Система автоматического управления процессом измельчения Советский патент 1987 года по МПК B02C25/00 

Изобретение относится к автоматизации процессов сухого измельчения материалов в шаровых барабанных мельницах и предназначено для применения в горно-рудной промышленности, теплоэнергетике, промышленности строительных материалов.

Цель изобретения - повьш1ение качества управления.

На чертеже показана блок-схема предлагаемой системы.

Система включает питатель 1, исполнительный механизм 2, конвейер 3,

мельницу 4, задатчик 5 расхода сырья, 15 обеспечивает плавный подвод заполне- датчик 6 расхода сырья, элементы 7 и S сравнения, регулятор 9 расхода сырья, датчик 10 заполнения мельницы, задатчик 11 заполнения, регулятор 12 коррекции, первый 13 и второй 14 ком- 20 сырья отрабатывает рассогласование.

ния мельницы к номинальному значению. На Элементе 7 сравнения сигнал су1-1мируется с сигналом задатчика 5 расхода сырья и регулятор 9 расхода

параторы, триггер 15, делитель 16 сигнала, дифференцирующий блок 17, усилитель 18, сумматор 19, блок 20 интегрирования сигнала коррекции, ключи 21 и 22, элемент И 23, реле 24 времени, элемент НЕ 25, дифференци- .рующий блок 26, программатор 27, задатчик 28 максимальной скорости, элемент сравнения, компараторы 30 и 31, элемент ИЛИ 32, регулятор 33 коррекции, блок 34 интегрирования сигнала коррекции, ключи 35 и 36, элемент И 37, реле 38 времени, компаратор 39, элемент НЕ 40.

Система работает следующим образом.

Сигнал датчика 6 расхода сырья сравнивается на элементе 7 сравнения с сигналом задатчика 5 расхода сырья и с сигналом коррекции, поступающим с выхода сумматора 19, с выхода элемента 7 сравнения сигнал разбаланса поступает на вход регулятора 9 расхода сырья, который управляет через исполнительный механизм 2 питателем 1, изменяя скорость его вращения, а следовательно, и расход сырья, поступающего по конвейеру 3 в мельницу 4, Если размолоспособность материала

хорошая и мельница недогружена, выде- 50 ного корректирующего воздействия на

ленная на элементе о сравнения разность сигналов датчика 10 заполнения мельницы и задатчика 11 заполнения поступает на вход регулятора 12 коррекции, который вырабатывает сигнал увеличения коррекции. Поступающий на элемент 7 сравнения через ключ 22, блок 20 интегрирования сигнала коррекции и сумматор 19. Периодичность

прохождения корректирующего сигнала через ключ 22 в блок 20 интегрирования сигнала коррекции определяется уставкой (Трд) реле 24 времени, ко.- торая выбирается с учетом длительности переходного процесса заполнения мельницы и равна . 1 5-2Тд. Выдача сигнала реле 24 времени синхронизирована импульсами, поступающими с первого регулятора 12 коррекции.

Это позволяет подавать корректирующие воздействия после окончания очередного переходного процесса, что

обеспечивает плавный подвод заполне- сырья отрабатывает рассогласование.

ния мельницы к номинальному значению. На Элементе 7 сравнения сигнал су1-1мируется с сигналом задатчика 5 расхода сырья и регулятор 9 расхода

величивая расход сырья по апериодиескому закону.

В случае ухудшения размолоспособ- ности исходного материала уровень заполнения мельницы начинает увеличиваться с определенной скоростью, дифференцирующий блок 26 выдает на выходе сигнал, равный первой производной сигнала датчика 10 заполнения мельницы (), если значение первой производной превышает максимальное значение , у/:тановлен- ное задатчиком 28 максимальной скорости, элемент 29 сравнения формирует на своем выходе сигнал рассогласова- ния, который отрабатывается регулятором 33 коррекции. Выходной сигнал регулятора 33 коррекции через ключ

35 поступает в блок 34 интегрирования сигнала коррекции, уменьшая значение сигнала, хранящегося в блоке - 34. Сигнал через ключ 35 проходит до

тех пор, пока -3- . Выходной

сигнал с блока 34 интегрирования сигнала коррекции поступает на вход сумматора 19, уменьшая значение выходвыходе сумматора 19, и, как следст- вие, уменьшается значение расхода сырья на входе мельницы. Действия этого контура коррекции предваряют 55 действия основного контура коррекции, реализованного с помощью регулятора 12 коррекции, чем обеспечивается гашение возможных нежелательных последствий, вызванных возмущающими воздействиями, на ранних стадиях .их появления .

Одновременно с работой второго контура коррекции включается в работ программатор 27, уменьшая значение сигнала коррекции на выходе программатора по соответствующей программе, чем обеспечивается уменьшение задания на заполнение мельницы.

Уменьшение задания на заполнение мельницы осуществляется программатором ступенчато. Величина шага ступени выбирается 1 - 5% от максимального значения задания заполнения Уменьшение задания на заполнение мельницы осуществляется программатором 27 до тех пор, пока dXj/

/dt. Выделенный на элементе 8 сравнения сигнал рассогласования отраба- тьгеается регулятором 12 коррекции в сторону уменьшения сигнала коррекции подаваемого на элемент 7 сравнения, чем обеспечивается уменьшение расход сырья, подаваемого в мельницу и стабилизация заполнения мельницы на - уровне, определяемым новым значением сигнала задания заполнения, который равен cyNfMe сигналов, поступающих от задатчика 11 заполнения и программатора 27.

Совокупность действий всех трех контуров коррекции обеспечивает своевременную реакцию системы на нежелательные последствия, вызванные возмущающими воздействиями. После установления неравенства dXj /dt«i dx,/dt включается компаратор 31 и отключается компаратор 30, что обеспечивает отключение ключа 35 и включение клю- ча 36, Сигнал с выхода регулятора 33 коррекции подается через ключ 36 в блок 34 интегрирования сигнала коррекции, увеличивая значение сигнала

коррекции до прежнего значения, кото- 45 коррекции уменьшается, скорость его

рое с выхода блока 34 подается на вход сумматора 19.

Увеличение сигнала коррекции происходит с меньшей скоростью, чем его уменьшение, что обеспечивает плавное восстановление параметров коррекции без вьшода мельницы из состояния стабильной работы. Дискретность прохождения сигнала через ключ 36 определяется вторым реле 38 времени, причем период следования сиг налов реле 38 времени синхронизируется с импульсами коррекции, поступающими от регулятора 33 коррекции. При достижении выход-

g

0

5

0

0

ного сигнала коррекции на выходе блока 34 интегрирования сигнала коррекции уровня исходного значения сраба- тьгоает компаратор 39, на выходе элемента НЕ 40 формируется сигнал, равный логическому нулю, который блокирует прохождение сигнала от реле 38 времени через схему И 37 на вход ключа 36. Последний отключается, чем обеспечивается ограничение сигнала коррекции на выходе блока 34 интегрирования на уровне исходного значения. Работа блока 34 интегрирования аналогична работе блока 20 интегрирования .

Работа С1 стемы с новым значением задания заполнения, установленным программатором 27, происходит в тече0 ние времени Т 0,5-1,5 ч, после чего начинается ступенчатое увеличение задания до прежнего значения. Отсчет Тд начинается с момента, времени, когда установится неравенство

5 dxj/dt .

Работой системы предусмотрен ре- жим, o6ecпeчивaюш й реакцию системы на аномальные ситуации, связанные как с перегрузом агрегата, так и с его недогрузом.

При перегрузе мельницы срабатывает компаратор 14, настроенный на максимальное допустимое значение заполнения, пропуская сигнал с выхода датчика 10 заполнения мельницы на вход дифференцирующего блока 17, выходной сигнал которого dx/dt усиливается усилителем 18 и подается на вход автоподстройки динамических параметров регулятора 12 коррекции, меняя его время изодрома обратно пропорционально скорости изменения заполнения мельницы в перегрузочном режиме. Поскольку время изодрома регулятора 12

5

обработки на уменьшение загрузки возрастает пропорционально скорости процесса перегрузки. После срабатывания компаратора 14 на выходе элемента ИЛИ 32 появляется сигнал, рав- ньш логической единице, а на выходе элемента ПЕ 25 - сигнал, равный логическому нулю, включается ключ 21 и отключается ключ 22, так как сигнал с выхода элемента НЕ 25 блокирует прохождение сигнала с выхода реле 24 времени.на вход ключа 22.

Выходной сигнал регулятора I2 коррекции через ключ 21, блок 20 интег

5136

рирования сигнала коррекции и сумматор. 19 подается на элемент 7 сравнения, обеспечивая этим вывод мельницы из зоны перегрузки в зону рабочего состояния.

При уменьшении заполнения мельницы до значения меньше максимального компаратор 14 отключается и динамические параметры регулятора 12 коррекции принимают начальные значения.

Когда мельница начинает загружаться после перерыва срабатывает компаратор 13, на выходе элемента ИЛИ 32 появляется сигнал, равный логической единице, включающий ключ 21, на выходе элемента НЕ 25 появляется сигнал, равный логическому нулю, отключающий через схему И 23 к,шоч 22. С выхода компаратора 13 сигнал подает- с -я на вход триггера 15, последний изменяет свое состояние с нулевого на единицу, сигнал с выхода триггера 15 через делитель 16 поступает на вход автоподстройки динамических параметров первого регулятора 12 коррекции. .В результате время изодрома регулятора уменьшается в несколько раз, чем обеспечивается форсированная загрузка мельницы от О до 0,6 С„, где G - номинальная загрузка мельницы измельчаемым материалом. Сигнал с выхода регулятора 12 коррекции через ключ 21, блок 20 интегрирования .сигнала коррекции, сумматор 19 подается на вход элемента 7 сравнения. Регулятор .9 начинает отрабатьгоать новое значение задания расхода материала, увеличивая расход материала, подаваемого в мельницу.

При заполнений большем 0,6 G компаратор 13 не пропускает сигнал на вход триггера 15, последний изменяет свое состояние на нулевое, сигнал на вход автоподстройки динамических, параметров регулятора 12 коррекции не поступает и динамические параметры последнего принимают начальные значения .

В предлагаемой системе управление процессом измельчения ведется с учетом анализа качества переходного процесса заполнения мельницы, скорости изменения (dXj/dt) переходного процесса позволяет выявлять на ранних стадиях возникновения начало процесса перегрузки мельницы, что дае возможность повысить качество управления .

0

5

0

5

95

0

5

0

45

50

55

6 Формула изобретения

Система автоматического управления процессом измельчения, включающая .за- датчик и датчик расхода сырья в мельницу, соединенные с первым и вторым входами первого элемента сравнения, выход которого подключен к регулятору расхода сырья с исполнительным механизмом питателя, задатчик и датчик заполнения мельницы, соединенные с первым и вторым входами второго элемента сравнения, выход которого подключен к первому регулятору коррекции, два компаратора, первый диффе- ренцирз ющий блок, усилитель, триггер и делитель сигнала, причем выход первого компаратора соединен с вторым входом первого регулятора коррекции через последовательно соединенные триггер и делитель сигнала, а выход второго компаратора соединен с вторым входом первого регулятора коррекции через последовательно соединенные первый дифференцирующий блок и усилитель, отличающаяся тем. что, с целью повьшения качества уп- равления, она снабжена четырьмя ключами, сумматором, двумя блоками интегрирования сигнала коррекции, двумя элементами И, двумя реле времени, - элементами НЕ, вторым дифференцирующим блоком, третьим элементом сравнения, задатчиком максимальной скорости, третьим, четвертым и пятым компараторами, вторьм регулятором коррекции, элементом ИЛИ, программатором, причем выход датчика заполнения мельницы соединен с входами первого и второго компараторов, а выходы первого и второго компараторов через элемент 1-1ПИ соединены с первым входом первого ключа и через первьш элемент НЕ с первым входом первого эле-г мента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого реле времени., выход первого элемента И соединен с первым входом второго ключа, выход первого р-егулятора коррекции соединен с вторыми входами первого и второго ключей и входом первого реле времени, а выходы первого и второго ключей соединены с входом первого блока интегрирования сигнала коррекции, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого подключен к третьему входу первого элемента сравнения, выход датчи/136

ка заполнения мельницы соединен с входом второго дифференцирующего блока, выход которого соединен с первым входом третьего элемента сравнения, выход которого соединен с входом вто рого регулятора коррекции, второй вход третьего элемента сравнения соединен с выходом задатчика максимальной скорости, выход третьего элемен- та сравнения через третий и четвертый компараторы соединен соответственно с первым и вторым входами программатора, первый вход третьего ключа соединен с первым входом програм- матора, второй вход программатора соединен с первым входом второго элемента , И, третий вход программатора соединен с выходом первого компаратора, выход программатора соеди-

Редактор И. Шулла

Составитель В. Алекперов

Техред М.Дидык Корректор 0. Кравцова

Заказ 6175/10 Тираж 573Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.Д/5

Прг1эизиод(-тненно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектняя, 4.

8

ней с треты-гм входом второго элемента сравнения, выход второго регулятора коррекции соединен с вторым входом третьего и первьм входом четвертого ключей и входом второго реле времени, а выходы третьего и четвертого ключей соединены с входом второго блока интегрирования сигнала коррекции V выход которого соединен -с вторым входом сумматора, выход второго реле времени соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу чет- вертб го ключа, а выход второго блока интегрирования сигнала коррекции соединен через пятый компаратор с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И.

Изобретение относится к автоматизации процессов сухого измельчения материалов в шаровых барабанных мельницах, .может быть использовано в горно-рудной промьшшенности, теплознер - гетике, промьгашенности строительных материалов и позволяет повысить ка- . In честно управления. Предлагаемая система содержит питатель 1j исполнительный механизм 2, конвейер 3,мельницу 4, задатчик 5 расхода сырья, датчик 6 расхода сырья, элементы 7 и 8 сравнения, регулятор 9 расхода сырья, датчик 10 заполнения мельницы, задатчик 1I заполнения, регулятор I2 коррекции, кo fflapaтopы 13 и 14, триггер 15, делитель 16 сигналов, дифференцирующий блок 17, усилитель 18, сумматор 19, блок 20 интегрирования сигнала коррекции, ключи 21 и 22, элемент И 23, реле 24 времени, элемент НЕ 25, программатор 27, задатчик 28 максимальной скорости, элемент 29 сравнения, компараторы 30 и 31, элемент ИЛИ 32, регулятор 33 коррекции, блок 34 интегрирования сигнала коррекции, ключи 35 и 36, элемент И 37, реле 38 времени, компаратор 39, элемент НЕ- 40 и дифференцирующий блок 26. I ил. СП