Способ экстремального управления загрузкой шаровой вентилируемой мельницы и устройство для его осуществления

 

Использование: область измельчения. Может быть использовано в металлургической , цементной и строительной отраслях промышленности. Сущность изобретения: способ экстремального управления загрузкой паровой вентилируемой мельницы включает измерение текущей загрузки мельницы, циклическое регулирование подачи в нее исходного материала, определяют в каждом цикле величину и знак приращения перепада давления во внутримельничном пространстве как разность между текущим и предыдущим перепадами, вычисляют задания регулятору питания мельницы по алгебраической сумме значений текущей загрузки и приращения перепада давления, умноженного на масштабный коэффициент . Причем после достижения максимально установленного положительного приращения перепада давления последующие текущие значения приращения перепада определяют с его учетом. Устройство содержит измерительное устройство 1, весоизмерительные датчики 2. 3 и 4 соответственно известняка, возврата крупного класса и бентонита, задатчики 5 и 6 соответственно производительности мельницы и соотношения бентонит - известняк, цифроаналоговые преобразователи 7. 26 и 27, дискретный усреднитель 8, генератор 9 импульсов, элементы И 10 и 17, однобайт- : ные регистры 1.1 и 12, сумматоры 13, 14, 15, 18 и 22, буферный регистр 16, таймер 19, RS-триггер 20, переключатель 21, блок 23 умножения, регуляторы 24 и 25. усилители 28 и 29. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 02 С 25/00

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21).4945005/33 (22) f4.06.91 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (75) В.Н.Кузнецов и Г.А.Сергеев (56) Авторское свидетельство СССР

РВ 820884, кл. В 02 С 25/00, 1977, Авторское свидетельство СССР 1Ф 1375337, кл. В 02 С 25/00, 1986. (54) СПОСОБ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО УПРАВ. ЛЕНИЯ ЗАГРУЗКОЙ ШАРОВОЙ ВЕНТИЛИ. РУЕМОЙ МЕЛЬНИЦЫ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: область измельчения.

Может быть и1:пользовано в металлургической, цементной и строительной отраслях промышленности. Сущность изобретения: способ экстремальногр управления загрузкой паровой вентилируемой мельницы включает измерение текущей загрузки мельницы, циклическое регулирование подачи в нее исходного материала, определяют в каждом цикле величину и знак приращения перепада давления во внутримельничном пространстве как разность

„„Я „„1819673 А1 между текущим и предыдущим перепадами, вычисляют задания регулятору питания мельницы по алгебраической сумме значений текущей загрузки и приращения перепада давления, умноженного на масштабный коэффициент, Причем после достижения максимально установленного положительного приращения перепада давления последующие текущие значения приращения перепада определяют с его учетом. Устройство содержит измерительное устройство 1, весоизмерительные датчики 2, 3 и 4 соответственно известняка, возврата крупного класса и бентонита, задатчики 5 и 6 соответственно производительности мельницы и соотношения бентонит — известняк, цифроаналоговые преобразователи 7. 26 и 27, дискретный усреднитель 8, генератор 9 импульсов, элементы И 10 и 17, однобайтные регистры 11 и 12, сумматоры 13, 14, 15, 18 и 22, буферный регистр 16, таймер 19, RS-триггер 20, переключатель 21, блок 23 умножения, регуляторы 24 и 25, усилители

28 и 29. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

18196?3

Изобретение относится к области процессов измельчения и может быть использовано в металлургической, цементной и строительной отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение качества управления путем обеспечения достоверности информации о режиме работы мельницы в любых производственных условиях.

Это достигается тем, что в способе экстремального управления загрузкой шаровой вентилируемой мельницы, основанном на измерении текущей загрузки мельницы и циклическом регулировании подачи в нее исходного материала, в каждом цикле определяют величину и знак приращения перепара давления во внутримельничном пространстве как разность между текущим .и предыдущим перепадами, а задание регулятору питания мельницы вычисляют по алгебраической сумме значений текущей загрузки и приращения перепада давления, умноженного на масштабный коэффициент, зависящий от выбранной длительности цикла, причем после достижения максимально установленного положительного приращения перепада давления последующие текущие значения приращения перепада определяют с его учетом.

Устройство экстремального управления загрузкой шаровой вентилируемой мельницы, содержащее генератор импульсов, первые цифроаналоговый преобразователь, регулятор, сумматор. блок умножения и исполнительные элементы регулирующих органов подачи исходных материалов, снабжено дискретным усреднителем, двумя однобайтными регистрами, двумя элементами И, вторым, третьим, четвертым и пятым сумматорами, буферным регистром, таймером, RS-триггером, вторым регулятором, переключателем, вторым и третьим цифроаналоговыми преобразователями, двумя усилителями, измерительным устройством, весоизмерительными датчиками известняка и бентонита, весоизмерительным датчиком возврата крупного класса, задатчиком производительности мельницы и задатчиком соотношения бентонит —. известняк, " причем измерительное устройство, весоизмерительные датчики известняка и бентонита, весоизмерительный датчик возврата крупного класса, задатчик производительности мельницы и задатчик соотношения бентонит — известняк подключены к соответствующим входам первого цифроаналогового преобразователя, первый выход которого подключен к входу дискретного усреднителя, первый выход которого подключен к первому входу первого однобайтного регистра, выход которого соединен с первыми входами второго однобайтного регистра, первого и второго сумматоров, второй .вход первого однобайтного регистра соединен с первым выходом генератора импульсов. второй выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу второ: го однобайтного регистра. выход которого

1О соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров, второй вход первого элемента И и первый вход RS-триггера подключены к первому выходу первого сумматора, второй выход которого подключен к

15 первому входу второго элемента И, второй вход второго элемента И соединен с первым выходом второго сумматора, второй выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого:под20 ключен к третьему выходу первого сумматора, третий вход третьего сумматора соединен с выходом четвертого сумматора, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым. третьим и четвертым выходами первого цифроаналогового преобразователя, пятый выход которого соединен с первым входом пятого сумматора. выход которого соединен с первым входом первого регулятора, выход котоЗО рого подключен через второй цифроаналоговый преобразователь с входом первого усилителя, шестой выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом первого регуляЗБ тора и с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с седьмым выходом nepeoro цифроаналогового преобразователя, восьмой выход которого соединен с вторым входом пятого сумматора и с

40 первым входом второго регулятора, выход блока умножения соединен с вторым входом второго регулятора, выход которого через третий цифроаналоговый преобразователь подключен к входу вто45 рого усилителя, выход дискретного усреднителя подключен к входу генератора импульсов, третий выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и с первым входом буферного регистра, второй вход которого подключен к выходу третьего сумматора, выход второго элемента И соединен с первым входом таймера и с вторым входом RS-триггера, выход которого соединен с вторым входом таймера, выход кото55 рого подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом буферного регистра. третий вход пятого сумматора подключен к выходу переключателя, остальные входы которого соединены с остальными выходами

1819673 первого цифроаналогового преобразователя, а выходы усилителей соединены с исполнительными элементами регулирующих органов подачи исходных материалов.

Сущность способа заключается в следу- 5 ющем, В данном способе использован метод воздействия на. исходное питание мельницы с помощью определяемых приращений перепадов давления +. ЛPni в внутримель- 10 ничном пространстве, как функцию многих независимых возмущений, умноженных на масштабный коэффициент и суммируемых с текущим значением исходного питания, причем полученное таким образом эначе- 15 ние воздействия используется в качестве задания регулятору в конкретных технологических условиях процесса измельчения:

SIan.зад. = Отек Л Рп1 К, 20 причем при достижении максимально установленного положительного приращейия перепада давления +Л Р ь это значение, в последующих циклах, не обновляется, т.е, 25 принимает значение +Л Р -л и участвует в формировании текущих приращений пере. падов давлений:

Л Pni = Pni Pni — n, 30 что способствует возврату режима работы мельницы в экстремальную область, кроме того, соотношение масс компонентов задается оператором и поддерживается автома- 35 тически.

Устройство для осуществления данного способа содержит (см. чертеж) измери., тельное устройство 1 (перепада давления в внутримельничном пространстве), весоиз- 40 мерительный датчик 2 известняка, весоиэ мерительный датчик 3 возврата крупного класса, весоиэмерительный датчик 4 бентонита, задатчик 5 производительности мельницы, задатчик 6 соотношения бентонит — 45 известняк, цифроаналоговый преобразователь 7 (ЦАП), дискретный усреднитель 8, генератор 9 импульсов, логический элемент И

10, однобайтные регистры. 11. 12, сумматоры 13, 14, 15, буферный регистр 16, логиче- . 50 ский элемент И 17, сумматор 18, таймер 19, RS-триггер 20, переключатель 21, сумматор

22, блок 23 умножения, регулятор 24 (известняка), регулятор 25 (бентонита), цифроаналоговый преобразователь 26, 27 (ЦАП), 55 усилители 28 и 29.

Устройство работает следующим образом.

Аналоговый выход усреднителя 8 подключен к входу регистра 11. а дискретный выход усреднителя 8, выдающий одиночный импульс, в момент окончания очередной порции усреднения, подключен к входу генератора 9. Частота этих импульсов определяется дискретностью обращения к каналу измерения информации,в данном случае к перепаду давления, и может быть задана в пределах 10 — 100 с, что определяет интервал времени в секундах между текущим Pni u предыдущим Р н измерениями значений перепадов давления, для последующего определения положительного+Л Р или отрицательного — Л Ри приращения перепада давления Pni, что соответствует критерию

"техническое решение".

Каждый очередной входной импульс генератора 9 формирует последовательность трех, следующих друг за другом импульсов, сдвинутых между собой на 0,5 с, Первый импульс генератора 9 перепишет информацию о перепаде давления, сформированного усреднителем 8, в предыдущем цикле усреднения из регистра 11 в регистр 12 (Pni-t).

Второй импульс генератора запишет перепад давления, сформированного усреднителем 8 в текущем цикле (Pni), в регистр

11, Таким образом каждый очередной импульс дискретного усреднителя 8 с помощью последовательности сдвинутых между собой импул ьсов генератора 9 фиксирует в регистре 12 предыдущее значение

Pnl-1. а в регистре 11 текущее значение Pni перепада давления внутри мельницы.

Текущее значение перепада давления

Ры(выход регистра 11) подключено к прямому входу сумматора 13 и инверсному входу сумматора 14. Предыдущее значение перепада Рпи (выход регистра 12) подключено к инверсному входу сумматора 13 и прямому входу сумматора 14. В результате на информационном выходе сумматора 13 имеем положительное приращение перепада давления+Л Pni, образовавшееся в процессе работы мельницы за какой-то фиксированный промежуток времени.

+Л Pni = Pni — Pni-1 — мельница втягивается в режим перегрузки.

Аналогично, на информационном выходе сумматора 14 может возникнуть отрицательное приращение перепада давления (--Ь Pnl), мельница разгружается в результате выдачи воздействия на исполнительный механизм питателя (питателей).

Если нуль-органом, встроенным в сумматор 13. будет зафиксировано превышение положительного перепада давления

+Л Pni сверх какого-то заданного (критического, допустимого), то первый дискре ныи

1819673

10

Pnl Рль1 + Ь Plrnln

30

50

55 выход сумматора 13, инверсным входом логического элемента И 10. запретит запись величины перепада Роя в регистр 12, т.е, будет сохранено значение положительного перепада уже заполненного Pni2 или более раннего цикла измерения до тех пор, пока, в результате воздействий регулятора (регуляторов) на исходное питание мельницы, не будет зафиксировано минимально установленное приращение перепада +Л Рль Т.е. включается непрерывное слежение эа ростом положительного приращения перепада давления +Л Рл с одновременной разгрузкой мельницы исходным материалом. где I= 1,2„,.n — поколение информации Ры.

Образовавшиеся положительное +Л Ры или отрицательное — Л Р приращение перепада давления подключены соответственно к инверсному и прямому входу сумматора

15, к прямому входу которого подключен выход сумматора 18, суммирующего количество свежего известняка, возврат крупного класса из сепаратора, количество бентонита, поступающих в данных момент в мельницу

В сумматоре 15, в зависимости от знака приращения перепада давления в мельнице, к суммарному весу компонентов, поступающих в мельницу. суммируется или вычитается величина приращения перепада в соответствующем масштабе, определяемом коэффициентами масштабирования сумматоров 13, 14, 15.

Выход сумматора 15 подключен к входу буферного. регистра 16, назначение которого — в момент прохождения третьего импульса генератора 9, обновлять свое содержимое, т.е. после окончания коммутации регистров 11, 12.

Выход буферного регистра 16 подключен к первому информационному входу переключателя 21 и может быть выдан на выход переключателя, при отсутствии информации на всех управляющих входах переключателя, Т,е. данный вход по сравнению с остальными входами переключателя не имеет приоритета, Таким образом элементы 1-16 осуществляют выбор дискретности измерения текущего усредненного перепада давлейия внутри мельницы, сдвига во времени теку щим и предыдущим перепадом давления

Рм, Рви, определения положительных

+АР@ и отрицательных -Л Рм приращений пееапада давления Рл внутри мельницы, в зависимости от величины воздействия многофакторных реакций на технологический процесс изменения, определения оптимальной, на данный момент времени, величины питания мельницы исходным материалом. При этом степень воздействия найденного приращения +. Л Рл перепада давления внутри мельницы, на величину питания мельницы исходным материалом, задается коэффициентами масштабирования сумматоров 13, 14, 15, 22, коэффициентами пропорциональности, интегрирования, нечувствительности, масштабирования регуляторов 24, 25.

Вычисленная таким образом информация в качестве задания по загрузке мельницы с выхода буфферного регистра 16 поступает на первый вход переключателя

21. При обесточенных всех управляющих входах, первый вход будет подключен к прямому входу сумматора 22, на первый инверсный вход которого подключена информация с ЦАП о текущем весе возврата крупного класса в мельницу.

К второму инверсному входу сумматора

22, из ЦАП подключена информация о текущем весе поступающего в мельницу бентонита.

Разность на выходе сумматора 22

Оа.изв. = Оз.м. Ов Об, где Оз.иэв. — задание регулятору по загрузке известняка;

Q3.. — задание по общей загрузке мельницы;

О> — текущее значение возврата крупного класса, поступающего в мельницу;

Qs — текущее значение бентонита, поступающего в мельницу, Полученная разность поступает на задающий инверсный вход регулятора 24, на второй вход которого подключено из ЦАП текущее значение веса известняка, поступающего в мельницу. Выход регулятора подключен к входу ЦАП 26, выход которого подключен к усилителю.

Соотношение бентонит — известняк решается в блоке 23 умножения, к первому входу которого из ЦАП поступает информация о текущем весе известняка, поступающего в мельницу, а к второму входу. из ЦАП выход задатчика соотношения бентонит— известняк. Выход 1 блока 23 подключен к инверсному задающему входу регулятора

26, к прямому ифнормационному входу которого подключена информация, из ЦАП, о текущем весе бентонита, поступающего в мельницу. Выход регулятора 25 подключен к входу ЦАП 27, выход которого подключен к усилителю.

1819673

Задача автоматического дозирования соотношения бентонит — известняк решена таким образом, что достаточно, с помощью задатчика соотношения, задать необходимое значение, а все остальное 5 дозирование, в зависимости от соотношения известняка — возврат крупного класса, от колебаний поступающего в мельницу известняка — будет решаться элементами

22, 23. 10

Соотношение возврат — известняк мо. жет быть установлено скоростью движения ленты питателя, величиной отверстия течки и регулирования, стабилизации не требует.

На элементах 17, 19. 20 собрано устрой- 15 ство "сторож", назначение которого следить за тем. чтобы рабочий режим мельницы не ушел в область снижения производительности, что грозит и увеличением выноса крупного класса из мельницы. Так, если на обоих 20 инверсных входах логического элемента И

17 установятся низкие уровни выходов нул ьорганов сумматоров 13 и 14, настроенных на заведомо минимальные приращения перепадов, а это значит, что режим работы 25 мельницы ниже экстремального, на выходе элемента И 17 установится высокий уровень и запустит таймер 19. Через заданное время (3 — 5 ми .) на выходе таймера установится высокий уровень и переключит выход пере- 30 ключателя 21 на четвертый вход, к которому подключен опорный код оп =— Он.м. м, 35 где N<> — опорный код;

Онм — номинальная производительность мельницы;

Км — масштабный коэффициент входа переключателя 21. 40

В результате, задание регулятору 24 через сумматор 22 будет увеличено, что приведет к смещению рабочего режима в экстремальную область. Втягивание мельницы в экстремальную область вызовет 45 появление положительного приращения

+ Л Pni перепада давления.

В момент достижения заданного нульорганом сумматора 13 допустимого приращения перепада давления будет взведен 50

RS-триггер 20 и своим выходом сбросит таймер 19 в нуль.

При этом все коммутирующие входы переключателя 21 окажутся обесточенными и к выхоДу переключателя будет 55 подключен первый неприоритетный вход с сумматора 15.

Перед остановкой мельницы оператору необходимо включать тумблер 1. При этом на сумматор 22 будет выдан в качестве задания второй вход переключателя 21 с нулеВЫМ КОДОМ.

Если, по каким-то причинам, необходим режим управления загрузкой мельницы по заданию оператора, нужно при выключенном тумблере 1 включить тумблер И и к сумматору 22 будет подключен задатчик 5 производительности мельницы.

Данный способ и устройство позволят повысить качество управления.

Формула изобретения

1. Способ экстремального управления загрузкой шаровой вентилируемой мельницы, основанный на измерении текущей загрузки мельницы и циклическом регулировании подачи в нее исходного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения качества управления путем обеспечения достоверности информации о режиме работы мельницы в любых производственных условиях, в каждом цикле определяют величину и знак приращения перепада давления во внутримел ьничном пространстве как разность между текущим и предыдущим перепадами, а задание регулятору питания мельницы вычисляют по алгебраической сумме значений текущей загрузки и приращения перепада давления, умноженного на масштабный коэффициент, зависящий от выбранной длительности цикла, причем после достижения максимально установленного положительного приращения перепада давления последующие текущие значения приращения перепада определяют с его учетом.

2. Устройство экстремального управления загрузкой шаровой вентилируемой мельницы, содержащее генератор импульсов, первые цифроаналоговый преобразователь, регулятор, сумматор, блок умножения и исполнительные элементы регулирующих органов подачи исходных материалов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества управления путем обеспечения достоверности информации о режиме работы мельницы в любых производственных условиях, оно снабжено дискретным усреднителем, двумя однобайтными регистрами, двумя элементами И, вторым, третьим, четвертым и пятым сумматорами, буферным регистром, таймером, RS-триггером, вторым регулятором, переключателем. вторым и третьим цифроаналоговым преобразователями, двумя усилителями, измерительным устройством. весоизмерительными датчиками известняка и бентонита, весоизмерительным датчиком возврата крупного класса, задатчикам производительности мельницы и задатчи1819673

12. Составитель Л. Шарова

Редактор Т. Федотов Техред М.Моргентэл Корректор И. Шмакова

Закэз 1995 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитете по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москвэ, Ж-35, Реушскея нэб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Пэтент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ком соотношения бентонит — известняк, причем измерительное устройство, весоиэмерительные дэтчики известняке и.бентонитэ, весоиэмерительный датчик воэврэта крупного классе, задэтчик производитель- 5 ности мельницы и эадэтчик соотношения . бентонит — известняк подключены к соот- . ветствующим входам первого цифроаналогового преобразовэтеля, первый выход которого подключен к входу дискретного ус- 10 раднителя, первый выход которого подключен к первому входу nepeoro однобэйтнаго . регистра, выход которого соединен с первы. MN входами второго однобейтного регистр и nepeoro и второго сумматоров, второй .15 вход первого однобэйтнага регистре соединен с первым выходом генератора импульсаь бтарай выход. которого соединен с первым входом первого элементе И, выход которага подключен к второму входу второ- 20 го аднобэйтнога регистре, выход которого соединен с вторыми вхадэми первого и второго сумметоров, второй вход первого элементе И и.первый вход R$-триггера подключены к первому выходу первого сум- 25 мэтарэ, второй выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход второго элемента И соединен с первым выходом второго сумматора, второй выход которого подключен к первому входу треть- 30 его сумматоре, второй вход которого подключен к третьему входу первого сумматора. третий вход третьего суммэторэ соединен с выходом четвертого сумматора, первый, второй и третий входы которого со- 35 единены соответственно с вторым, третьим и четвертым выходами первого цифроанэ° логового преобразователя, пятый выход которого соединен с первым входом пятого сумматорэ, выход которого соединен с первым входом первого регулятора, выход которого подключен через второй цифроаналоговый преобразователь с входом первого усилителя, шестой выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом первого. регулятора и с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с седьмым выходом первого цифроаналогового преобразователя, восьмой выход которого соединен с вторым входом пятого суммэторэ и с первым входом второго регулятора, выход блока умножения соединен с вторым входом второго регуляторе, выход которого через третий цифроаналоговый преобразователь подключен к входу второго усилителя, выход дискретного усреднителя подключен к входу генератора импульсов, третий выход которого соединен с третьим входом второго элементе И и с первым входом буферного регистра, второй вход которого подключен к выходу третьего сумматора, выход второго элементе И соединен с первым входом тэймера и с вторым входом RS-триггера, выход которого соединен с вторым входом таймера, выход которого подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом буферного регистра, третий вход пятого сумматоре подключен к выходу переключателя, осталь- ные входы которого соединены с остальными выходами первого цифроаналогового преобразователя, э выходы усилителей соединены с исполнительными элементами регулирующих органов подачи исходных материалов.