Система регулирования загрузки измельчительного агрегата

ЯО 1146085 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 51 В 02 С 25/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Криворожский ордена ТрудовогоКрасного Знамени горнорудный институт и, Научно-исследовательский проектный институт "Механобрчермет"(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 405594, кл. В 02 С 25/00, 1973.2, Авторское свидетельство СССРУ 990307, кл. В 32 С 25/00, 1982(54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАГРУЗКИ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА,содержащая двигатель измельчительного агрегата, датчик мощности, задатчик мощности, первый элемент сравнения, регулятор, пусковой элемент,двигатель питателя, датчик вибрации,детектор, первый сглаживающий фильтр,задатчик уровня вибрации, первый блокдифференцирования, первый и второйблоки определения модуля, первый ивторой адаптивные фильтры, блок коррекции, масштабирующий усилитель,первый и второй блоки суммирования,первый и второй задатчик опорныхсигналов, второй элемент сравненияи блок деления, причем вход датчика мощности соединен с выходом двигателя измельчительного агрегата,выход регулятора через пусковойэлемент подключен к двигателю питателя, выход датчика вибрации черездетектор соединен с входом первогосглаживающего фильтра, выход которогои выход задатчика уровня вибрациисоединены с входами второго элемента сравнения, выход которого через последовательно соединенные первый блок определения модуля и первый адаптивный фильтр соединен с одним входом первого блока суммирования, к другому входу которогоподключен выход первого задатчика опорных сигт налов, а выход первого блока суммирования соединен с первым входом блока деления, к второму входу которого подключен выход второго блока суммирования, выход первого сглаживающего ф.пыра соединеи через последовательно соединенные первый блок дифференцирования, второй блок определения модуля, второй адаптив ный фильтр и масштабирующий усилитель с первым входом второго блока ЯФ суммирования, к второму входу кото- С рого подключен выход второго задатФЩ, чика опорных сигналов, выход блока деления соединен с первым входом ,регулятора, а выход второго элемента сравнения через блок коррекции сое-динен с входом задатчика мощности, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения качества регулирова-, ния, она снабжена таймером, первым и вторым ключами, вторым блоком дифференцирования, третьим блоком определения модуля, третьим адаптивным фильтром, вторым сглаживающим фильтром, третьим и четвертым зада - чиками опорных сигналов, первым и .вторым пороговыми элементами и элементом И, причем выходы задатчика мощности и датчика мощности соедине" ы с входами первого элемента сравения, выходы кото ого соединены сторым входом регулятора и периым11 чоО 85 последовательно соединенных нторопсглаживающий фильтр, второй блок дифния модуля и третий адаптивный Фильтрсоединены с вторым входом таймера,выход третьего задатчика опорных сигналов соединен с вторым входом первого порогового элемента, а выход четвертого задатчика опорных сигналов -с вторым входом второго пороговогоэлемента. входом первого ключа, второй входкоторого соединен с выходом блокакоррекции и с первым входом таймера, ференцирования, третий блок определевыход которого соединен с первымивходами второго ключа, первого и второго пороговых элементов, выхоцы которых соединены с входами элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго ключа, выход которого соединен с третьим входом регулятора, выход первого ключа черезИзобретение относится к автойати-,ческому управлению процессов дробления и измельчения, преимущественнок устройствам управления измельчительных агрегатов, - конусных дробилок, стержневых и шаровых мельниц,мельниц самоизмельчения, и можетнайти применение на дробильных иобогатительных .фабриках цветной и10черной металлургии, химической промьппленности и промышленности строи.тельных материалов,Известно устройство для регулирования загрузки измельчительногоагрегата, преимущественно конусной15дробилки, содержащее двигатель конусной дробилки, который через дат-.чик мощности соединен .с одним извходов регулятора, другой вход которого соединен с задатчиком мощности,выход которого соединен с датчикоммощности, а выход .регулятора черезпускорегулируищую аппаратуру подключен к двигателю питателя 1 1,Недостатком известного устройства,является возможность возникновенияаварийных ситуаций - переполнениедробилки измельчаемым материалом, примаксимизации производительности попараметрам сигнала мощности. 30Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является система регулирования загрузки измельчительного агрегата, содержащая двигатель измельчительного агрегата, ддатчик мощности, задатчик мощности,первый элемент сравнения, регулятор,пусковой элемент, двигатель питателя, датчик вибрации, детектор, первый сглаживающий фильтр., задатчик 40 3уровня вибрации, первый блок дифференцирования, первый и второй блоки определения модуля, первый и второй адаптивные Фильтры, блок коррекции, масштабирующий блок, первый и второй блоки суммирования, первый и второй задатчики опорного сигнала, второй элемент сравнения и блок деления, причем вход датчика мощности соединен с выходом двигателя измельчительного агрегата, выход регулятора через пусковой элемент подключен к двигателю литателя, выход датчика вибраций через детектор соединен с входом первого сглаживающего Фильтра, выход которого и выход задатчика уровня вибрации соединен с входами второго элемента сравнения, выход которого через последовательно соединенные первый блок определения модуля и первый адаптивный Фильтр соединен с входом первого блока суммирования, к другому входу которого подключен выход первого задатчика опорных сигналов, а выход первого блока суммирования соединен с,первым входом блока деления, к второму входу которого подключен выход второго блока суммирования, выход первого сглаживающего Фильтра соединен через последовательно соеди ненные первый блок дифференцирования, второй блок определения модуля, второй адаптивный фильтр и масштабирующий усилитель с первым входом второго блока суммирования, к второму входу которого подключен выход второго задатчика опорных сигналов, выход блока деления соединен с первым входом регулятора, а выход вто85 4 3 11460 рого элемента сравнения через блок коррекции соединен с входом задатчика мощности 12.Недостатком известной системы является неучет изменяющихся динамических свойств объекта регулирования.Цель изобретения - повышение качества регулирования. Эта цель достигается тем, что сис 10 тема регулирования загрузки измельчительного агрегата, содержащая двигатель измельчительного агрегата, датчик мощности, задатчик мощности, первый элемент сравнения, регулятор, пусковой элемент, двигатель питате 15 ля, датчик вибрации, детектор, первьп сглаживающий фильтр, задатчик уровня вибрации, первый блок дифференцирования, первый и второй блоки определения модуля, первый и второй адаптивные фильтры, блок коррекции, масштабирующий усилитель, первый и второй блоки суммирования, первый и второй задатчики опорных сигналов, второй элемент сравнения и блок деления, причем вход датчика мощности соединен с выходом двигателя измель чительного агрегата, выход регулятора "через пусковой элемент подключен к двигателю питателя, выход датчика вибраций через детектор соединен с входом первого сглаживающего фильтра, выход которого и выход задатчика) уровня вибрации соединены с входами второго элемента сравнения, выход 35 которого через последовательно соединенные первый блок определения модуля и первый адаптивный Фильтр соединен с одним входом первого блока суммирования, к другому входу 40 которого подключен выход первого задатчика опорных сигналов, а выход первого блока суммирования соединен с первым входом блока деления, к второму входу которого подключен вы ход второго блока суммирования, выход первого сглаживающего фильтра соединен через последовательно соединенные первый блок дифференцирования, второй блок определения модуля, 50 второй адаптивный фильтр и масштабирующий усилитель с первым входом второго блока суммирования, к второму входу которого подключен выход второго задатчика опорнлх сигналов, вы ход блока деления соединен с первым входом регулятора, а выход второго элемента сравнения через блок коррекции соединен с входом задатчикамощности, снабже;. таймером, первыми вторым ключами, вторым блоком дифференцирования, третьим блоком определения модуля, третьим адаптивнымфильтром, вторым сглаживающим фнльтром, третьим и четвертым задатчиками опорных сигналов, первым и вторьйпороговыми элементами и элементом И,причем выходы задатчика мощности идатчика мощности соединены с входамипервого элемента сравнения, выходыкоторого соединены с вторым входомрегулятора и первым входом первогоключа, второй вход которого соединенс выходом блока коррекции и с первым входом таймера, выход которогосоединен с первыми входами второгоключа, первого и второго пороговыхэлементов, выходы которых соединеныс входами элемента И, выход которогосоединен с вторьи входом второго ключа, выход которого соединен с третьим входом регулятора, выход первогоключа через последовательно соединенные второй сглаживающий фильтр, второй блок дифференцирования, третийблок определения модуля и третий адап"тивный Фильтр соединены с вторым входом таймера, выход третьего задатчика опорных сигналов соединен с вторым входом первого порогового элемента, а выход четвертого задатчика опорных сигналов - с вторым входом второго порогового элемента.Ра чертеже представлена блок-схема .устройства.,Система состоит из двигателя 1,измельчительного агрегата, электрически соединенного датчиком 2 мощности с первым элементом 3 сравнения, на вход которого подается, такжесигнал с задатчика 4 мощности, а его выход через регулятор 5, пусковойэлемент 6 подключен к двигателю 7питателя. Система содержит контурадаптивной статической коррекции,включающий датчик 8 вибрации, детектор 9, первый сглаживающий фильтр 10,задатчик 11 уровня вибрации, второйэлемент 12 сравнения, первый блок 13дифференцирования,.первый 14 ивторой 15 блоки определения модулясигналов, первый 16 и второй 17 адаптивные Фильтры, масштабирующий усилитель 18,первый 19 и второй 20 блоки суммирования, первый 21 и второй 22задатчики опорных сигналов, блок 23 деления, блок 24 коррекции. Крометого, система, содержит контур динамической коррекции, включающий таймер 25,первый 26 и второй 27 ключи, второйсглаживающий Фильтр 28, второйблок 29 дифференцирования, третийблок 30 определения модуля, третийадаптивный фильтр 31, третий 32 ичетвертый 33 задатчики опорных сигналов, первый 34 и второй 35 пороговые элементы, элемент И 36. 1 ОВ качестве блоков 14, 15 и 30определения модуля использовань 1 элементы определения модуля стандартных субблоков КТС ЛИУС-СУПС типаБМАРТ, в качестве блоков 13 и 29 15дифференцирования использованы блоки типа БМАД, в качестве адаптивныхфильтров - блоки типа БМАФ,Система осуществляет регулирование измельчительным агрегатом, в 2 Окачестве, которого может быть конусная дробилка, стержневая или шаровая мельница, или мельница самоизмельчения, следующим образом.Выходной сигнал дат,".ика 2 мощности сравнивается в элементе 3 сравнения с сигналом от задатчика 4 и через регулятор 5, пусковой элемент 6поступает на двигатель 7 питателя.Одновременно датчик 8 вибраций преобразует колебания наружного конуса(для конусных дробилок) или вибрацийна коренном подшипнике (для мельниц),в переменное напряжение, которое выпрямляется детектором 9 и сглаживается фильтром 10. Сигнал текущегоуровня вибраций для всех типов измельчительных агрегатов является индикатором заполнения измельчительнымматериалом, а для мельниц изменениехарактера .вйбраций характеризуетдинамические свойства измельчительного агрегата па каналу: изменяющий"ся тип руды по крупности и измельчаемости - запас материала в агрегате.Сглаженный сигнал уровня вибраций с выхода Фильтра 10 поступает на вход блока 13 дифференцирования и на вход элемента 12 сравнения, с другим выходом которого соединен вы- ф ход задатчика 11 уровня вибрации.Сигнал рассогласования с выхода эле" мента 12 сравнения поступает на вход блока 14 определения модуля и на вход блока 24 коррекции задания. Ес-ли величина рассогласования превышаает допустимый уровень, блок 24 изменяет задание задатчику 4 мощности,причем для конусных дробилок задание снижается, а для мельниц увеличивается. Это объясняется тем, что увеличение уровня вибраций для конусных дробилок может быть вызвано увеличением количества материала в камере дробления и его крупности, что ведет к переполнению дробилки, подпрессовке конуса и выдаче некондиционного по крупности материала в разгрузке. Увеличение уровня вибраций для стержневых и шаровых мельниц характеризует процесс уменьшения заполнения мельниц материалом, что вызывает переизмельчение материала и может привести к разрушению брони мельниц внутримельничной загрузкой. Для мельниц самоизмельчения повышение уровня вибраций характеризует процесс повышения крупности внутримельничной загрузки и уменьшение содержания твердого в пульпе.Для всех типов измельчительных агрегатов повышение уровня вибрации ведет к снижению производительности по готовому продуктуфИсследованиями установлено, что процесс повышения уровня вибрации характеризует изменение характеристик перерабатываемого материала по крупности (содержание крупных клаесов), по измельчаемости (времени измельчения до заданной крупности).Сигнал уровня вибрациис фильтра 10 поступает на блок 13 дифференцирования, где определяется производ-, ная сигнала на Фиксированном интер-" вале времени контроля. Сигнал скорости изменения уровня вибрации поступает на второй блок 15 определения модуля и далее на второй адаптивный фильтр 17, с выхода которого получают оценку максимального значения модуя реальной производнойсигнала уровня вибрации. Сигнал с выхо,ца блока 17 умножается в блоке 18 на постоянную величину, равную в, и далее складывается в элементе 12 сравнения с сигналом Й от задатчика 22. Сигнал Р рассогласования с выхода элемента 12 сравнения поступает через блок 14 определения модуля и первый адаптивный фильтр 16 на первый блок 19 суммирования, на второй вход которого поступает сигнал от первого задатчика 2 1 опорного сигнала. В блоке 23 деления осуществляется вычисление коэффициента статической коррекции 1, характеризующего изменяющиеся статические свойства измельчительного агрегата повыражению: Я,)(,"Я., ",- максимальное значение могде Е1 дуля рассогласования сигналов текущего и заданногоуровня вибрации- максимальное значение модуля реальной производнойвеличины уровня вибрации;М - постоянные настраиваемыевеличины.Коэффициент коррекции % с выхода блока 23 поступает на вход регулятора 5, парируя изменяющиеся статические свойства измельчительного агрегата.Таким образом осуществляется оптимальная по статическим свойствам коррекция величины управляющего сигнала от регулятора 5. В случае постоянства уровня вибрации коэффициент коррекции равен нулю. Одновременно ,с изменением задания от блока 24 коррекции в контуре динамической коррекции осуществляется помехоза щищенная активная идентификация динамического параметра измельчительного агрегата, пропорционального времени достижения первой производной модуля сигнала рассогласования с выхода элемента 3 своего максимального значения, от начального момента времени, совпадающего с моментом изменения задания. Блок 24 запускает таймер 25 и разрешает прохождение сигнала рассогласования 1460858с выхода элемента 3 сравнения черезключ 26 на сглаживающий фильтр 28.Сглаженное значение сигнала с выхода блока 28 поступает через блок,29дифференцирования и блок 30 определения модуля на адаптивный. фильтр 31,который выделяет максимальное значение модуля производной сигналарассогласования и останавливает тай мер 25 в момент, когда вторая производная модуля рассогласованияравна нулю. Сигнал с выхода тайме. -ра 25 поступает на два пороговыхэлемента 34 и 35, величины пороговв которых задаются задатчиками 32и 33. Еслиоцененное в таймере время Т находится в пределах Т (7(гто сигналы с пороговых элементов З 4и 35 поступают на элемент И, которыйоткрывает ключ 27, разрешая прохождение сигнала динамической коррекцииот таймера 25 на регулятор 5, изменяющий коэффициент при интегральнойсоставляюшей ПИ закона регулирова ния пропорционально величине сигнала с выхода таймера 25.Если оцененное значение параметра Т выходит за пределы диапазонаР Т ), то сигнал коррекции на 30 регулятор 5 не подается. управлениеостается прежним.Таким образом осуществляетсякомпенсация изменяющихся динамических свойств измельчительного агрега"та (постоянной времени и времени 35з апаздыв ания)Улучшается качество формируемогоустройством переходного процесса,снижаются воэможйости возникновенияаварийных ситуаций.1146085 оставитель В.Алекперовехред Т.Дубинчак Корректор В,Б дактор О.Буги исное Зака го к Раушская на лиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,254/8 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, МоскТираж рствен зобрет а, Ж-Э 1итета СССРткрытий