Система управления дробилкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЯИСТИЧЕСКИРГСПУЕЛИК 814 25/00 51)5 В Т ЕЛЬСТВУ ОРСК ВИ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТГТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых "Мехэнобр" (72) В.А.Воронов, О,И.Лебедева и В.С.Процуто(56) Авторское свидетельство СССР )ч. 1268202, кл. В 02 С 25/00, 1985.Авторское свидетельство. СССР)ч. 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 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 соответственно 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 конуснымидробилка.и и может быть использовано наобогатительных фабриках цветной и чернойметаллургии, а также на предприятиях химической промышленности и промышленности стройматериалов,Известен способ автоматического управления режимов дробления, который реализуется с помощью устройства, которое 10содержит датчик крупности исходной руды,датчик уровня руды в дробилке, регуляторпроизводительности питателя с датчиком,эадатчиком и исполнительным механизмом,регулятор частоты качания конуса; регулятор размера щели с исполнительным механизмом, вычислительный блок и задатчикуровня материала и крупности продуктадробления и регистрирующий прибор.Это устройство обладает следующими 20недостатками: применение устройства ограничено конструкциями дробилок, допускающих автоматическое регулированиечастоты качания конуса,управлениеосуществляется по зависимости между переменными 25процесса, определяемым по статическимданным обычного методами регрессионногоанализа, Реально существующая нестационарность случайных процессов в дробилкеприводит к большим погрешностям в оценке ЗОуказанных зависимостей, и следовательно,к снижению качества управления; системауправления имеет узкую целевую направленность, выражающуюся в невозможностиизменения режима работы системы при изменениях требований к процессу дробления, т.к, в одних условиях возникаетнеобходимость максимизации производительности дробилки при заданном качестведробления, в других - требуется обеспечение заданной производительности при наилучшем качестве дробления.Наиболее близкой по технической сущности является система управления дробилкой, содержащая задатчик и датчик 45мощности электродвигателя дробилки, задатчик и датчик производительности питателя, задатчик и Датчик уровня руды, первыйвычислительный блок, задатчик размераразгрузочной щели дробилки, исполнительный механизм регулирования производительности питателя и исполнительныймеханизм регулирования разгрузочной щели дробилки.Эта система обладает следующими недостатками: при выходе из строя каких-либодатчиков или исполнительных механизмовреализующих режим управления заданныйпереключателем режимов, система оказывается 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, при ем 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, эадатчикои приоритета режимов, задатчиком критерия управления, вторым вычислительным 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 первым 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 второго вычислительного блока, третий, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к датчикаммощности, 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 раэ 20 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 сиг 30 налов, первый регистратор 10 состояния элементов, второй формирователь 11 сигналов, задатчик 12 приоритета режима, третий формирователь 13 сигналов, задатчик 14 критерия управления, четвертый формирова 35 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 дробил 40 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 включеет элемент 33 ввода аналоговых сиг 55 дробилки включает элемент 28 ввода диск ретных сигналов, таймер 29 и элемент 30 связи (фиг. 2),Блок 5 контроля работоспособности исполнительного механизма питателя включаналов, элемент 34 сравнения и элемент 35связи (фиг. 4),Первый формирователь 9 сигналов,включает элемент 36 связи, микропроцессор 37 и элемент 38 связи (фиг, 5).Второй формирователь 11 сигналоввключает элемент 39 связи, микропроцессор 40, элемент 41 оперативной памяти, эле.мент 42 связи (фиг. 6),Задатчик 12 приоритета режимов включает элемент 43 связи, преобразователь 44и модуль 45 ручного ввода (фиг. 7).Третий формирователь 13 сигналоввключает элемент 46 связи, микропроцессор47, 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 сигналоввключает элемент 53 связи, микропроцессор 54, элемент 55 оперативной памяти, элемент 56 связи (фиг. 10),Первый вычислительный блок 17 включает элемент 57 ввода сигналов, элемент 58оперативной 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 работоспособностидатчика мощности включает элемент 67 ввода аналоговых сигналов, элемент 68 сравнения, элемент 69 связи (фиг, 13).Блок 27 контроля работоспособностидатчика уровня включает элемент 70 вводасигналов, элемент 71 сравнения, элемент 72связи (фиг. 14).Система работает следующим образом,Состояние системы, содержащей и элементов и осуществляющей п режимов, можно отобразить совокупность векторов,- векторл со 1 ояния элементов Я =(1) (2) 1 л- екторо сосони режимов Я=-(гр(2) гф г)причем, каждый из элементов г=1, иможет принимать значение из мнокества(О, 1), где ( - элемент неработоспособности, 1 - элемент работоспоссоности, агр=Пгэ" (1), где Ь - множество элементов,работающих в 1-м режиме.Состояние элемен гон системы, а именно исполнительного механизма 2 регулирования разгрузочнои щели, механизмарегулирования 4 производи 1 ельности питателя О, датчика 7 произведенявности пига 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 В, отракающий состояние (работоспособность "1" или неработоспособность - "О") 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 Яр. Мнокество Ь элементов, работающих в 1-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 р режимов, и при отказе одного из режима возможна замена его другим близким по технологической сущности, то для каждого из режимов можно ввести мнокество приоритетов замены его другими режимами, которое можно отобразить матрицей оценок приоритетов А:ааа , аз , а 1,ц(хг 1 (х 1 г(хг , Й 2 ра аг , а 1 , а,А =а х,. , а гх,опричем, ац представляе собой численную оценку предпочтительности замены 1-го режима 1-м режимом при отказе первого. Так, 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 иногда перейти на режим максимизации производительности питателя при постоянном размере щел.и, то эта ситуация задаетсяследующим образом:5 а 11 = 7, аг = О, абаз = О, ац = б, ал = 5,аы =О,а 17 =Огде, а 11 - элемент матрицы А соответствующий первому, режиму;гх 1 г - - - второму10 аз - -"- -"- третьемуа 4 - -"- -"- четвертомуа 5 - -"- -"- пятомуаы - -"- -"- шестомуап - -"- -"- седьмомуПеречень возмокных режимов работысистемы следующий:- режим стабилизации мощности приводного двигателя дробилки на заданномуровне путем изменения производительно - сти питателя при постоянном размере щели;- режим стабилизации производительности и размера щели при ограничении производительности по мощности;- режим минимизации размера щелипри постоянной производительности питателя;- режим стабилизации уровня материала в дробилке путем изменения производительности питателя при постоянномразмере щели;- режим максимизации производительности питателя при постоянном размерещели;- режим стабилизации уровня руды взагрузочной камере путем измерения размера щели при постоянной производительности питателя;- режим стабилизации мощности приводного двигателя дробилки путем регулирования размера щели при постояннойпроизводител ьности питателя.Матрица А оценок приоритетов заменыодного режима другим задается задатчиком12 приоритета режима, после чего формирователь сигналов 13 формирует матрицу Ереальных приоритетов на основании сигналов идущих с блока 11 и блока 12,Необходимость определения матрицы 2.диктуется тем, что в каждый конкретный момент не все режимы могут оказаться работоспособными, Матрица Е имеет вид:771 г ", Е 11 " 1 о7 а 7 ггЕзигл71 к 1 Л 1 г-Ю ", .М"Аа 2,о,г -.мРгде 7 ч .ац гр (2). Для неработоспособно 0)го режима, т. е, при гр( = 0 приоритет Лц0)такке оавен "О", т,е, замена и-го рекима 1 м1771814 10 55 работоспособным тем самым признаетсянецелесообразной,Теория и практика разработки и функционирования систем управления процессом дробления свидетельствует о том, что 5применительно к дроблению можно выделить три наиболее распространенных критерия эффективности: производительностьпроцесса дробления, выход заданного класса крупности, удельные энергозатраты. 10Каждый из вышеперечисленных режимов реализует тот или иной критерий эффективности.Задавая задатчиком 14 критерий управления формирователем 15 сигналов определяется работоспособный. режим,осуществляющий реализацию заданногокритерия первым вычислительным блоком17 рассчитывается управляющее воздействие на тот или иной исполнительный механизм согласно выбранному режимууправления. Сигнал с блока 17 идет либо наисполнительный механизм 4 регулированияпроизводительности питателя. либо на исполнительный механизм 2 регулирования 25размера разгрузочной щели, либо одновременно на блоки 2 и 4.Данная система управления дробилкойпозволит учитывать состояние элементовсистемы работоспособность режимов управления и тем самым повысить надежностьфункционирования и эффективность работы дробильного оборудования, а такжеснизить время простоя дробильного оборудования и повысить производительность 35дробилки в среднем на 10-12 ф Формула изобретенияСистема управления дробилкой, содержащая задатчик и датчик мощности электро 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 тлича ющаяся тем,что,сцельюповышения качества управления, онэ снабжена блоком контроля исполнительного механизма регулирования разгрузочной щели дробилки, блоком контроля работоспособности исполнительного механизма регулирования производительности питателя, блоком контроля работоспособности датчика прсизводительности, 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, исполнительньй 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 критерия 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 котороО .: подключены соответственно к датчикам мощности, уровня и производительности, остальные входы второго вычислительного блока соединены соответственно 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, 17718141771814 Корректор С. Пек Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3797 ВНИИПИ Государств Составитель Л. ШаровТехред М.Моргентал Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 13035, Москва, Ж, Рауиская наб., 4/5