Устройство для управления многостадийным процессом дробления

(19) 01) Эаз В 02 С 2 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ(72) Л.С.Коган, А.П.Пономаренко, М.Б.Карелин и П.Я.Придубков (71) Украинский государственный проектный институт "Тяжпромавтоматика" (53) 621.926(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 622496, кл. В 02 С 25/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССР У 567494, кл. В 02 С 25/00, 1974 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯМНОГОСТАДИЙНЫМ ПРОЦЕССОМ ДРОБЛЕНИЯ, содержащее блок регулирования питания питателя дробилки среднего дробления, первый и,второй входы которого соединены соответственно с датциком верхнего уровня дробилки среднего дробления и блоком вычисления запаса мощности дробилки сред. него дробления, состоящим из блока вычитания, соединенного сдатчиком и задатчиком мощности, датчик веса продукта среднего дробления, установленный на отводящем конвейере дробилки среднего дробления, элемент сравнения, соединенный первым входом с выходом блока задания питания дробилок мелкого дробления, датчики веса готового продукта и возврата, и датчики верхнего уровня дро билок мелкого дробления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено блоком вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления, блоком вычисле: ния трудности дробления, интегрирующим счетчиком производительности,счетчиком электроэнергии для дробилкисреднего дробления, блоком вычисле"ния запаса мощности дробилки мелкогодробления, блоками регулирования разгрузочной щели дробилок, блоком дляраспределения нагрузки дробилок мел"кого дробления, блоком задания циркуляционной нагрузки, блоком вычисления циркуляционной нагрузки,. блокомвычисления отклонения циркуляционной нагрузки и блоком контроля грану.лометрического состава готового продукта дробления, причем входы блокавычисления трудности дробления соединены со счетчиком электроэнергиидля дробилки среднего дробления ипервым выходом датчика веса продук-та среднего дробления, выход блокавычисления трудности дробления подключен к первому входу блока вычис- (ления.приведенного значения производительности дробилки среднего дроб-. фления, второй вход которого соединенчерез интегрирующий счетчик производительности со вторым выходом дат-.чика веса продукта среднего дробления, выход блока вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления подключенко второму входу элемента сравнения,входы блока регулирования разгрузочной щели дробилки среднего дроблениясоединены с выходом элемента сравнения, подключенным к третьему входу.блока регулирования питания питателя., входы блока распределения нагрузки дробилок мелкого дробления соединены с выходами датчиков верхнегоуровня дробилок мелкого дробления,блоков вычисления запаса мощностидробилок мелкого .дробления, блока1036374 контроля гранулометрического состава готового продукта дробления и бло-ка вычисления отклонения циркуляционной нагрузки; входыкоторого подключены к выходам блока задания циркуляционной нагрузки и блока вычисления циркуляционной нагрузки, соединенного с выходами датчиков веса Изобретение относится к управлению технологическим процессом дроб- ления и может быть применено для управления дробильно-сортировочным комплексом при дроблении нерудных 5 строительных материалов, руд черных и цветных металлов, сырья для химической промышленности.Известно устройство управления дробильным комплексом, включающее 10 регулятор производительности дробилок 1.Известное устройство не обеспечивает максимальной производительности дробильно-сортировочного комплексапри изменении свойств исходного материалаЭто связано с тем, что оно не учитывает изменение свойств исходного материала.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущ ности является устройство для управления многостадийным процессом дробления, содержащее блок регулирования питания питателя дробилки среднего25 дробления, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с датчиком верхнего уровня дробилки ср",д. него дробления и блоком вычисления зала са мощности дробилок среднего дробле З 0 ния, состоящим иэ блока вычитания, соединенного с датчиком и эадатчиком мощности, датчик веса продукта среднего дробления, установленный наотводящем конвейере дробилки сред 35 него дробления, элемент сравнения, соединенный первым входом с выходом блока задания питания дробилок мелкого дробления, датчики веса гото". вого продукта и возврата, и датчики 40 верхнего уровня дробилок мелкого дробления2. готового продукта и возврата, выходы блока распрвделения нагрузки дробилок мелкого дробления подключены к блокам регулирования разгрузочной щели дробилок мелкого дробления и .к входу блока задания питания дробилки мелкого дробления. Однако известное устройство не обеспечивает максимальной проиэво" дительности всего дробильного комплекса, Это связано с тем, что подача материала в дробильный комплекс соответствует максимальной загрузке по мощности или по уровню одной из дробилок комплекса с наименьшей производительностью. При этом все остальные дробилки комплекса, которые еще недогружены к моменту перегруза одной из дробилок с наименьшей производительностью (например, с наименее изношенной или неверно установленной щелью), будут еще более недогружены в результате снижения подачи материала в дробильный комплекс а соответствии с максимальной производительностью одной дробилки,Цель изобретения - повышение точности управления.Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления многостадийным процессом дробления, содержащее блок регулирования питания питателя дробилки среднего дробления, первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиком верхнего уровня дробилки среднего дробления и блоком вычисления запаса мощности дробилки среднего дробления, состоящим из блока вычитания, соединенного с датчиком и эадатчиком мощности, датчик веса продукта среднего дробления, установленный на отводящем конвейере дробилки среднего дробления, элемент сравнения, соединенный первым входом с выходом блока задания питания дробилок мелкого дробления, датчики веса готового про. дукта. и возврата и датчики верхнего уровня дробилок мелкого дробления,з 1036 снабжено .блоком вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления, блоком вычисления трудности дробления, интегрирующим счетчиком производительности, счетчиком электроэнергии дпя дробилки среднего дробления,. блоком вычисления запаса мощности дробилки мелкого дробления, блоками регулирования разгрузочной щели дробилок, блоком распределения нагрузки дроби- ,лок мелкого дробления, блоком задания "циркуляционной нагрузки, блоком вычисления циркуляционной нагрузки, блоком вычисления отклонения циркуляционной нагрузки и блоком контроля гранулометрического состава готового продукта дробления, причем входы блока вычисления трудности дробления соединены со счетчиком элек. 1 троэнергии для дробилки среднего дробления и первым выходом датчика веса продукта среднего дробления, выход блока вычисления трудности дроб пения подключен к первому входу бло ка вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления, второй вход которого соединен через интегрирующий)счетчик производительности со вторымзо вМходом датчика веса продукта среднего дробления, выход блока вычисления приведенного значения производительности дробилки среднего дробления подключен ко второму входу элемента сравнения, входы блока регулирования разгрузочной щели дробилки среднего дробления соединены с выходом элемента сравнения, подключенным к третьему входу блока регулирования питания питателя входы блока распределения нагрузки дробилок мелкого дробления соединены с вы ходами датчиков верхнего уровня дробилок мелкого дробления, блоков вычисления запаса мощности дробилок 45 мелкого дробления, блока контроля гранулометрического состава готового продукта дробления и блока вычисления отклонений циркуляционной нагрузки, входы которого подключены 50 ,к выходам блока задания циркуляционной нагрузки и блока вычисления циркупяционной нагрузки, соединенного с выходами датчиков веса готового продукта и возврата, выходы блока рас- З 5 пределения нагрузки дробилок мелкого дробления подключены к блокам регулирования разгрузочной щели 374 4дробилок мелкого дробления и к входу блоку задания питания дробилки мелкого дробления.На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - Функциональная схема блока регулирования питания; на фиг. 3 - Функциональная схема блока регулирования щели; на фиг. 4 - функциональная схема блока распределения нагрузки.Устройство содержит блок 1 регулирования питания питателем 2 дро" билки 3 среднего дробления, оснащенной датчиком 4 верхнего уровня дробил. ки среднего дробления, счетчиком 5 электроэнергии, потребляемой на дробление дробилкой среднего дробления и блоком о вычисления запаса мощности дробилки среднего дроб- ления, состоящего из датчика 7 мощности, задатчика 8 и блока 9 вычитания. Входы блока 9 вычитания подключены к выходам датчика 7 и задатцика 8, а выход блока 9 вычитания, являющийся выходом блока 6 вычисления запаса мощности., соединен с блоком 1 и с блоком 10 регулирования разгрузочной щели дробилки 3 среднего дробления. Датчик 4 верхнего уровня подключен к блоку 1 регулиро", вания питания и блоку 10 регулирования разгрузочной щели. Счетчик 5 потребляемой на дробление электроэнергии и датчик 11 веса, установленный на отводящем конвейере 12 дро. билки 3 среднего дробления, подключены к блоку 13 вычисления трудности дробления. Блок 14 вычисления приве" денного значения производительности соединен с блоком 13 и через интегрирующий счетчик 15 производительности с датчиком 11 веса продукта среднего дробления. Элемент 16 сравнения соединен с блоками 1, 10, 14 и 17 задания питания. Дробилки 18- 18 мелкого дробления с питателем 19 - 19 и оснащены датчиками 20 - 201 верхнего уровня аообилок мелкогодробления, блоками 21- 21 вычисле-ния эапса мощности дробилок мелкого дробления и блоками 221- 22 н регулирования щели дробилок мелкого дробления. Блок 23 вычисления отклонения циркуляционной нагрузки соединен с блоком 24 задания циркуляционной нагрузки и блоком 25 вычисления циркуляционной нагрузки, который подключен к датчику 26 веса готового ,продукта, установленного на отводя 1036374щем конвейере 27 готового продуктадробления, отгрохоченного грохотами28 - 28 и,оснащенных питателями 29129 и и к датчику 30 веса возврата,установленному на отводящем конвейере 31 возврата надгрохотного продукта .на додрабливание. Блок 32 контроля гранулометрического состава готового продукта дробления соединен сблоком 33 распределения нагрузки. 10блок 33 распределения нагрузки подключен к датчикам 20- 20 блокам21- 2 , блокам 22- 22 И, блоку 17и блоку 23Блок 1 регулирования питания 1 фиг.2)15содержит две схемы 34 и 35 совпдения, соединенные с коммутатором 36,инвертором 37, приводом 38 питателядатчиком 4 верхнего уровня, блоком 6вычисления запаса мощности и элементом 16 сравнения,Блок 10 регулирования разгрузочной щелифиг.3) содержит две схемы39 и 40 совпадения, соединенные скоммутатором 4 1, инвертором 42, приводом 43 регулирования щели, датчиком 4 верхнего уровня блоком 6 вычисления запаса мощности и элементом 16 сравнения,Блок 33 распределения нагрузки, со зодержащий стробируемый щифратор 44 отключений, соединенный с дешифратором45 команд управления и коммутатором46, Шифратор 44 подключен к датчикам201- 20 И, блокам 21 " 211, блоку 23и блоку 33. Дещифратор 45 соединен сблоками 221- 22 И и блоком 17.Питателем 2 осуществляется загрузка дробилки 3 среднего дробления. Поотводящему конвейеру 12 .дробленныйматериалГ через питатель 19 поступает в дробилки 181- 181 мелкого дробления, Отгрохоценный на грохотах 28,28 и готовый продукт по конвейеру 27поступает на склад готовой продукции.Надгрохотный продукт по конвейеру 31поступает на додрабливание в дробилки18 - 18 и мелкого дробления. Соотношение готового продукта и материала,возвращаемого на додрабливание (циркуляционная нагрузка ), определяетэнергозатраты на дробление на егопоследней стадии - стадии мелкогодробления.Блок 9 вычитания, функцией которого является определение разностизаданного задатчиком 8 предельно допустимого значения потребляемой мощ,ности и Фактически измеренным датциком 7 значением потребляемой мощности (запаса мощности) выполнен напри-мер, в виде стандартного выцитающегоустройства.Блок 13, который по сигналам .счетчика 5 электроэнергии и датчика 11веса определяет трудность дробления1 удельный расход электроэнергии) какчастное от деления потребляемого количества электроэнергии на вес дробленного материала, выполнен, например, в вире серийно выпускаемого блока вычислительных операций.Блок 14 функцией которого являетсяопределение приведенного значенияпроизводительности определяемогопроизведением измеренного интегрирующего счетчиком 1 интегрального знацения производительности дробилки нанормирующий коэффициент, определенный отнощением фактически измеренной трудности дробления и ее среднего значения, выполнен, например, каки блок 13, в виде блока вычислительных операций,Интегральное значение производиттельности определяется интегрирующимсчетциком 15, выполненным, например,в виде стандартного блока прецезионного интегрирования.Устройство работает следующим образом.В блоки 8, 17, 24 и 32 заносятсясоответственно, задание мощности каж.дой из дробилок, питания дробилокмелкого дробления, циркуляционнойнагрузки гранулометрического составаготового продукта дробления. В блоке13 с помощью датчика 11 и счетчика5 электроэнергии определяется удельный расход электроэнергии на единицудробленного материала (трудностьдробления ), характеризующий свойства поступающего на дробление материала, Интегрирующий счетчик 15 производительности с помощью датчика 11веса Формирует текущее значение производительности дробилки среднегодробления. По информации, поступаю;щей из интегрирующего счетчика 15 иблока 13 в блоке 14 вычисляется приведенное значение производительности с учетом изменения трудности дробления, т,е. свойств поступающего надробление материала, относительносреднего значения. В элементе 16сравнивается приведенное значениепроизводительности дробилки 3 среднего дробления с заданным значением36374 8ной щели дробилки среднего дробления и уменьшения производительности 51 О 20 35 40/ 10 йроизводительности дробилок последующей стадии мелкого дробления, определяемым средней трудностью дробления дробимого материала и размерами уставленных разгрузочных щелей. Полученная в элементе 16 разность, ее зйак и абсолютная величина характеризуют воэможность увеличения или необходимость уменьшения приведенного значения производительности дробилки 3 среднего дробления для максимальной загрузки дробилок 184- 181 мелкого дробления. Максимальная, загрузка дробилок мелкого дробления достигается в том случае, если на вы. ходе элемента 16 сравнения нулевой сигнал, т,е. приведенное значение производительности дробилки 3 среднего дробления равно заданному значению производительности дробилок мелкого дробления.Таким образом, стратегия управления дробилкой среднего дробления состоит в компенсации изменения свойств поступающего на дробление материала изменением производительности дробления, т.е. перераспределением изменения работы дробления между дробилками всех стадий. Это осуществляется следующим образом.Если приведенное значение производительности дробилки среднего дробления, формируемое блоком 14, меньшезаданного значения производительности дробилок мелкого дробления, формируемого блоком 17, что определяет возможность увеличения производительности при данных свойствах дробленого материала, то на выходе элемента 16 сравнения появляется сигнал увеличения разгрузочной щели, поступающий на блок 10 регулирования щели дробилки среднего дробления и сигнал увеличения производительности питателя, поступающий в блок 1, При этом производитель ность возрастает до тех пор, пока приведенное значение производительности дробилки среднего дробления не достигнет заданного значения производительности дробилок мелкого дробления, Если приведенное значение производительности дробилки среднего дробления выше заданного . значения производительности дробилок мелкого дробления, то на выходе элемента 16 появляется сигнал уменьшения блоком 10 размера разгрузоцпитателя, поступающих в блок 1. Причем, сигнал увеличения производительности с элемента 16 через коммутаторы 36 и 41 поступает соответственно на входы первых схем 34 и 39 совпадения, а сигнал уменьшения производительности - на входы вто" рых схем 35 и 40 совпадения блокови 10. При этом производительность дрббилки среднего дробления снижается :,до тех пор,пока приведенное значение ;,производительности дробилки среднего дробления не достигнет заданного значения производительности дробилокмелкого дробления. Если в процессерегулирования щели дробилка среднего дробления заполнится до верхнего уровня, что Фиксируется датчиком 4,или потребляемая мощность достигнет заданного максимума, о чем свидетельствует нулевой сигнал эаааса мощности на выходе элемента 16, тоблок 1 вырабатывает сигнал на умень."шение производительности питателядробилки среднего дробления, Запасмощности дробилки среднего дробленияопределяется блоком 9 вычитания какразность заданного предельного значения мощности в задатчике 8 и фактически измеренного датчиком 7. Стадия мелкого дробления являет:ся заверщающей стадией дробильного комплекса, Готовый дробленный мате" риал должен быть определенного за" данного гранулометрического состава, Дробленный материал, рассорти- рованный грохотом 284- 281,поступает на конвейеры 27 и 31, прицем на отводящий конвейер 27 поступает .кондиционный по грансоставу материал, а на конвейер 31.материал, подаваемый в дробилки 18.- 45 18, мелкого дробления на додрабливание, Соотношение производительнос.ти этих двух конвейеров ( циркуляционная нагрузка) определяется блоком 22 вычисления циркуляционной наг" 50рузки. Оптимальное энергопотребление дробилок мелкого дробления на единицу готового продукта достигается при определенном задаваемом блоком 24значении циркуляционной нагрузке, В блоке 23 вычисляется отклонение фактического значения циркуляционной наг руэки от заданного, поступающее в. блок 33 распределения нагрузки, кудапоступает также информация о верх 9 1036 нем уровне материала в дробилках мелкого дробления, измеряемого датчиками 20- 20 ы, о запасе мощности дро билок мелкого дробления, вычисляемом блоками 214 - 21. сигналы, поступаю" щие в стробируемыйшифратор 44 блока 33, кодируются и по сигналам опроса, формируемым коммутатором 46 пос" тупают в дешифратор 45 команд управления, где преобразуются в команды 10 управления. При этом по цепям в ыифратор 44 поступает информация от дат" чиков 204- 20от блоков 214- 21 И, от блока 23 и от блока 32, На выходе дешифратора 45 по цепи сигналы управ пения передаются в блоки 22- 22 и и в блок 17. Если в какой-либо из дробилок 181- 18мелкого дробления достигнут верхний уровень, о чем свидетельствует сигнал соответствующего датчика 2 14 - 21 и в блоке 33 проверяется наличие запаса мощности этих дробилок и отсутствие отклонения циркуляционной нагрузки от заданного значения, формируемого блоком 28, При наличии запаса мощности дробилок 184- 18 и и отсутствии отклонения циркуляционной нагрузки, блок 34 формирует сигнал увеличения размера раз. грузочной щели соответствующим бло ком 22 - 22регулирования щели дробилки 184 - 18 я, у которой достигнут верхний уровень. Если в какой- либо из дробилок 184- 18 и достигнут предел мощности, о чем свидетельствует сигнал соответствующего блока 211- 21 и и циркуляционная нагрузка в норме, то блок 33 Формирует сигнал увеличения размера разгрузочной -щели дробилки 184- 18 соответствующим блоком 22,- 22 и.При отклонении циркуляционной наг. руэки от заданного значения, наличии запаса мощности дробилок 181- Зи и отсутствии верхнего уровня в них блок 33 формирует сигнал изменения раз груэочных щелей дробилок 184 - 18 с максимальным запасом мощности, если, необходимо уменьшить щели для получения более мелкого продукта дробления50374 10 и сигнал изменения разгрузочной щели дробилок 184" 18,с наименьшим ,запасом мощности, если готовый про 1 дукт замельчен и можно увеличить производительность эа счет закрупнения готового продукта в пределах заданной циркуляционной нагрузки.Если в какой-либо из дробилок мел кого дробления достигнут максимум мощности или производительности, а циркуляционная нагрузка выше заданной, т.е. дробленный материал закрупнен, то блок 33 Формирует сигнал коррекции задания питания дробилок 18" 18 и мелкого дробления в блоке 17 задания питания.Отводящий конвейер 27 готового продукта оснащен блоком 32 контроля гранулометрического состава. Если грансостав готового продукта не соответствует заданному, блок 32 формирует сигнал запрета в блок 33 для исключения Формирования ложной управляющей информации при порыве сит грохотов 29,Таким образом, устройство обеспечивает повышение производительности дробильного комплекса, так как введение в него блоков вычисления трудности дробления, приведенного значения производительности счетчика потребляемой на дробление электроэнергии, интегрирующего счет. цика производительности, задатчика циркуляционной погрузки,блоков вычисления циркуляционной нагрузки и вычисления отклонения циркуляционной нагрузки, блоков регулирования щелей дробилок, блока контроля гранулометрицеского состава, соединенных между собой и с другими блоками предлагаемого устройства обеспечиваетмаксимальную при данных свойствах дробимого материала производительность всего комплекса в целом, а не одной дробилки с наименьшей производительностью. Кроме того, устройство обеспечивает получение готового продукта нужного качества принаименьших энергозатратах.