выход которого соединенс другим входом блока управления,другой выход второго элемен 1Изобретение относится к автоматизации процессов измельчения материала и может найти применение в черной и цветной металлургии, теплоэнергетике, промышленности строительных материаалов.Известна система автоматического регулирования загрузки мельницы, содержащая задатчик веса и установленный на питающем транспорте датчик ве са, соединенные через элемент сравнения регулятор веса с исполнительным механизмом, связанным с питателем, задатчик и датчик уровня;загруз-, ки мельницы, соединенные через элемен 35 сравнения с регулятором загрузки 1.11.Такая система осуществляет форсированную догрузку мельницы до заданного уровня в режиме первоначальной загрузки при перерывах в подаце ис ходного материала, Это достигается подачей на вход дополнительного регулятора сигнала рассогласования между величиной заполнения .мельницы и ее первой производной по времени, При этом, уэ настройки регулятора загрузки постоянны как для недогруза, так и для перегруза мельницы, поэтому система в зависимости от настроек регулятора работает либо в двухпозиционном режиме, либо при перегрузке не может вывести иэ него мельницу.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система автоматического регулиро- и вания загрузки мельницы, содержащая задатцик и датчик уровня регулятота,сравнения через третий блок опрвделения модуля сигнала подключен квходу третьего фильтра, один из выходов которого соединен с одним извходов четвертого сумматора, шестойзадатчик опорных сигналов соединенс другим входом четвертого сумматора,выход которого соединен с другим вхо-.дом второго делителя, другой выходтретьего фильтра подключен к другомувходу второго ключа, выход которогоподключен к входу третьего ключа и ксоответствующему входу регулятора веса. 2ры загрузки и веса, эадатчик и дат- . чик веса, два делителя, первый ключ, два элемента сравнения, причем выход первого ключа подключен к одному из входов первого делителя, датчик веса через первый элемент сравнения соединен с одним из входов регулятора веса, задатчик и датчик уровня подключен к соответствующим входам второ" го элемента, сравнения, один из выходов которого подключен к входу регулятора загрузки 2 1.Недостатками этой системы является низкое качество регулирования, вызванное неучетом изменяющихся динамических свойств объекта регулирования при переработке руд с изменяющимися физико-механическими и текстурно-структурными свойствами и износом футеровочной брони и шаровой загрузки, а также ыиэкая эффективность предотвращения возникновения аварийных ситуаций и вывода объекта из области аварийных режимов.Цель изобретения .- повышение тоц-ности и надежности регулирования,Указанная цель достигается тем, что система автоматического регулирования загрузки мельницы, содержащая задатчик и датчик уровня, регуляторы загрузки и веса, задатчик и датчик веса, два делителя, первый ключ и два элемента сравнения, причем выход первого ключа подключен к одному иэ входов первого делителя, датчик веса через первый элемент сравнения соединен с одним из входов ре3 1007гулятора веса, задатчик и датчик уровня подключены к соответствующим входам второго элемента сравнения, один иэ выходов которого подключен к входу регулятора загрузки, снабжена%третьеим элементом сравнения, третьим делителем, блоком дифференцирования,тремя блоками определения модуля сигнала, тремя фильтрами, четырьмя сумматорами, тремя блоками умножения, 1 ввторым и третьим ключами, шестью задатчиками опорных сигналов, регулятором и блоком управления двигателем . питателя, причем задатчик веса подключен к одному из входов первого иэлемента сравнения, другой вход которого подключен к выходу регулятора,загрузки задатчик уровня соединен сУодним из входов третьего элемента срав. нения, выход которого подключен к од-. ному из входов первого ключа, другой вход первого ключа и один иэ входов блока управления подключены к выходу регулятора, вход которого связан с выходом первого сумматора, первый. за- р датчик опорных сигналовчерез последо-. вательно соединенные первый делитель и первый блок умножения связан с одним из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с вторым эадатчиком опорныхсигналов, датчик уровня подключен к входу блока дифференцирования и к одному из входов второго сумматора, выход которого подключен через последовательно соединенные первые блок опреде- ления модуля сигнала и фильтр к другому входу третьего элемента сравнения, другой вход второго сумматора подключен к одному из выходов второго блока умножения, вход которого сое 40 динен с третьим задатциком опорных сигналов, другой вход второго блока умножения и выход блока дифференцирования подключены к входу второго. блока определения модуля сигнала, вы-ход которого через второй фильтр свя- . зан с одним иэ входов третьего блока умножения, другой вход которого соединен с четвертым задатчиком опорных сигналов, а выход третьего блока ум- фв ножения подключен к одному из входов третьего сумматора, другой вход которого подключен к пятому эадатчику опорных сигналов, выход третвего сумматора соединен с одним из входов вто-Ирого делителя, выход которого подключен к входу первого блока умножения, к одному из входов. второго клю 729 4ча и к входу третьего делителя, выход которого через третий ключ подключен к другому входу регулятора веса, выход которого соединен с другим входом блока управления, другой выходвторого элемента сравнения через третий блок определения модуля сигнала подключен к входу третьего фильтра, один иэ выходов которого соединен с одним из входов четвертого сумматора,. шестой задатчик опорных сигналов соединен с другим входом четвертого сумматора, выход которого связан с другим входом второго делителя, доугой выход третьего Фильтра подключен к . другому входу второго ключа, выход ко. торого подключен к входу таетьего клюф. ча,и к соответствующему входу регулятора веса.На чертеже представлена блок-схе" ма адаптивной системы автоматического Регулирования загрузки мельницы. гСистема содержит датчик 1 веса датчик 2 уровня загрузки мельницы, системы 3, 4 и 5 сравнения, блок 6 дифФеренцирования задатчик 7 веса, задатчик Н уровня загрузки мельницы регулятор 9 веса, регулятор 10 загрузки, блок 11 управления двигателем 12 питателя 13, блоки 14, 15 и 16 определения модуля сигнала, фильтры 17, 18 и 19, сумматоры 20:.23, блоки 24, 25,и 26 умножения, ключевые элементы 27, 28 и 29, блоки 30, 31 и 32 деления, зааатцики 33-38 опорных сигналов и регулятор 39.:Позицией 40 обоз начена мельница Система работает следующим образом.При подготовке системы к работе задатчик веса устанавливаетчя в положение, соответствующее производительности мельницы при среднем запол" нении для данного месторождения типа руды, а задатцик 8 уровня загрузки- в положение, соответствующее оптимальному заполнению мельницы. В случае, когда заполнение мельницы равно заданному, на выходах блоков 4, 10, 5 и 32 сигналы равны нулю, на элементе 3 сравнения сопоставляются сигнал задания от задатцика 7 и сигнал текущего расхода руды от датчика 1 веса. Величина рассогласования поступает на. регулятор 9 веса, который через блок 11 управления управляет двигателем 12 питателя 13, подающего руду в мельницу 40, стабилизируя заданный расход Руды.ОАЗИС): к 7 10077 расхода руды в сторону его уменьшения. Если же заполнение меньше заданного . т.е. мельница недогоужена, происходит корректировка сигнала от регулятора 10 в сторону увеличения расхода руды. Регулятор 10 загрузки осуществляет функцию корректировки задания от блока 7 на расход руды.В этом случае, т.е. при Я, М 4управляющее воздействие на выходе ре- в гулятора 9 формируется по закону, аналогичному выражению,(1). К А 1 Ир 1 рЗ1) Д 1 где К, К , Кц - постоянные регулятора,которые определяются эксперименталь- рф но при настройке системы.1Е+ К 2"ц ф --(8)тп Мингдето - максимальное значение модуляошибки Е+(В 1Величина К , являющаяся отношением максимального значения модуля ошибки и максимального значения модуля реальной производной величины запол- ЗО нения,характеризует динамические свойства мельницыпо каналу изменения измельчаемости руды- заполнение и изме-няется одновременно с коэффициентом усиления впередаточной функцииобъекта.мНастраиваемый коэффициент К вычисляется с помощью двух фильтров 17 и 18,йа которые поступают сигналы от датчика 2 уровня загрузки через блокб диф- ференцирования и блок 14 определения 4 в модуля сигнала и от элемента 4 сравнения черезблок 15 с 1 пределения модуля.фильтры 17 к 18 оценивают величилны Й. и у по выражениям Т Е+Ю =)Е). при )Е 17 ФЛ л1 ЯСЯ л л лТ - Е+Е=1 Е 1 при В 1(Ь2,дС(,э)д л ., дТ 4 э =И при 1 Мдл л л лТ - м+м =У при Ь)(м2 дС Причем ТуЯ ТСигналы ф и у суммируются с ко"эффициентом К 2 и К щ в сумматорах21 и 22 от задатчиков 33 и 34 опорных 29 8сигналов, а в блоке 32 деления происходит вычисление К по выражению(8 ),Таким образом, при увеличении коэффициента усиления объекта системастановится более быстрой и данное от-ношение уменьшается, а в результате,контур адаптации ( блоки 6, 14 15, 1718, 21, 22, 28, 32, 36, 34 и 37) парирует влияние коэффициента усиленияобъекта на коэФфициент усиления системы. Пооисходит оптимальное по дина-.мическим свойствам изменение расходаруды в мельницу до достижения заданного, оптимального по технологическим показателям уровня загрузки,Одновременно с этим сигнал текущего заполнения поступает от датчика 2уровня загрузки на первый вход сумматора 20, на второй вход которого,поступает сигнал скорости изменЕниязаполнения, т.е, его реальной производной от блока 6 через блок 25умножения, в котором происходит ум-ножение на постоянный коэффициентвеличина которого задается блоком 36.С выхода блока 20 на блок 16 поступает сигнал, пропорциональный прогнозиоуемому заполнению мельницы наупреждающий момент времени. Блоки 625, 36 и 20 осуществляют алгоритм вычисления прогнозируемой величины заполнения по выражениюу у + у (10)где 1 - время прогноза ( определтетсяэкспериментально и зависит отдинамических свойств системы и объекта регу,лирования ). В блоках 16 и 19 происходит преобразование, аналогичноепреобразованиям, осуществляемым вблоках 15 и 18.Оцененное максимально возможноезначение заполнения + к концу времени прогноза сравнивается в третьемблоке 5 сравнения, представляющемадаптивный пороговый элемент, с сигналом задания от блока 8,В случае, если разность сигналовс блоков 19 и 8 превышает порог срабатывания элемента 5 сравнения, наего выходе появляется сигнал, пропорциональный рассогласованию ду, кото-рый поступает на первый блок 30 деления и далее через блоки 24 и 23 нарегулятор 39. Блоки 23, 24, 30,. 32,35 и 38 осуществляют определение времени, необходимого мельнице для выхода из области аварийных перегрузок, при полностью отключенном исходном питании.9 1007729 1 ОВремя отключения определяется иэЧерез время Т сигнал с блока 39 зависимости исчезает и включается контур регулирования подачи, руды в мельницу. Система приходит в исходное состояние, где С - постоянная, задаваемая отВ процессе достижения заданного заэадатчика 38 опорного сиг- . полнения устраняется возможное пенала и зависящая от конст- ререгулирование объекта. руктивных особенностей Этим самым осуществляется недопущемельницы; ние возникновения аварийных ситуаций ду - сигнал разности с блока 5 е в мельнице и скорейший вывод в об-;. максимального значения за- ласть оптимальных режимов при возполнения в прозгноэируемый никновении аномальных ситуаций, Повыпериод; шается точность и надежность регуКс- коэффициент адаптации; . лирования загрузки мельницы, снижаетпостоянный коэффициент,равный 15 ся время Работы мельницы в режиме не- средней скорости разгрузки мельницы, догруза и пеРегРУза, что позволяет при полностью отключенном питании в "овысить производительность по готомомент достижения оптимального эа- вону пРодукту на 4-6 что дает экополнения и оптимальной плотности пуль- номический эффект 30 тыс.руб. на одпы в мельнице, от задатчика 35, в ну технологическую секцию.По сигналам от блока 23 релейный регулятор 39 отключает двигатель Работа контура вывода. мельницы из питателя 12 через блок 11 управле- режима аварийного перегруза аналогичния на время раэгоузки Т и одновре- на работе оператора-мельника при ликменно блокирует ключевой элемент 27 25 видации перегруза мельниц на обогаи последующие блоки. тительных фабриках.НИИПИ Заказ 2189/9 Тираж 620 Подписнфилиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,