Система управления измельчительным агрегатом

Система управления измельчительным агрегатом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНЫМ АГРЕГАТОМ, содержащая датчик заполнения, который подключен к одному из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком , и регулятор, вькод которого соединен с преобразователем мощности электродвигателя конвейерапитателя , о т л и ч а ю щ а я с я . тем, что, с целью повышения производительности и надежности работы системы, она снабжена тремя блоками определения модуля, блоком умножения, тремя дифференциаторами, двумя фиАьтрами , логическим С5локом, двумя масштабирующимиблоками , сумматором, вычислительным блоком, ограничителем, амплитудным детектором, элементом памяти, блоком формирования выдержки времени, двумя одновибраторами, пороговым элементом, таймером, нуль-орга ном и блоком коррекции, причем выход элемента сравнения подключен к одному из входов блока умножения и к входу первого блока определения модуля , выход которого соединен с вхо- . дом первого фильтра, выход которого подключен к входам первого дифференциатора и ограничителя, выход которого соединен через первый масштабирующий блок с одним из входов сумматора , выход первого дифференциатора соединен с одним из входов логического блока, с входами второго дифференциатора и порогового элемента и с входом второго блока определения модуля, выход которого подключен к одному из входов амплитудного детек-г тора, другой вход которого соединен с соответствующим входом логического блока и с одним из входов элемента сравнения, который подключен к выходу блока формирования выдержки времени, вход которого соединен с с выходом логического блока, датчик 5 заполнения подключен через последот (Л вательно соединенные третий дифференциатор и третий блок определения с. модуля к входу второго фильтра, выход которого соединен с другим входом логического блока и через вто .рой масштабирующий блок - с другим .входом сумматора, выход которого подключен к однои из входов вычислительного блока, другой вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, выход вычислительного блока соединен с другим входом элемента сравнения, выход которого подключен к другому входу блока умножения и к соответствующему входу вычислительного блока, выход порогового блока подключен к входу одновибратора , выход которого соединен с одним из входов таймера и нуль-органа , другой вход которого соединен с выходом втсчрого дифференциатора, выход нуль-органа через одновибратор подключен к другому входу таймера, выход которого через блок коррекции соединен с одним из входов регулятора , другой вход которого соединен с выходом блока умножения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(59 В 02 С 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3456954/29-33 (22) 24. 03. 82 (46) 07. 07. 84. Бюл. Р 25 (72) B. С. Моркун, В. П. Хоропьский, A. N. Шубладзе, С. В. Гуляев, А. A. Артемова и Я.М.Свердель (71) Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени горно-рудный институт (53) 621. 926 (088. 8) (56 ) 1. Марюта A. H. и др. Автоматиза ция процессов обогащения руд. Киев, "Техника", 1972, с. 91.

2. Марюта A.Í. Автоматизация процессов обогащения руд. Киев, "Техника", 1972, с.102-103. (54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНЫМ АГРЕГАТОМ, содержащая датчик заполнения, который подключен к одному из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком, и регулятор, выход которого соединен с преобразователем мощности электродвигателя конвейерапитателя,отличающаяся, тем, что, с целью повышения производительности и надежности работы системы, она снабжена тремя блоками определения модуля, блоком умножения, тремя дифференциаторами, двумя фильтрами, логическим блоком, двумя мас-, штабирующими блоками, сумматором, выЧислительным блоком, ограничителем, амплитудным детектором, элементом памяти, блоком формирования выдержки времени, двумя одновибраторами, пороговым элементом, таймером, нуль-органом и блоком коррекции, причем выход элемента сравнения подключен к одному из входов блока умножения и К входу первого блока определения модуля, выход которого соединен с вхо- . дом первого фильтра, выход которого подключен к входам первого диффереициатора и ограничителя, выход котоI рого соединен через первый масштаби- рующий блок с одним из входов сумматора, выход первого дифференциатора соединен с одним из входов логического блока, с входами второго дифференциатора и порогового элемента и с входом второго блока определения модуля, выход которого подключен к одному из входов амплитудного детек тора, другой вход которого соединен с соответствующим входом логического блока и с одним иэ входов элемента сравнения, который подключен к выходу блока формирования выдержки времени, вход которого соединен с выходом логического блока, датчик Е заполнения подключен через последот вательно соединенные третий диффере циатор и третий блок определения модуля к входу второго фильтра, выход которого соединен с другим входом логического блока и через вто.рой масштабирующий блок - с другим входом сумматора, выход которого подключен к одному из входов вычислительного блока, другой вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, выход вычислительного блока соединен с другим входом элемента сравнения, выход которого подключен к другому входу блока умножения и к соответствующему входу вычислительного блока, выход порогового блока подключен к,входу одновибратора, выход которого соединен с одним из входов таймера и нуль-органа, другой вход которого соединен с выходом второго дифференциатора, выход нуль-органа через одновибратор подключен к другому входу таймера, выход которого через блок коррекции соединен с одним иэ входов регулято» ра, другой вход которого соединен с выходом блока умножения.

1101302

Изобретение относится к автоматическому управлению иэмельчительным агрегатом в условиях изменяющегося качества перерабатываемого сырья и состояния оборудования и может быть использовано в горноперерабатывающей, строительной, горнохимической и смежных отраслях промыаленности.

Известна система автоматического управления измельчительным агрегатом, содержащая датчик автоматических кон» вейерных весов, подключенный к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания, а выход через последовательно соединенные регулятор и 15 преобразователь мощности связан с приводным электродвигателем конвейера-питателя, à также датчик крупности исходной руды, связанный через корректор задания с входом блока Я задания- I1j .

Недостатком этой системы является то, что при изменении измельчаемости. исходной руды, состояния мелющих тел и футеровки измельчительного g5 агрегата изменяется статический коэф-. фициент передачи и постоянная времени объекта управления. При постоянных значениях коэффициента усиления. и времени интегрирования регулятора у» это приводит.к уменьшению производительности и ухудшению качества выходного продукта измельчительного агрегата.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система управления измельчительным агрегатом, содержащая датчик заполнения, который подключен к одному из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком, 4О и регулятор, выход которого соединен с преобразователем мощности электродвигателя конвейера-питателя j2) .

Недостатком известной системы является то, что в условиях изменяющегося качества перерабатываемого сырья, состояния мелющих тел и футеровки измельчительного агрегата происходит дрейф его статических и динамических характеристик. При этом резко изменяются параметры и вид ,переходных процессов, возникающих ,в системе управления. В течение переходного процесса измельчительный агрегат работает вне оптимальной области функционирования, что приводит к уменьшению его производительности по заданному классу крупности перерабатываемого материала и ухудше- 6О нию качества, т.е. тойины помола выходного продукта.

Цель изобретения — повышение производительности и надежности работы . системы.

Цбль достигается тем, что система управления измельчительным arрегатом, содержащая датчик заполнения, который подключен к одному из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком, и регулятор, выход которого соединен с преобразователем мощности электродвигателя конвейера- питателя, снабжена тремя блоками определения модуля, блоком умножения тремя дифференциаторами, двумя фильтрами, логическим блоком, двумя масштабирующими блоками, сумматором, вычислительным блоком, ограничителем, амплитудным детектором, элементом памяти, блоком формирования выдержки времени, двумя одновибраторами, пороговым элементом, таймером, нуль-органом и блоком коррекции, причем выход элемента сравнения подключен к одному из входов блока умножения и к входу первого блока определения модуля, выход которого соединен с входом первого фильтра, выход которого подключен к входам первого дифференциатора и ограничителя, выход котороГо соединен через первый масштабирующий блок с одним из входов сумматора, выход первого дифференциатора соединен с одним из входов логического блока, с входами второго дифференциатора н порогового элемента и входом второго блока определения модуля, выход которого подключен к одному иэ входов амплитудного детектора„ другой вход которого соединен с соответствующим входом логического блока и с одним из входов элемента сравнения, который подключен к выходу блока формирования выдержки времени, вход которого соединен с выходом логического блока, датчик заполнения подключен через последовательно соединенные третий дифференциатор и третий блок определения модуля к входу второго фильтра, выход которого соединен с другим входом логического блока и через второй масштабирующий блок — с другим входом сумматора, выход которого под.ключен к одному из входов вычислительного блока, другой вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, выход вычислительного блока соединен с другим входом элемента сравнения, выход которого подключен к другому входу блока умножения и к соответствующему входу вычнслительно-, го блока, выход порогового блока подключен к входу одновидратора, выход которого соединен,с одними из ходов таймера и нуль-органа, другой ход которого соединен с выходом второго дифференциатора, выход нульоргана через одновибратор подключен к другому входу таймера, выход которого через блок коррекции соеж1101302 нен с Одним из ВхОдов регулятдра, Сигнал с датчика 4 заполнения другой вход которого соединен с вы- . наряду с информацией о заполнении

1 ходом блока умножения. рэмельчительного агрегата 1 перерабаНа фиг. 1 представлена блок-схема тываемой рудой и мелющими телами предлагаемой системы; на фиг. 2 содержит помеху. Для оценки параметвыполнение вычислительного блока; на 5 Ров сигнала помехи дифференциатор 5, фиг. 3 — логический блок. блок 26 определения модуля и фильтр

Объектом управления является . 25 оценивают модуль усредненного иэмельчительный агрегат 1, в который значения производной сигнала с датпо конвейеру-питателю 2, приводимому чика 4 заполнения. в движение посредством приводного 10 Величина Ь с фильтра 25, умноженэлектродвигателя 3, поступает руда, . наЯ в масштабиРУющем блоке 24 на подлежащая переработке. постоянный коэффициент К1 складываетСистема управления измельчитель- ся в сумматоре 27 с величиной E c ным агрегатом 1 включает датчик 4 фильтра 9, умноженной на постоянный заполнения, дифференциатор 5, эле- 15 коэффициент К в масштабирующем мент 6 сравнения, задатчик 7, блок 8 определения модуля, фильтр 9, ограни- Масштабирующие блоки 24 и 28 предчитель 10, дифференциатор 11, поро ставляют собой, например, серийно говый блок 12, дифференциатор 13 . выпускаемые субблоки Ф5226. нуль-орган 14, одновибратор 15, тай- р0 СУмма этих величин, а также значемер 16, блок 17 коррекции, регуля ни Y поступают в вычислительное

ТОР 18, Одновнбратор 19, логический устройство 29, которое реализует блок 20, амплитудный детектор 21, вычисление текущего Sz значения коэфэлемент 22 сравнения, блок 23 форми- фициента усиления рования выдержки времени, масштабиру- 25 к,a+1öê кщий блок 24, фильтр 25, блок 26 о -, 8„, М

Определения модуля, сумматор 27, масштабирующий блок 28, вычислительгде — предыдущее з начение н,й блок 29 б ок 30 Вычислительный блок 29 состоит из ок, ок умножения, пре- последовательно соединенных блока 33 о разователь мощности, блок 32 30. умножения, представляющего собой,,определения модуля. Вычислительный и блока 34 деления, представляющего

- состоит из триггеров 35 и 36, эле мента 37 сравнения и задатчика .38. . УмножениЯ величина „ с элемента 22 35 памяти умножается на сумму К 6 +IK(K2

Система управления измельчитель- поступающую с выхода сумматора 27. ным комплексом работает следующим Делитель 34 осуществляет деление выобраз ом. числительного произведения на велиТекущее значение выходного сигна- чину 1 .с амплитудного детектора 21. ла с датчика 4 заполнения, например 40 Для повышения надежности системы типа РИЗМ с авнива рав ивается на элемен- управления в ограничителе 10 устанавте 6 сравнения с сигналом задатчика 7. ливается диапазон изменения амплитуо ределения модуля и ды сигнала сшибки E которая может фильтре 9 выделяется модель отфильт- быть использована для вычисления Я р с гнала ошибки, Й, пред- 45 Логический блок 20 представляет рованного сигнала ошибки, Ц ставляющей собой разность текущего и собой два последовательно соединензаданного значений выходного сигнала ных триггера. При достижении произдатчика 4 заполнения измельчительно-. водной E сигнала ошибки нулевого энаго агрегата 1. чения при условии выхода перед этим

Блоки определения модуля 8, 26, значения E за пределы зоны нечувстр д яют собой, например, вительности, выбранный критический

50 ( серийно выпускаемые субблоки Ф 5178 уровень запускает блок 23 формирования выдержки времени, который чеДифференциатор 11 оценивает произ- . Раз выбранный промежуток времени водную E модуля сигнала ошибки if), формирует импульс, по которому в а т етий блок 32 о

Р ок 3 Определения модуля 55 элементе 22 сравнения Осуществляется совместно с амплитудным детектором 21 сравнение записанного предыдущего выделяет максимальное значение моду- Ь„ и текущего 8 значений S ля производной сигнал р д ой сигнала ошибки .. Этот сигнал осуществляет сброс стаАмплитудный детектор 21 выполнен . рого значения в амплитудном детектопо схеме пикового диодного детектора 60 ре 21 и возвращает логический блок и осуществляет преобразование импульс- 20 в исходное состояние. вхо в и ного напряжения, подаваемого на его Логический блок 20 выполнен в вид, в постоянное напряжение, рав- де двух последовательно соединенных ное по величине пиковому значению триггеров, один из которых 35 предпоступающего сигнала. ставляет собой управляемое пороговое

1101302 устройство (триггер Шмитта), а второй 36 - формирователь импульса запуска блока 23 формирования выдержки времени. Управление йорогом срабатывания. первого триггера осуществляется с элемента 37 сравнения. Задатчик 38 предназначен для установки первоначального уровня срабатывания логического блока 20. Кроме того, :на элемент 37 сравнения подается сигнал с выхода блока 23 формирования выдержки времени, который возвращает первый триггер 35 в исходное состояние.

При E > E«срабатывает первый триггер 35, который устанавливает второй триггер 36 в определенное устойчивое состояние, соответствующее отсутствию импульса на его выходе, запускающего блок 23 формирования выдержки времени. Уменьшение =„ до нуля приводит к возврату первого триггера 35 в исходное положение.

При этом в результате переключения второго триггера 36 на его выходе формируется импульс, включающий 25 блок 23 формирования выдержки вре.мени. Изменение величины зоны нечувствительности логического блока осуществляется подачей на элемент 37 .сравнения сигнала с выхода второго ЗО фильтра 25 °

Если предыдущее значение 3„ не отличается от текущего 5q, а это возможно в том случае, если не изменился статический коэффициент переда-35 чи измельчительного агрегата по выб-. ранному каналу управления (т.е. отношение у), то ранее записанное и хранимое значение О сохраняется, присутствует .на выходе элемента 22 сравнения и возвращается в вычислительный блок 29. На это же значение в блоке 30 умножения умножается сигнал ошибки Я .

Измерение значения модуля сигнала 45 ошибки Ю через определенный промежуток времени достижения производной о сигнала ошибки нулевого значения (при условии выхода перед этим значения 6 за пределы зоны нечувствительности) логического блока 20 означает измерение величины Ц через некоторое время после достижения сигналом ошибки своего максимального значения для текущего переходного режима значения. В случае затухания переходного процесса это позволяет оценить скорость затухания и, следовательно, быстродействие объекта управления.

При уменьшении статического коэф- 60 фициента передачи измельчительного агрегата уменьшается его быстродействие, увеличивается отношение Е1, а следовательно, увеличивается коэффициент усиления о, формируемый в 65 вычислительном блоке 29. И наоборот, при у вел иче нии статического коэффициента передачи измельчительного агрегата растет его быстродействие, уменьшается отношение ® /y иH, как следствие, умейьшается 8

В случае расходящегося переходного процесса на выходе элемента 22 сравнения устанавливается минимальное значение коэффициента усиления

3, что позволяет повысить степень устойчивости замкнутой системы управления.

Для компенсации влияния помехи в выходном сигнале датчика 4 заполнения на формируемый коэффициент усиления

g .в числитель выражения (1) вводится величина К 6, характеризующая уровень сигнала помехи. При появлении помехи увеличивается величина 1 т.е. знаменатель выражения (1J.

Однако одновременное увеличение слагаемого К,4 в числителе этого выражения компенсирует влияние помехи на вычисляемое значение о .

Логический блок 20 осуществляет запуск блока 23 формирования, выдержки времени после достижения Е определенного выбранного уровня, т.е. выхода значения E за пределы эоны нечувствительности логического блока 20. При значительных величинах амплитуды сигнала помехи возможны ложные срабатывания логического блока 20, что приводит к установке неоправданного значения 8, т. е. значению коэффициента усиления адаптивной системы управления, не соответствующего параметрам измельчительного агрегата.

- Для устранения воэможности возникновения подобной ситуации осуществляется коррекция зоны нечувствительности логического блока 20 в соответствии с уровнем сигнала помехи, для чего с выхода фильтра 25 на первый вход логического блока 20 поступает величина Я

С блока 30 умножения произведение

EE. поступает на первый вход регулятора 18, который формирует выходной сигнал с учетом текущего значения статического коэффициента передачи. измельчительного агрегата 1.

Для определения постоянной времени измельчительного агрегата 1дифференциатор 13 вычисляет вторую производную модуля сигнала рассогласования Е . При достижении первой производной модуля сигнала рассогласования выбранного критического уровня срабатывает одновибратор 19, который отпирает нуль-орган 14 и запускает таймер 16. Нуль-орган 14 фиксирует достижение второй производной модуля сигнала рассогласования первого нулевого значения после его включения.

1101302

При этом срабатывает одновибратор 15, который выключает таймер 16. Таким образом, таймер определяет промежуток времени 6t от начала переходного процесса и до достижения второй производной модуля сигнала рассогласования E нулевого значения.

Величина И характеризует динами- ческие параметры объекта управления: с увеличением постоянной времени иэмельчительного агрегата 1 увеличивается промежуток времени от начала переходного процесса и до момента достижения второй производной модуля величины рассогласования первого нулевого после начала переходного 15 процесса значения, а следовательно, увеличивается ьС . Уменьшение постоянной времени:измельчительного агрегата приводит к увеличению скорости изменения первой производной величи- 29 ны рассогласования и пропорционально.. му уменьшению и .

В блоке 17 коррекции вычисленное значение 6 умножается на масштабный коэффициент К и по полученному про- 25 ! изведению корректируется время интег рирования интегральной части регуля,тора 18, Таким образом, предпагаемая система управления поддерживает заданное значение заполнения измель..чительного агрегата Перерабатываемым материалом и мелющими телами вне зависнмости от изменяющихся статических и динамических характеристик объекта управления и при этом обеспечивает . минимальное время и выбранные параметры. переходных процессов, возникающих в системе.

Использование системы управления на обогатительной фабрике ЮГОКа поз волит обеспечить поддержание оптимальной производительности измельчительного агрегата по исходному пита нию с учетом текущих характеристик измельчительного агрегата и перерабатываемого сырья. При этом улучшается качество управления технологическим процессом за счет своевременного учета и компенсации возникающих возмущений.

Проведение опытно-промыаленных испытаний и предварительное моделирование показывает, что в результате, введения системы управления измельчительным агрегатом на одной секции обогатительной фабрики ЮГОКа выход готового продукта увеличится на

0,25%, дисперсия колебаний гранулометрического состава уменьшится на

20%, годовое производство концентрата увеличится на 0,6%, потери полезного компонента в хвостах уменьшатся на 0,3% °

Расчет экономического эффекта составит .50 тыс.рублей.

1101302

g /ьчпУа

Чжа28

&аиду

АчкаЛ7

CЬиаАг

&usa 87

//nba Щ

Фнал

Составитель Л. Шарова

Редактор А.Шандор Техред А. Кикемезей

Корректор Г; Решет ник

Заказ 4698/7 Тираж 616 Подписное

ВИИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул. Проектная, 4

СйиаЯу

Awa И

®н . 2

САим

Жила

Аоф

АГИРРЕ

C Scud

Аида