Способ управления процессом измельчения в мельнице замкнутого цикла Советский патент 1982 года по МПК B02C25/00 

(5) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В МЕЛЬНИЦЕ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА

1

Изобретение относится к автоматй зации процессов измельчения и может быть использовано в цементной, керамической, металлургической и других отраслях промышленности, связанных с процессами тонкого измельчения материалов.

Известен способ управления загрузкой шаровой мельницы, включающий . изменение подачи материала в мельницу в зависимости от уровня загрузки по сигналу экстремального регулятора производительности, анализ аварийных перегрузок мельницы путем измерения приращения уровня загрузки мельницы при уменьшении ее производительности, фиксацию аварийных перегрузок при превышении допустимой величины приращения уровня загрузки и устранение 2о аварийных перегрузок путем совершения увеличенного шага в сторону уменьшения расхода исходного материа.ла П.

Недостатком этого способа является высокая критичность эффективности упраёления к выбору величины увеличенного шага раагрузки, которая не мржет быть однозначно установлена заренее ввиду неполной информации об объекте.

Известен способ управления процессом -измельчения в мельнице замкнутого цикла, включающий измерение расхода материала в мельницу, расхода суммарной загрузки и расхода готового продукта, изменение расхода материала в мельницу в зависимости от установленного задания и изменений суммарной загрузки мельницы, экстремальное регулирование производительности мельницы путем изменения установленного задания при регулировании расхода материала в мельницу, фиксацию аварийных перегрузок и их предотвращение путем временного исключения ;экстремального регулирования, измере

ние скорости изменения расхода готового продукта при временном исключении экстремального регулирования и возобновление экстремального.регулирования по истечении времени переходного процесса С 2 .

Недостатками данного способа являются наличие значительных потерь на поиск максимальной производительности после совершения шага разгрузки при устранении аварийных перегрузок и отсутствие мер по сокращению числа аварийных перегрузок, что приводит к снижению прО14.зводительности мельницы. :

Цель изобретения - повышение точности управления.

Эта цель достигается тем, что согласно способу управления процессом измельчения в мельницу замкнутого цикла, включающему измерение расходаматериала в мельниС|у, расхода суммарной загрузки и расхода готового продукта, изменение расхода материала в мельницу в зависимости от установленного задания и изменений суммарной загрузки мельницы, экстремальное регулирование производительности мельни цы путем изменения установленного задания при регулировании расхода материала в мельницу, фиксацию аварийных перегрузок и их предотвращение путем временного исключения экстремального регулирования, измерение скорости изменения расхода готового продукта, при BpeNjeHHOM исключении экстремального регулирования и возобновление экстремального регулирования по истечении времени переходного процесса, при экстремальном регулировании фиксируют установленное задание, в момент реверса направления его изменения, при временном исключении экстремального регулирования определяют знак скорости изменения расхода готового продукта и после возобновления экстремального регулирования осуществляют повторное исключение экстремального регулирования, причем при возобновлении экстремального регулирования устанавливают граничное задание расхода материала в зависимости от суммарной загрузки и расхода готового продукта, измеренных в момент изменения знака скорости изменения расхода готового продукта, а повторное исключение экстремального регулирования осуществляют при превышении граничного задания зафиксированным заданием в момент реверса направления изменения задания.

На основании анализа переходного процесса при исключенном экстремальном регулировании определяют граничное значение задания, установление которого при возобновлении экстремального регулирования позволяет сократить потери на поиск. Сравнение задания, установленного в момент реверса направления задания с граничным значением, и повторное исключение экстремального регулирования при превышении граничного значения задания снижает вероятность появления аварийных ситуаций. Настройка граничного значения задания обеспечивает компенсацию возмущений, действующих на процесс измельчения.

Управление процессом измельчения в мельнице замкнутого цикла с использованием предлагаемого способа осуществляется следующим образом.

Определяют величину задамия по расходу материала в мельницу при первоначальном включении (возобновлении) экстремального регулирования в зависимости от усредненных значений максимальной производительност мельницы и величины суммарной загрузки, соответствующей максимуму производительности при известном отношени величины изменения расхода исходного материала к величине изменения суммарной загрузки при регулировании расхода материала в мельницу (далее это значение задания называется граничным) .

При этом усредненные значения максимальной производительности и величины суммарной загрузки, соответствующей максимуму производительности, определяются заранее на основании экспериментального изучения статической характеристики мельницы или и аналитического расчета. Например, если регулирование расхода материала в мельницу в зависимости от установленного задания производится пропорционально изменению суммарной загрузки, то первоначальное значение граничной величины задания определяется путем суммирования величины максимальной производительности с величиной соответствующей суммарной загрузки, взятой с известным коэффициентом пропорциональности, изменяют расход материала в зависимости от величины задания и изменений суммарной загруз ки осуществляют экстремальное регули рование производительности мельницы путем изменения задания по расходу материала в мельницу. Например, при экстремальном регулировании происходит увеличе ние суммарной загрузки при увеличении задания по расходу материала в мельницу. Тогда при неjKOTopoM значении задания по расходу материала в мельницу и суммарной загрузки выполняются условия реверса направления изменения задания по рас ходу исходного материала в мельницу Значение задания по расходу материала в момент выполнения условий реверса сравнивают с граничным значением, при превыше.жи граничного значения экстремальное регулирование временно исключает и измеряет скорость изменения расхода готового продукта в течение промежутка времени, обусловленного длительностью переходного процесса. Соотношение значений расхода материала в мельницу и суммарной загрузки в момент выполнения условий реверса зависит от выбранного способа экстремального регулирования производительности (например шаговый поиск экстремума с анализом знака приращения произ.водительности или непрерывный поиск экстремума с учетом знака первой и второй производны производительности), величины помех и дрейфы статической характеристики. В общем случае состояние мельницы в момент реверса не соответствует усто чивому равновесию в экстремуме статической характеристики, т.е. такому состоянию объекта, при котором расход материала в мельницу равен максимальной производительности при величине суммарной загрузки, соответствующей максимуму производительности. Предположим, что величина суммарной загрузки в момент исключения экстремального регулирования меньше величины, соответствующей максимуму производительности, а величина расхода материала в момент достижения суммарной загрузки при значении задания по расходу материала, зафиксированном в момент исключения экстремального регулирования, превышает величину максимальной производительности.. В этом случае скорость изменения расхода готового продукта, измеряемая в течение переходного процесса в начале положительна и изменяет знак в момент, когда суммарная загрузка проходит через значение суммарной загрузки, соответствующее максимуму действительной статической характеристики объекта. Значение суммарной нагрузки и производительности в этот момент измеряется, определяется и устанавливается новое текущее и равное ему граничное значение задания по расходу материала в мельницу, и по истечении промежутка времени, обусловленного длительностью переходного процесса, возобновляют экстре- .мальное регулирование производительности. Аналогично осуществляют управление .в том случае, когда величина суммарной загрузки в момент исключения экстремального регулирования превышает величину, соответствующую максимуму производительности, а величина расхода материала в момент достижения этой величины суммарной загрузки при значении задания по расходу материала, зафиксированном в-момент исключения экстремального регулирования, меньше величины максимальной производительности . В том случае, когда скорость изменения расхода готового продукта в течение переходного процесса после исключения экстремального регулирования знакопостоянна и положительна, возобновляют экстремальное регулирование, а если скорость изменения расхода готового продукта в течение промежутка времени, обусловленного длительностью переходного процесса после исключения экстремального регулирования знакопостоянна и отрицательна, анализируют наличие аварийной пере-, грузки путем сравнения приращения суммарной загрузки с допустимой величиной, и, если приращение суммарной загрузки меньше допустимого, возобновляют экстремальное регулирование, а при превышении допустимой величины приращения фиксируют наличие аварийной перегрузки, прогнозируют величину расхода готового продукта на время прохождения материала через мельницу, 1устанавливают значение задания по рас-, ходу материала, обеспечивающее велиуину расхода материала в мельницу. равную прогнозируемой величине расхода готового продукта и повторяют все операции, связанные с анализом скорости изменения готового продукта корректировкой граничного значения по расходу исходного материала и возобновлением экстремального регулирования в изложенной последовательности. На чертеже представлено устройство, реализующее способ. Устройство содержит исходную шахт ту, поступающую в мельницу 1, мельницу 2, суммарную загрузку, поступаЮщую из мельницы в сепаратор 3, се паратор Ц, продукт, возвращаемый на домол (крупка) 5, готовый продукт 6, регулирующий орган, изменяющий расход исходной шихты 7. датчик расхода исходной шихты 8, датчик расхода суммарной загрузки 9 датчик расхода готового продукта 10, регулятор загрузки 11, задатчик регулятора загрузки 12, блок диагностирования ава рийной перегрузки 13, управляемый переключатель 14, экстремальный регулятор 15, дифференциатор 16, нульорган 17 задатчик граничного значения задания регулятору загрузки 18, блок сравнения 19, блок совпадения 20, блок ИЛИ 21, триггер 22, блок расчета задания 23, управляемый многоканальный переключатель 2, управляемый KJB04 25, блок расчета задания 26, дифференциатор 27, блок задержки (реле времени) 28, нуль-орган 29. Устройство работает следующим образом. Исходная шихта 1 измельчается в мельнице 2, из мельницы сум арная загрузка 3 поступает в сепаратор Ц, где производится разделение на грубый продукт 5, возвращаемый на домол в мельницу, и готовый продукт 6. Изменение расхода исходной шихты в мел ницу осуществляется регулирующим органом. Расходы исходной шихты, суммарной загрузки и готового прюдукта изменяются соответственно датчиками 8-10, Выходы датчиков 8 и 9 подключены ко входам регулятора загрузки 11, который изменяет расход исходной шихты с помощью регулирующего органа 7 в зависимости от изменений расхода суммарной загрузки и задания, величина которого определяется задат чиком регулятора загрузки 12. Блок диагностирования аварийной перегруз328ки 13 фиксирует факт наличия аварийной перегрузки мельницы на основании анализа сигналов датчиков расходов исходной шихты, суммарной загрузки и готового продукта. В исходном состоянии.ко входу задатчика регулятора загрузки 12 через контакты управляемого переключателя Н подключены выход экстремального регулятора 15, осуществляющего поиск максимальной производительности мельницы. Дифференциатор 16 измеряет скорость изменения задания, устанавливаемого задатчиком 12, а нуль-орган 17 фиксирует момент изменения знака скорости изменения задания, т.е. момент реверса экстремального регулятора. Положение задатчика 12 сравнивается с граничным значением задания, определяемым задатчиком граничного значения задания 18 с помощью блока сравнения 19- Выход Больше блока сравнения 19 и выход нуль-органа 17 поступают на входы блока совпадения 20, выход которого соединен с первым входом блока ИЛИ 21. На второй вход блока ИЛИ подключен выход блока диагностирования аварийной перегрузки 13. Таким образом, при фиксации аварийной перегрузки или при совпадении двух событий: реверса экстремального регулятора и превышения задания регулятору загрузки, по сравнению с гразначением задания от блока ничным ИЛИ 21 поступает сигнал на первый вход триггера 22. При изменении состояния триггера 22 изменяется положение управляемого переключателя 1, вследствие чего экстремальный регулятор 15 отключается от входа задатчика 12, и обеспечивается возможность соединения задатчика 12 с блоком расчета задания 23 через переключатель 24. В случае фиксации авар 1йной перегрузки замыкается ключ 25 и ко входу задатчика 12 присоединяется выход блока расчета задания 26, на вход которого поступают выходы датчика расхода суммарной загрузки 9 и дифференциатора 27, измеряющего скорость изменения расхода готового продукта 10. Таким образом, при фиксации аварийной перегрузки обеспечивается установление такого положения задатчика регулятора загрузки, при котором достигается расход искходной шихты в мельницу, равный прогнозируемому зна чению расхода готового продукта. Второй выход триггера 22 через но мально-замкнутый контакт переключате ля 24 включает блок задержки 23 , например реле времени, который начинает отсчитывать выдержку времени, соответствующую длительности переходного процесса. Нуль-орган 29 фиксирует момент изменения знака скорости изменения расхода готового продукта измеряемой дифференциатором 2. Выход нуль-органа 29 соединен с управляемым многоканальным переключателем 2Ц, Если за промежуток времени равный установленной длительности переходного процесса, положение пере ключателя 2k не меняется, т.е. скорость изменения готового продукта яв ляется знакопостоянной, то по истечении выдержки времени бл9к задержки 28 переводит триггер 22 в другое положение и отключается, при этом уп равляемый переключатель Ц возвращается в исходное состояние, возобновляя тем самым экстремальное регулирование. В том случае, когда скорость изменения готового продукта меняет знак в течение переходного процесса, в момент изменения знака скорости нуль-орган 29 изменяет положение многоканального переключателя2, в результате чего задатчик регулятора загрузки 12 и блок задания граничного значения 18 соединяются с вы ходом блока расчета задания 23 на входы которого подключены выходы датчиков расхода суммарной загрузки и расхода готового продукта 10. При этом величина задания регулятору загрузки устанавливается таким образом, чтобы величина расхода шихты в мельницу при измеренном значении суммарной загрузки равна измеренной величине готового продукта,и граничное значение задания устанавливается равным установленной величине задания регулятору загрузки. Одновременно контактом переключателя 24 сбрас 1вается блок задержки 28, после чег отсчет времени переходного процесса начинается сначала. Данный способ позволяет повысить точность управления. 2 10 Формула изобретения Способ управления процессом измельчения в мельнице замкнутого цикла, включающий измерение расхода материала в мельницу, расхода суммарной загрузки и расхода готового продукта, изменение расхода материала в мельницу в зависимости от установленного задания и изменений суммарной загрузки мельницы, экстремальное регулирование производительности мельницы путем изменения установленного задания при регулировании расхода материала в мельницу, фиксацию аварийных лерегрузок и их предотвращение путем временного исключения экстре мального регулирования, измерение ско рости изменения расхода готового продукта при временном исключении экстремального регулирования и возобновление экстремального регулирования по истечении времени переходного процесса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, при экстремальном регулировании фиксируют установленное задание в момент реверса направления его изменения,при временном исключении экстремального регулирования опре целяют знак скорости изменения расхода готового продукта и после возобновления экстремального регулирования осуществляют повторное исключение экстремального регулирования, причем при возобновлении экстремального регулирования устанавливают граничное задание расхода материала в зависимости от суммарной загрузки и расхода готового продукта, измеренных в момент изменения знака скорюсти изменения расхода готового продукта, а повторное исключение экстремального регулирования осуществляют при превышении граничного задания зафиксированным заданием в момент реверса направления изменения задания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 538736, кл. В 02 С 25/00, 1976, 2,Авторское свидетельство СССР К 622497, кл. В 02 С 25/00, 1978 (прототип).

1.