Система автоматической стабилизации плотности пульпы в сливе классификатора при мокром процессе измельчения Советский патент 1986 года по МПК B02C25/00 

тора, исполнительный механизм 5 регулирующего органа задвижки 6 расхода воды, блок 7 сравнения, задатчики 8-14 опорного сигнала, масштабные блоки 15-18, блоки деления 19-25 и

. Изобретение относится к автоматическому управлению процессами измельчения и классификации и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлур- гии, химической и угольной промышленности при автоматизации процессов, имеющих провал в переходной характеристике и неустойчивый числитель в передаточной функции объекта.

Целью изобретения является повышение качества стабилизации.

На чертеже изображена система автоматического управления.

Система автоматического управления содержит мельницу 1, работающую в замкнутом цикле с классификатором 2, датчик 3 и зад атчик 4 плотности пульпы в сливе классификатора, исполнительный механизм 5 регулирующего органа задвижки 6 расхода воды в слив классификатора 2, блок 7 сра нения, задатчики 8-14 опорного сигнала, масштабные блоки 15-18, блок 19-26 деления, блоки 27-43 умножени блоки 44-47 вычитания, блоки 48-53 сложения, блок 54 извлечения квадратного корня, инверторы 55, 56, квадраторы 57 и 58, интеграторы 59- 62.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Передаточная функция классификат ра по каналу расход воды в слив - плотность пульпы в сливе описывается уравнением

Ы /пЧ- - -

т,р+1

,р+К

а,р +а,р +а,р+1

где , ;

c,K,T,-K, D,-K,T, ;. ,

(1)

26, блоки умножения 27-43, блоки вычитания 44-47, блоки сложения 48-53, блок 54 извлечения квадратного корня, инверторы 55, 56, квадраторы 57, 58 и интеграторы 59-62. 1 ил.

а) -T ;

a,T,,,+T,

a,(,+T,+T,).

Анализ данного выражения показывает, что система может быть структурно неустойчива по Гурвину.

Синтезируем пи-управление W(p) К-ТР. Выберем в качестве компенсатора неустойчивого числителя выражение, корректирующее звено с передаточной функцией

к(р) (с,р-С2р)(а,р +а р +а, р +1 ).

(2).

Тогда замкнутая система автома- .тического управления циклом измельчения, представленная на чертеже с исправленным числителем, описывается следующим уравнением:

WcW, p +а pUa,p + {KK.. + l )р+

KKj; . (3)

где К, Kji - козффициенты ПИ-управления.

Для определения максимальной степени устойчивости и настроек ПИ-ре- гуляТора найдем характеристический полином системы (З) и продифференцируем его дважды, определив минимальный корень

p..3a,, (4)

Таким образом, максимальная степень устойчивости замкнутой системы определяется выражением (4).

Найдем оптимальную структуру системы автоматического управления для реализации ПИ-управления при выборе настроек регулятора К и К, по максимальной степени устойчивости

,, 4а,р +За р +2а,Р+1 К„-.- -

3

к - .(а)р +Загр - -2а,р)

iv . .

5)

Система работает следующим образом.

Сигнал текущей плотности пульпы в сливе классификатора 2 от датчика 3 плотности пульпы поступает на блок 7 сравнения, на другие входы которого поступают сигналы от блока 47 вычитания и задатчика 4 плотности пульпы,- а результирующий сигнал по

ступает на интегратор 59 и блок 28 умножения. Задатчиками 8-14 опорного сигнала задаются коэффициенты а,, К , о, , а, , с, , с ,.рассчитанные по экспериментально снятой переходной характеристике объекта. С задатчика 8 сигнал поступает на масштабный блок 15, где реализуется выражение 4а,, затем масштабный блок 16, где формируется сигнал, равный 23а и на блок 33 умножения. С задатчика

10сигнал величиной а, поступает на масштабный блок 17, где формируется сигнал, пропорциональный величине

2а,, который поступает на блок 32 умножения, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный величине 24а,а, и на вход девятого блока 35 умножения, на выходе которого формируется вычисление выражения, равного -2а,р . С задатчика

11сигнал а поступает на масштабный блок 18, на выходе которого фор- мируется сигнал, пропорциональный

За, которь й поступает на второй вход блока 51 сложения, на квадратор 57 и на блок 34 умножения. На выходе квадратора 57 формируется сигнал, пропорциональный 9а, который поступает на первый вход блока 44 вычитания, на второй вход которого поступает сигнал от блока 32 умножения. С выхода блока вычитания сигнал, пропорциональный ,аз, поступает на блок 54 извлечения квадратного корня, где формируется сигнал, пропорциональный 9а -24а,а,, который поступает на первый вход блока 51 сложе;ния.

С блока 51 сложения сигнал поступает на первый вход блока 21 деления, на второй вход которого поступает сигнал от масштабного блока 16. Величина а , задаваемая задатчиком 8, поступает не масштабные блоки 15 и I6 с коэффициентом масштабирования

10

0

0

600224

4 и 3 соответственно. На выходе блока 16 получают сигнал, пропорциональ- ный величине 12а,. С второго квадратора 58 сигнал, равный р , поступает 5 на блок 36 умнох;ения, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный (-р). В блоке 35 умножения формируется сигнал -2а,р. В блоке 33 умножения сигнал - 4ajp . Сигнал с блока 34 умножения через инвертор 55 поступает на первый вход блока 52 сложения, на второй и третий входы которого поступают сигналы с блоков 35 и., 33, а на выходе его формируется 5 сигнап КК„+ l--(4a pV3a2p +2a,p).

По сигналам от блоков 12 и 52 s блоке 45 вьиитания формируется сигнал КК, который поступает на вход блока деления, на другой вход которого поступает сигнал К от задатчика 9.

Аналогично изложенному, при помощи блоков 41, 53,39, 49, 38 и инвертора 56 последовательно формируется сигнал, пропорциональный величине 5 (a,p -ta p +a,p +()p), который подается на первый вход блока 20 деления. По сигналам блока 49 сложения,и задатчика 9 на выходе блока деления формируется сигнал, пропорциональный Kj.

Корректирукмцее звено реализовано блоками 22-26 деления, в которых формируются сигналы, пропорциональ- o-i , с, . а, , с .

ные

а Oj а

соответственно, а также с помощью интеграторов, блоков 27, 29, 31, 42, 45 умножения, блока 50 сложения и блока 47 вычитания, которые формируют значение корректирующего сигнала. При помощи блоков 28 умножения, интегратора 59, блока 30 умножения на выходе блока 48 сложения формируется управляющий сигнал выражения, который подается на блок 46 вычитания и исполнительный механизм 6, которым регулируется расход воды в слив классификатора 2.

Таким образом, система осуществляет коррекцию передаточной функции объекта и замкнутой системы регулирования, формирует оптимальный апе риодический переходный процесс отработки задающего или возмущающего действия. 1

Данная структура системы обеспечивает максимальное быстродействие и качество регулирования среди аналогичных переходных процессов за счет синтеза управляющей части системы.

Использование данной системы при управлении процессом измельчени} позволяет повысить на 0,3% производительность по готовому продукту при одновременном снижении потерь на 0,4% за счет уменьшения переизмельчения.

Формула изобретения

Система автоматической стабилизации плотности пульпы в сливе классификатора при мокром процессе измельчения, содержащая датчик плотности пульпы в сливе классификатора, соединенный с первым входом блока сравнения, второй вход которого -соединен с задатчиком плотности пульпы, выход блока сравнения соединен с первыми входами первого интегратора и первого блока умножения, выход первого блока вычитания соединен с первым входом первого блока деления, выход которого подключен к второму входу первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого блока сложения, выход первого блока сложения подключен .к исполнительному механизму регулирзгющего органа задвижки расхода воды в слив классификатора, выход первого интег- ратора соединен с первым входом второго блока умножения, выход которого

10

15

20

25

30

извлечения квадратного корня соединен с первьть входом третьего блока сложения, второй вход которого и первый вход шестого блока умножения соединены с входом первого квадратора и с выходом четвертого масштабного блока, а выход первого квадратора соединен с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен ,с выходом седьмого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом третьего масштабного блока и с первым входом восьмого блока умножения, второй вход которого и вход второго квадратора, первые входы девятого, десятого и одиннадцатого блоков умножения соединены с выходом второго блока деления, первьш вход которого соединен с выходом тре тьего блока сложения, а вторые входы второго блока деления и седьмого блока умножения соединены с выходом второго масштабного блока, вход кото рого соединен с первым входом двенад цатого блока умножения, второй вход двенадцатого блока умножения, второй вход десятого блока умножения и первый вход тринадцатого блока умножения соединены с выходом девятого блока умножения, второй вход девятого блока умножения, второй вход шестого блока умножения и первый рход четырнадцатого блока умножения соединены с выходом второго квадратора, выход шестого блока умножения

соединен с вторым входом первого бло-35 через первый инвертор соединен ка сложения, выход второго ййтегра- первым входом четвертого блока сложения, второй и третий входы которого со единены с выходами восьмого - . и Двенадцатого блоков умножения, а .ход четвертого блока умножения соеди- выхЬд четвертого блока сложения соетора соединен с первыми входами третьего и четвертого блоков умйожения и с входом третьего интегратора, вынен с первым вхидом второго блока сложения, второй вход которого соединен с выходом пятого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом третьего интегратора, выход первого масштабного блока подключен к входу второго масштабного блока, первый задатчик опорного сигнала подключен к входу третьего масштабного блока, отличающаяся 50 тем, что, с целью повышения качества стабилизации, она снабжена квадраторами, блоком извлечения квадратного корня, инверторами и дополнительными блоками умножения, деления, сложения,55 вычитания, интеграторами и задатчика- ми опорных сигналов, причем выход второго блока вычитания через блок

0

5

0

5

0

извлечения квадратного корня соединен с первьть входом третьего блока сложения, второй вход которого и первый вход шестого блока умножения соединены с входом первого квадратора и с выходом четвертого масштабного блока, а выход первого квадратора соединен с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен ,с выходом седьмого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом третьего масштабного блока и с первым входом восьмого блока умножения, второй вход которого и вход второго квадратора, первые входы девятого, десятого и одиннадцатого блоков умножения соединены с выходом второго блока деления, первьш вход которого соединен с выходом третьего блока сложения, а вторые входы второго блока деления и седьмого блока умножения соединены с выходом - второго масштабного блока, вход которого соединен с первым входом двенадцатого блока умножения, второй вход двенадцатого блока умножения, второй вход десятого блока умножения и первый вход тринадцатого блока умножения соединены с выходом девятого блока умножения, второй вход девятого блока умножения, второй вход шестого блока умножения и первый рход четырнадцатого блока умножения соединены с выходом второго квадратора, выход шестого блока умножения

5 через первый инвертор соединен первым входом четвертого блока сложения, второй и третий входы которого со единены с выходами восьмого и Двенадцатого блоков умножения, а выхЬд четвертого блока сложения соединен с первым входом первого блока вычитания и вторым входом одиннадцатого блока умножения, выход котог рого соединен с первьм входом пятого блока сложения, второй и третий входы которого соединены с выходами второго инвертора и тринадцатого блока умножения, второй вход которого и первый вход третьего блока деления соединены с выходом второго за- датчика опорного сигнала и с входом четвертого масштабного блока, выход десятого блока умножения соединен с первым входом пятнадцатого блока умножения, второй вход которого и первые входы четвертого, пятого, шестого и седьмого и второй йход третьего блоков деления соединены с выходом

третьего задатчика опорного сигнала и с входом первого масштабного блока, выход пятнадцатого блока умножения соединён с первьм входом шестого блока сложения, второй вход которого соединен с выходом четырнадцатого блока умножения, второй вход которо- го и второй вход пятого блока деления подключены к выходу первого задатчикй опорного сигнала, выход шее- 10 динен с вторым входом четвертого

того блока сложения соединен с входом второго инвертора, выход пятого блока сложения соединен с первым входом восьмого блока деления, второй вход которого и второй вход первого блока 15 деления соединены с выходом четвертого задатчика опорного сигнала выход пятого задатчика опорного сигнала подключен к вторым входам первого блока вычитания и шестого блока деления, 20 выход первого блока сложения соединен с первым входом третьего блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго блока сложения, третий вход которого под- 25 ключен к выходу шестнадцатого блока умножения, первый и второй входы коСоставитель В. Алекперов Редактор Н. Слободяник Техред Л.Олейник Корректор И. Муска

Заказ 5156/3Тираж 582Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР .

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

торого соединены соответственно к выходами шестого блока деления и четвертого интегратора, вход которого и первый вход семнадцатого блока умножения соединены с первьгм входом пятого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу пятого блока деления, выход шестого задатчика опорного сигнала соеблока деления, выход которого подключен к второму входу семнадцатого блока умножения,выход которого соединен с первым входом четвертого блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу третьего бло-, ка умножения, второй вход которого соединен с выходом седьмого блока деления, второй вход которого соединен, с выходом седьмого задатчика опорного сигнала, выход третьего блока деления соединен с вторым входом четвертого блока умножения, выход третьего блока вычитания соеди- нен с входом второго интегратора.,- выход четвертого блока вычитания соединен с третьим выходом блока сравнения.

Изобретение относится к области автоматического управления процессами измельчения и классификации. Может быть испрльзовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии, химической и угольной промышленности. Позволяет повысить качество стабилизации плотности пульпы в сливе классификатора при мокром процессе измельчения. Система содержит мельницу 1 с классификатором 2, датчик 3 и задатчик 4 i плотности пульпы в сливе классифика(Л