Система автоматического управления измельчительным комплексом

союз советскихсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИН 51) В 02 С 25 0 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБ цов,ов дена но-р ч А.С.гащенияс 101 оторого умматора, в орому вход м второ элемента ен кия. одкл авн(71) Криворожский ор ТрудовогоКрасного Знамени гор удный институт(54)(57) 1. СИСТЕМА АВТОМАТИБСКОГОУПРАВЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНЬК КОМПЛЕКСОМ, содержащая задатчик, соединенныйс первым входом элемента сравнения,выход которого через последовательносоединенные регулятор и преобразователь мощности соединен с приводнымэлектродвигателем конвейера питателяизмельчительного комплекса, исполнительный механизм клапана расходаводы, о т л и .ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения производительности измельчительного комплексапо контрольному классу крупности измельчаемого материала, она снабженамультивибратором, формирователемимпульсов, генератором зондирующихвидеоимпульсов, излучающим и приемным пьезопреобразова.елями, приемным усилителем, детектором, первыми вторым сумматорами, экстремальнымрегулятором, счетчиком, четырьмя вычислителями среднего и амплитудного значений и их отношения и четырьмя Формирователями временных интервалов выход мультивибратора подключен к входу Формирователя импульсов непосредственно и через соответствующие Формирователи временных интервалов к первым входам соответствующих вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход формирователя импульсов через генератор зондирующих видеоимпульсов подключен к входу излучающего пьезопоеобразователя, выход приемного пьезопреобразователя через приемный усилитель подключен к входу детектора, выход которого подключен к вторым входам вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход четвертого Формирователя временных интервалов подключен также к счетному входу счетчика, выход которого под.ключен к входу установки в "0" счет". чика и третьим входам вычислителей среднего и амплитудного значений и их фЬ отношения, первыевыходы вычислителей среднего и амплитудного значений и фф их отношения подключены к входам пер- ( ваго сумматора, выход которого через р экстремальный регулятор подключен к исполнительному механизму клапана расхода воды, вторые выходы вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения подключены к вха ф с я тем, что формироза ых интервалов содержит п11 иовательно соединенные первый одно- вибратор, дифференциатор, амплитудный ограничитель, второй одновибратор, причем вход первого одновибратора является входом, а выход второ го одновибратора является выходом формирователя временных интервалов.3. Система по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что вычислитель среднего и амплитудного значений и их отношения содержит блок селекции, интегратор, амплитудный детектор, первый и второй блоки сложения и блок деления, выход блока селекции соединен через интегратор с первым вхоДом первого и через амп 46084лнтудный детектор с первым входом второго блоков сложения, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока деления, вторые входы блоков сложения соединены между собой, первый и второй входы блока селекции и вторые входы блоков сложения являются соответственно первым, вторым и третьим входами вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход первого блока сложения и выход блока деления являются соответственно первым и вторым выходами вычислителя среднего и амплитудного значений и их отношения.3Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими агрегатами обогатительных фабрик в условиях изменяющихся физико-механических характеристик исходного сырья и состояния технологического оборудования. Известная система автоматического управлений циклом измельчения, вклю О чающая мельницу, работающую в замкнутом цикле с классификатором, которая содержит акустический датчик, выход которого через преобразователь и вторичный прибор соединен с первым 15 входом регулятора, второй вход которого соединен с задатчиком, а выход через исполнительный механизм связанс шибером бункера 11Недостатками этой системы являются 2 О ее низкая точность и надежность, обусловленная слабой связью, контролируемого технологического параметра с выходным сигналом первичного акустического преобразователя. Слабая по .мехозащищенность первичного преобразователя приводит к проникновению в систему многочисленных помех, вызванных технологическими и механическими факторами, что в своб очередь вызы- ЗО вает нарушения в работе системы автоматического управления, ухудшение качества функционирования, снижение производительности измельчительного агрегата по готовому продукту. Известна система автоматическогоуправления измельчительным комплексом, включающим мельницу, работающуюв замкнутом цикле с классификатором,содержащая задатчик, соединенный спервым входом элемента сравнения,вход которого через последовательносоединенный регулятор и преобразователь мощности связан с приводнымдвигателем конвейера-питателя, атакже исполнительный механизм клапана расхода воды в мельницу 2 .Недостатками известной системы,.использующей акустические сигналыдля управления процессом измельчения руды является их неоднозначность при изменении количества икачества измельчаемой руды, а такжесостояния мелющих тел и футеровкимельницы, что приводит к флуктуациям производительности измельчительного агрегата по контрольному классукрупности перерабатываемого сырьядаже при одной и той же величине заполнения измельчительного агрегатарудой.Целью изобретения является повышение производительности измельчительного комплекса по контрольномуклассу крупности измельчаемого материала,Поставленная цель достигается тем,что система автоматического управления измельчительным комплексом,содержащая задатчик, соединенный с1146первым входом элемента сравнения, выход которого через последовательно соединенные регулятор и преобразователь мощности соединен с приводным электродвигателем конвейера питателя измельчительного комплекса, исполнительный механизм клапана расхода воды, снабжена мультивибратором, формирователем импульсов, генератором зондирующих видеоимпульсов, излучаю щим и приемным пьезопреобразователями, приемным усилителем, детектором, первь 1 м и вторым сумматорами, экстремальным регулятором, счетчиком, четырьмя вычислителями среднего и амплиудного значений и их отношения и четырьмя формирователями временных интервалов, выход мультивибратора подключей к входу формирователя импульсов непосредственно и через соответствующие формирователи временных интервалов к первым входам соответствующих вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход, Формирователя импульсов .через генератор зондирующих видеоимпульсов подключен к входу излучающего пьезопреобразователя, выход приемного пьезопреобразователя через приемныйусилитель подключен к входу детекто 30 ра, выход которого подключен к вторым входам вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход четвертого формирователя временных интервалов подключен также к счетному входу счетчика, выход которого подключен к входу установкив 0" счетчика и. третьим входам вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, первые выходы вычислителей среднего и амплитуд 40 ного значений и их отношения подключены к входам первого сумматора, выход которого через экстремальный регулятор подключен к исполнительному механизму клапана расхода воды, вторые выходы вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения подключены к входам второго сумматора, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения. Кроме того, формирователь временных интервалов содержит последовательно соединенные первый одновибратор, дифференциатор, амплитудный ог- Ы раничитель, второй одновибратор, причем вход первого одновибратора явля-ется входом, а выход второго одно 084 4вибратора является выходом формирова"теля в ременных ин те рв алов,Вычислитель среднего и амплитудного значений и их отношения содержит блок селекции, интегратор, амплитудный детектор, первый и второйблоки сложения и блок деления, выходблока селекции соединен через интегратор с первым входом первого и черезамплитудный детектор с первым входомвторого блоков сложения, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока деления,вторые входы блоков сложения соединены между собой, первый и второйвходы блока селекции и вторые входыблоков сложения являются соответственно первым, вторым и третьим входами вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выходпервого блока сложения и выход блокаделения являются соответственно первым и вторым выходами вычислителясреднего и амплитудного значений иих отношения.На фиг. 1 показана блок-схема системы автоматического управления измельчительным комплексом; на фиг, 2 временная зависимость амплитуды отраженного акустического сигнала отизмельчаемого материала, движущегосяво вращающемся барабане из.ельчительного агрегата.Объектом управления является измельчительный агрегат 1, работающийв замкнутом цикле с классификатором 2, в который исходная руда подается конвейером питателем 3, приводимым в движение электродвигателем 4,Система автоматического управления измельчительным комплексом 1состоит из задатчика 5, связанногос первым входом элемента 6 сравнения,выход которого чеоез последовательносоединенный регулятор 7 и преобразователь 8 мощности связан с приводнымэлектродвигателем 4 конвейера питателя, исполнительного механизма 9,клапана 10 расхода воды, последовательно соединенных мультивибратора 11, формирователя 12 импульсов,генератора 13 зондирующих видеоимпульсов, излучающего 14 и приемно.го 15 пьезопреобразователей, приемного усилителя 16, детектора 17, четырех формирователей 18-21 временных интервалов, счетчика 22, четырех вычислителей 23-26 среднего иамплитудного значений и их отноше- сния, двух сумматоров 27 и 28, экстремального регулятора 29, причем каждый формирователь 18-21 временных интервалов включает в себя последовательно соединенные первый од новибратор 30 (31-33), дифференциатор 34 (35-37), амплит 1 дный ограничитель 38 (39-41) и второй одновиб-ратор 42 (43-45), а каждый вычислитель 23-26 .среднего и амплитудного 10 значения и их отношения - блок 46 (47-49) селекции, интегратор 50 (51-53), амплитудный детектор 54 (55-57), первый 58 (59-61), второй 62 (63-65) блоки сложения и 15 блок 66 (67-69) деления, причем выходы блока 46 (47-49) селекции соединены с входами интегратора 50 (51-53) и амплитудного детектора 54 (55-57), выходы которых через пер вый 58 (59-61) и второй 62 (63-65) блоки сложения связаны с входами блока бб (67-69) деления, вторые входы первого 58 (59-61) и второго 62 (63-65) блоков сложения соединены 25 между собой, выкод мультивибратора 11 соединен с входами первых одновибраторов 30-33 блоков 18-2 1 формирователей. временных интервалов, а выходы вторых одновибраторов 42-45 блоков 18-2 1 формирователей временных интервалов подключены к первым входам блоков 46-49 селекции вычислителей 23-26 среднего и ,амплитудного значений и их отношения, вторые входы блоков 46-49 селекции, соединены между собой и подключены к выходу детектора 17, выход Формирователя 21. временнык интервалов соединен с первым входом счетчика 22, второй вход которого связан с выходом и подключен к вторьи входам блоков 58-61 сложения вычислитпей 23-26 среднего и амплитудного,значений и их отношения, выходы первых блоков 58-61 сложения 45 вычислителей 23-26 среднего и ампли" тудного значений и их отношения подключены к входам первого сумматора 27, а выходы блоков 66-69 деления - к входам второго сумматора 28, выход 50 первого сумматора 27 через экстремаль" ный регулятор 29 связан с исполнительным механизмом 9 клапана 10 расхода воды, а вьход второго сумматора 28 соединен с вторым входом элемента .Ь 55 сравнения.Система работает следующим образом. Исходная руда конвейером питателем 3 подается в измельчительный агрегат 1. Одновременно по технологическому трубопроводу в измельчительный агрегат 1 подается вода, количество которой регулируется посредством исполнительного механизма 9клапана 10 расхода воды.Количество измельчаемого материа -ла в измельчительном агрегате 1,работающем в замкнутом цикле с классификатором 2, в каждый текущий момент времени зависит от характеристик поступающей руды (твердость, измельчаемость), условий измельчения(состояния мелющих тел и Футеровки,режима движения материала) и в своюочередь определяет гранулометрическую характеристику выходного продукта.При переработке руд с переменнымхимико-минералогическими характеристиками необходимо обеспечить такуютонкость измельчения руды, чтобыбыли полностью раскрыты зерна полезного компонента без переизмельчения.Изменение твердости исходной руды,а также состояния мелющих тел и футеровки приводить к изменению условий измельчения, потерям полезногокомпонента в хвостах обогатительныхаппаратов, снижению производительности и нерациональному использованию мощности саьях измельчительныхагрегатов,В процессе нормального функционирования измельчительного агрегатахарактер движения материала во вращающемся барабане зависит от степени заполнения, скорости вращения и состояния его внутренней поверхности. Траектории движения перерабатываемого материала во вращаюшемся барабане измельчительного агрегата неоднородны и Флоктуируют под воздействием возмущающих Факторов. Режим движения перерабатываемогоматериала в измельчительном агрегате 1 при прочих равных условиях (скорости вращения, степени заполнения, состояния внутренней поверхности измельчительного агрегата) определяется величиной внутреннего трения -сцепления кусков руды между собой.Ввеличина внутреннего трения измельчаемого материала зависит от соотношения твердое-жидкое во внутренней полости измелъчительного агрегата 1Амплитудно-временное распределение интенсивности отраженного акустического сигнала от измельчаемого материала В контролируемых точках внутренней полости измельчительного 5 агрегата 1 (средняя часть, место загрузки и выгрузки материала) характеризует траекторию движения перерабатываемого материала и степень заполнения измельчительного агрегата 1.10Иультивибратор 11 вырабатызает запускающие импульсы, которые формирователем 12 импульсов преобразуются в импульсы фиксированной длительности, Генератор зондируюших видеоим пульсов 13 включается на время длительности полученного импульса и пакет" ультразвуковых колебаний излучается пьеэопреобразователь 14 в направлении оси вращения иэмельчи- . 20 тельного агрегата 1 через разгрузоч- ное окно. Отраженный от движущегося измельчаемого материала акустический сигнал принимается пьеэопреобразователем 15, усиливается приемным уси лителем 16 и детектируется детектором 17.Амплитуда продетектированного сигнала в определеннье промежутки вре- .мени (что соответствуетинтенсивности 30 отраженного ультразвукового сигнала от материала, находящегося в одной из точек по оси иэмельчительного агрегата 1) характеризует количество руды в текущий момент. времени в опре-З5 деленной точке измельчительного агрегата 1. В том случае, если траектория движения материала в иэмельчительном агрегате 1 такова, что он пересыпается, вращаясь .вокруг своего ядра, амплитудное значение отраженного сигнала во времени не отличается от сред" него. При переходе измельчаемого материала из режима переката в водопадный (с ОтрыВОм кускОВ руды От ОснОВ 5 ной движущейся массы) интенсивность отраженного ультразвукового сигнала изменяется тем сильнее, чем больше кусков руды находится в этом режиме движения. Таким образом, экстремаль ные значения интенсивности отражен- ного сигнала характеризуют траекто рию движения руды в измельчительном агрегате 1. Продетектированный сигнал, несущий информацию о характере траекто- , рий движения перерабатываемого материала и степени заполнения измельчительного агрегата 1, поступает на вторые входы блоков 46-49 селекции (вторые входы Вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношений), на первые входы которых (первые входы вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношений) поступают импульсы от блоков 18-21 формирователей временных интервалов в течение которых производятая измерения параметров продетектированного сигнала.Запускающие импульсы от мультивибратора1 поступают на выходы первых ОДНОВибраторов 30- 33 (Входы формирователей временных интервалов), которые формируют прямоугольные импульсы фиксированной длительности, соответствующие времени с прохождения ультразвукового сигнала В воздухе от излучающего пьезопреобразователя 14 до контролируемой точки в прямом и обратном направлениях,Ы(Фгде д - расстояние от излучающегопьезопреобраэователя 4 до движущегося иэмельчаемого материала в данной точке барабанад - скорость распространенияультразвука в воздухе.1,2,3,4. Из прямоугольных импульсов положительной полярности дифференциаторами 34-37 формируются двухполярные импульсы, причем переднему фронту прямоугольного импульса соответству. ет положительный импульс,.а заднему - отрицательныйАмплитудные ограничители 38-41 пропускают только отрицательный импульс, который поступает на вход вторых одновибрато ров 42-45 (выходы которых являютсявыходами формирователей временныхинтервалов) формирующих прямоугольные импульсы, задержанные во времени относительно импульсов мультивибратора 11 на время С; с длительнос" тью, равной .времени ;. Полученные импульсы открывают блоки 46-49 селекции для определения параметровпринятого сигнала в каждой из контролируемых точек. Интеграторы 50-53 вычисляют среднее 3, а амплитудные детекторы 54-57 - амплитудное значение ," , в течение времени измерения т, . Вычисление1146084 10 9амплитудногои среднего Э - значений принятЬго сигнала с целью повышения достоверности получаемых результатов производится за определенное количество принятых импульсов ультразвуковых колебаний, подсчет которых производит счетчик 22. На первый (счетный) вход счетчика 22 поступают прямоугольные импульсы с выхода формирователя 21 временных интервалов. После достижения заданного количества импульсов на выходе счетчика 22 формируется импульс сброса, поступающий на второй. его вход (вход установки в ноль счетчика). Этот импульс подается на вторые входы соединенных между собой первых 58-61 и вторых 62-65 блоков сложения (третьи входь вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношений). С приходом этого импульса результаты вычислений усредненных за и периодов измерений ампитудного Э и сред"мскснего Э значений с первых 58-61, и вторых 62-65 блоков сложения поступают на первые и вторые входы блоков 66-69 деления. С выходов первых блоков 58-61 сложения (первых выходов вычислителей среднего и амнлитудного значений и их отношений) результат вычислений среднего значения Э в каждой контролируемойьточке поступает на входы первого сумматора 27, выходной сигнал кото 45 = 3 нрого 1 ф - , характеризует траек, - , торию движения перерабатываемого материала. С выходов блоков 66-69 деления (вторых выходов вычислителей среднего и амплитудного значе" нийи их отношений) обработанный сигнал поступает на входы второго сумматора 28 выходной сигнал кото 4Р 5,= Э, Э, пропорционаленрого 5:ЬЮфрстепени заполнения иэмельчит льногоагрегата 1,Текущее значение 5 степени заполнения измельчительного агрегата 1с выхода второго сумматора 28 сравнивается на элементе 6 сравнения сзаданным значением, задаваемым эа датчиком 5. Величина задания выбирается иэ условия максимальной производительности измельчительного агрегата 1 и полного раскрытия зеренполезного компонента. Регулятор 7через преобразователь 8 мощностиизменяет скорость вращения приводного двигателя 4 конвейера питателя 3таким образом, чтобы поддерживатьзаданное значение заполнения измельчительного агрегата 1. Экстремальныйрегулятор 29 посредством исполнительного механизма 9 и клапана 10 расхода воды изменяет количество воды,подаваемой в измельчительный агре гат 1, поддерживая максимальный сиг 1 нал с выхода первого сумматора 27,что соответствует наиболее благоприятному, с точки зрения измельчения,водопадному режиму движения перераба.тываемого материала.Таким образом, система автоматического управления иэмельчительнымкомплексом поддерживает заданноезначение заполнения мельницы и обес 3печивает при этом наиболее производительный режим движения иэмельчаемогоматериала.Внедрение предлагаемой системы40автоматического управления иэмельчительным комплексом позволяет увеличить выход готового продукта на 027.,годовое производство концентрата на0,52 и снизить, потери полезного компонента в хвостах на 0,27.1146084 оставитель Г.Алексееваехред Т. Дубинчак Коррект Бутя аказ 1254/В Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, ПодписноР ПП "Патент", г,ужгород, ул.Проектна Редактор О,Черниченко 584комитета Си открытийушская наб