Система автоматического управления измельчительным комплексом

Система автоматического управления измельчительным комплексом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ , содержащая задатчик, соединенный с первым входом элемента сравнения, выход которого через последовательно соединенные регулятор и преобразователь мощности соединен с приводным электродвигателем конвейера питателя измельчительного комплекса, исполнительный механизм клапана расхода воды, о т л и .4 а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности измельчительного комплекса по контрольному классу крупности измельчаемого материала, она снабжена мультивибратором, формирователем импульсов, генератором зондирующих видеоимпульсов, излучаюЕцим и приемным пьезопреобразова.елями, приемным усилителем, детектором, первьм и вторым сумматорами, экстремальным регулятором, счетчиком, четырьмя вычислителями среднего и амплитудного значений и их отношения и четырьмя формирователями временных интервалов, выход мультивибратора подключен к входу формирователя импульсов непосредственно и через соответствующие формирователи временных интервалов к nepBbtM входам соответствующих вычислителей среднего и амплитудного значений и их «отношения, формирователя импульсов через генератор зондирующих видеоимпульсов подключен к входу излучающего пьезопоеобразователя , выход приемного пьезопреобразователя через приемный усилитель подключен к входу детектора, выход которого подключен к вторым входам (Л вьиислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход четвертого формирователя временных интервалов подключен также к счетному входу счетчика, выход которого под .клзочен к входу установки в О счетчика и третьим входам вычислителей 1Й1 среднего и амплитудного значений и их Од О 00 отношения, первыевыходы вычислителей I среднего и амплитудного значений и их отношения подключены к входам пер4;ii вого сумматора, выход которого через экстремальный регулятор подключен к исполнительному механизму клапана расхода воды, вторые выходы вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения подключены к входам второго сумматора, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения. 2. Система по п. 1,отличаю щ а я с я TfM% что формирователь . временных интервалов содержит после-.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(Si1 В 02 С 25 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ГЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3655147/29-03 (22) 25.10.83 (46) 23.03.85. Бюл. М- 11 (72) В.С.Моркун, Ю.M.Æèëüöîâ, В.П.Хорольский, П.А.Чебаков и Г.N.Ковин (71) Криворожский ордена Трудового

Красного Знамени горно-рудный институт (53) 622.73(088.8) (56) 1. Автоматизация управления обогатительными фабриками. Под ред.

Б.Д. Кошарского и А.Я.Ситковского. . M., "Недра", 1977, с. 244.

2. Марюта А.Н., Давидович А.С.

Автоматизация процессов обогащения руд. Киев, "Техника", 1972, с. 101105. (54)(57) 1. СИСТЕМА АВТОМАТИ БСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНЬК КОМПЛЕКС0М содержащая задатчик, соединенный с первым входом элемента сравнения, выход которого через последовательно соединенные регулятор и преобразователь мощности соединен с приводным электродвигателем конвейера питателя измельчительного комплекса, исполнительный механизм клапана расхода воды, о т л и .ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности измельчительного комплекса по контрольному классу крупности измельчаемого материала, она снабжена мультивибратором, формирователем импульсов, генераторам зондирующих видеоимпульсов, излучающим и приемным пьезопреобразова елями, приемным усилителем, детектором, первым и вторым сумматорами, экстремальным регулятором, счетчиком, четырьмя вы„„SU 314 О числителями среднего и амплитудного значений и их отношения и четырьмя формирователями временных интервалов, выход мультивибратора подключен к входу формирователя импульсов непосредственно и через соответствующие формирователи временных интервалов к первым входам соответствующих вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход формирователя импульсов через генератор зондирующих видеоимпульсов подключен к входу излучающего пьезопоеобразователя, выход приемного пьезопреобразователя через приемный усилитель подключен к входу детектора, выход которого подключен к вторым входам вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход чет- С вертага формирователя временных интервалов подключен также к счетному входу счетчика, выход которого под.ключен к входу установки в 0" счет-. чика и третьим входам вычислителей среднего и амплитудного значений и их ф@ отношения, первые выходы вычислителей среднего и амплитудного значений и ф их отношения подключены к входам пер- ( ваго сумматора, выход которого через р экстремальный регулятор подключен к исполнительному механизму клапана расхода воды, вторые выходы вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения подключены к вха ф дам второго сумматора, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения.

?. Система па п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем", что формирователь временных интервалов содержит после11 довательно соединенные первый одновибратор, дифференциатор, амплитудный ограничитель, второй одновибратор, причем вход первого одновибратора является входом, а выход второ го одновибратора является выходом формирователя временных интервалов.

3. Система по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что вычислитель среднего и амплитудного значений и их отношения содержит блок селекции, интегратор, амплитудный детектор, первый и второй блоки сложения и блок деления, выход блока селекции соединен через интегратор с первым вхоДом первого и через амп46084 лнтудный детектор с первым входом второго блоков сложения, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока деления, вторые входы блоков сложения соединены между собой, первый и второй входы блока селекции и вторые входы блоков сложения являются соответственно первым, вторым и третьим входами вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход первого блока сложения и выход блока деления являются соответственно первым и вторым выходами вычислителя среднего и амплитудного значений и их отношения.

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими агрегатами обогатительных фабрик в условиях изменяющихся физико-механических характеристик исходного сырья и состояния технологического оборудования.

Известная система автоматического управлений циклом измельчения, вклю- 10 чающая мельницу, работающую в замкнутом цикле с классификатором, которая содержит акустический датчик, выход которого через преобразователь и вторичный прибор соединен с первым t$ входом регулятора, второй вход которого соединен с задатчиком, а выход через исполнительный механизм связан с шибером бункера Е11.

Недостатками этой системы являютсящ ее низкая точность и надежность, обусловленная слабой связью, контролируемого технологического параметра с

I выходным сигналом первичного акусти.ческого преобразователя. Слабая по- 25 .мехозащищенность первичного преобразователя приводит к проникновению в систему многочисленных помех, вызванных технологическими и механическими факторами, что в своб очередь вызы- щ вает нарушения в работе системы автоматического управления, ухудшение качества функционирования, снижение производительности измельчительного агрегата по готовому продукту.

Известна система автоматического управления измельчительным комплексом, включающим мельницу, работающую в замкнутом цикле с классификатором, содержащая задатчик, соединенный с первым входом элемента сравнения, вход которого через последовательно соединенный регулятор и преобразователь мощности связан с приводным двигателем конвейера-питателя, а также исполнительный механизм клапана расхода воды в мельницу (2 „.

Недостатками известной системы, . использующей акустические сигналы для управления процессом измельчения руды, является их неоднозначность при изменении количества и качества измельчаемой руды, а также состояния мелющих тел и футеровки мельницы, что приводит к флуктуациям производительности измельчительного агрегата по контрольному классу крупности перерабатываемого сырья даже при одной и той же величине заполнения измельчительного агрегата рудой.

Целью изобретения является повышение производительности измельчительного комплекса по контрольному классу крупности измельчаемого материала. ! Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления измельчительным комплексом, содержащая задатчик, соединенный с

1146 первым входом элемента сравнения, выход которого через последовательно соединенные регулятор и преобразователь мощности соединен с приводным электродвигателем конвейера питателя измельчительного комплекса, исполнительный механизм клапана расхода воды, снабжена мультивибратором, формирователем импульсов, генератором зондирующих видеоимпульсов, излучаю- 10 щим и приемным пьезопреобразователями, приемным усилителем, детектором, первым и вторым сумматорами, экстремальным регулятором, счетчиком, четырьмя вычислителями среднего и амплиудного значений и их отношения и четырьмя формирователями временных интервалов, выход мультивибратора подключей к входу формирователя импульсов непосредственно и через соответствующие формирователи временных интервалов к первым входам соответствующих вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход, формирователя импульсов .через генератор зондирующих видеоимпульсов подключен к входу излучающего пьезопреобразователя, выход приемного пьезопреобразователя через приемный усилитель подключен к входу детекто30 ра, выход которого подключен к вторым входам вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход четвертого формирователя временных интервалов подключен также к счетному входу счетчика, выход которого подключен к входу установки в "0" счетчика и. третьим входам вычислителей среднего и амплитудного значений и их бтношения, первые выходы вычислителей среднего и амплитуд40 ного значений и их отношения подключены к входам первого сумматора, выход которого через экстремальный регулятор подключен к исполнительному механизму клапана расхода воды, вторые выходы вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения подключены к входам второго сумматора выкод которого подключен к второму входу элемента сравнения.

Кроме того, формирователь временных интервалов содержит последовательно соединенные первый одновибратор, дифференциатор, амплитудный or- 55 раничитель, второй одновибратор, причем вход первого одновибратора явля- ется входом, а выход второго одно084 4 вибратора является выходом формирова" теля временных интервалов.

Вычислитель среднего и амплитудного значений и их отношения содержит блок селекции, интегратор, амплитудный детектор, первый и второй блоки сложения и блок деления, выход блока селекции соединен через интегратор с первым входом первого и через амплитудный детектор с первым входом второго блоков сложения, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока деления, вторые входы блоков сложения соединены между собой, первый и второй входы блока селекции и вторые входы блоков сложения являются соответственно первым, вторым и тр тьим входами вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношения, выход первого блока сложения и выход бпока деления являются соответственно первым и вторым выходами вычислителя среднего и амплитудного значений и их отношения.

На фиг. 1 показана блок-схема системы автоматического управления измельчительным комплексом; на фиг. 2временная зависимость амплитуды отраженного акустического сигнала от измельчаемого материала, движущегося во вращающемся барабане из. ельчительного агрегата.

Объектом управления является измельчительный агрегат 1, работающий в замкнутом цикле с классификатором 2, в который исходная руда подается конвейером питателем 3, приводимым в движение электродвигателем 4.

Система автоматического управления измельчительным комнлексом 1 состоит из задатчика 5, связанного с первым входом элемента 6 сравнения, выход которого чеоез последовательно соединенный регулятор 7 и преобразователь 8 мощности связан с приводным электродвигателем 4 конвейера питателя, исполнительного механизма 9, клапана 10 расхода воды, последовательно соединенных мультивибратора 11, формирователя 12 импульсов, генератора 13 зондирующих видеоимпульсов, излучающего 14 и приемно.го 15 пьезопреобразователей, приемного усилителя 16, детектора 17, четырех формирователей 18-21 временных интервалов, счетчика 22, четырех вычислителей 23-26 среднего и амплитудного значений и их отноше1146084 ния, двух сумматоров 27 и 28, экстремального регулятора 29, причем каждый формирователь 18-21 времен- ных интервалов включает в себя последовательно соединенные первый од- 5 новибратор 30 (31-33), дифференциатор 34 (35-37), амплит1дный ограничитель 38 (39-41) и второй одновибратор 42 (43-45), а каждый вычислитель 23-26 .среднего и амплитудного 10 значения и их отношения — блок 46 (47-49) селекции, интегратор 50

{51-53), амплитудный детектор 54 (55-57), первый 58 {59-61), второй 62 (63-65) блоки сложения и 15 блок 66 (67-69) деления, причем выходы блока 46 (47-49) селекции соединены с входами интегратора 50 (51-53) и амплитудного детектора 54 (55-57), выходы которых через пер- 20 вый 58 (59-61) и второй 62 (63-65) блоки сложения связаны с входами блока бб (67-69) деления, вторые входы первого 58 (59-61) и второго 62 (63-65) блоков сложения соединены 25 между собой, выкод мультивибратора 11 соединен с входами первых одновибраторов 30-33 блоков 18-21 формирователей. временных интервалов, а выходы вторых одновибраторов 42-45 блоков 18-2 1 формирователей временных интервалов подключены к первым входам блоков 46-49 селекции вычислителей 23-26 среднего и ,амплитудного значений и их отноше ния, вторые входы блоков 46-49 селекции .соединены между собой и подключены к выходу детектора 17, выход формирователя 21. временнык интервалов соединен с первым входом счетчика 22, второй вход кото-10 рого связан с выходом и подключен к вторьи входам блоков 58-61 сложения вычислит пей 23-26 среднего и GMII литудного. значений и их отношения, выходы первых блоков 58-61 сложения -45 вычислителей 23-26 среднего и амплитудного значений и их отношения подключены к входам первого сумматора 27, а выходы блоков 66-69 деления †.к входам второго сумматора 28, выход 50 первого сумматора 27 через .экстремальный регулятор 29 связан с исполнительным механизмом 9 клапана 10 расхода воды, а выход второго сумматора 28 соединен с BTopbM входом элемента -6 55 сравнения.

Система работает следующим образом.

Исходная руда конвейером питателем 3 подается в измельчительный агрегат 1. Одновременно по технологическому трубопроводу в измельчитель— ный агрегат 1 подается вода, количество которой регулируется посредством исполнительного механизма 9 клапана 10 расхода воды.

Количество измельчаемого материала в измельчительном агрегате I работающем в замкнутом цикле с классификатором 2, в каждый текущий момент времени зависит от характеристик поступающей руды (твердость, измельчаемость), условий измельчения (состояния мелющих тел и футеровки, режима движения материала) и в свою очередь определяет гранулометрическую характеристику выходного продукта.

При переработке руд с переменным химико-минералогическими характеристиками необходимо обеспечить такую тонкость измельчения руды, чтобы были полностью раскрыты зерна полезного компонента без переизмельчения.

Изменение твердости исходной руды, а также состояния мелющих тел и футеровки приводить к изменению условий измельчения, потерям полезного компонента в хвостах обогатительных аппаратов, снижению производительности и нерациональному использованию мощности самих измельчительных агрегатов, В процессе нормального функционирования измельчительного агрегата характер движения материала во вращающемся барабане зависит от степени заполнения, скорости вращения и состояния его внутренней поверхности.

Траектории движения перерабатываемого материала во вращаюшемся бара— бане измельчительного агрегата неоднородны и флоктуируют под воздействием возмущающих факторов.

Режим движения перерабатываемого материала в измельчительном arperaте 1 при прочих равных условиях (скорости вращения, степени заполнения, состояния внутренней поверхности измельчительного агрегата) определяется величиной внутреннего трения— сцепления кусков руды между собой.

Ввеличина внутреннего трения измельчаемого материала зависит от соотношения твердое-жидкое во внутренней полости измелъчительного агрегата 1

1146084

Амплитудно-временное распределение интенсивности отраженного акустического сигнала от измельчаемого материала в контролируемых точках внутренней полости измельчительного 5 агрегата 1 (средняя часть, место загрузки и выгрузки материала) характеризует траекторию движения перерабатываемого материала и степень заполнения измельчительного агрегата 1.1О

Иультивибратор 11 вырабатызает запускающие импульсы, которые формирователем 12 импульсов преобразуются в импульсы фиксированной длительности. Генератор зондируюших видеоимпульсов 13 включается на время длительности полученного импульса и пакет" ультразвуковых колебаний излучается пьеэопреобразователь 14 в направлении оси вращения иэмельчи- . 20 тельного .агрегата 1 через разгрузоч- ное окно. Отраженный от движущегося измельчаемого материала акустический сигнал принимается пьеэопреобразователем 15, усиливается приемным усилителем 16 и детектируется детектором 17.

Амплитуда продетектированного сигнала в определенные промежутки вре- . ! мени (что соответствуетинтенсивности 31} отраженного ультразвукового сигнала от материала, находящегося в одной из точек по оси иэмельчительного агрегата 1) характеризует количество руды в текущий момент. времени B опре-З

5 деленной точке измельчительного агрегата 1. В том случае, если траектория движения материала в иэмельчительном агрегате 1 такова, что он пересыпается, вращаясь вокруг своего .ядра, 4О амплитудное значение отраженного сигнала во времени не отличается от сред" него. При переходе измельчаемого материала из режима переката в водопадный (c QTpbIBQM кускОв p äû От Основ 45 ной движущейся массы) интенсивность отраженного ультразвукового сигнала изменяется тем сильнее, чем больше кусков руды находится в этом режиме движения. Таким образом, экстремальные значения интенсивности. отражен- ного сигнала характеризуют траекто рию движения руды в измельчительном агрегате 1.

Продетектированный сигнал, несущий информацию о характере траекто- . рий движения перерабатываемого материала и степени заполнения измельчительного агрегата 1, поступает на вторые входы блоков 46-49 селекции (вторые входы вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношений), на первые входы которых (первые входы вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношений) поступают импульсы от блоков 18-21 формирователей временных интервалов в течение которых производятая измерения параметров продетектированного сигнала. Запускающие импульсы от мультивибратора 1t поступают на выходы первых одновибраторов 3033 (входы формирователей временных интервалов), которые формируют прямоугольные импульсы фиксированной длительности, соответствующие времени t прохождения ультразвукового сигнала в воздухе от излучающего пьезопреобразователя 14 до контролируемой точки в прямом и обратном направлениях.

2dI (!

Ф где d — расстояние от излучающего пьезопреобраэователя 4 до движущегося иэмельчаемого материала в данной точке барабана д — скорость распространения ультразвука в воздухе.

1,2,3,4.

Из прямоугольных импульсов положительной полярности дифференциаторами 34-37 формируются двухполярные импульсы, причем переднему фронту прямоугольного импульса соответствует положительный импульс,.а заднему — отрицательный ° Амплитудные orраничители 38-41 пропускают только отрицательный импульс, который поступает на вход вторых одновибрато ров 42-45 (выходы которых являются выходами формирователей временных интервалов) формирующих прямоугольные импульсы, задержанные во времени относительно импульсов мультивибратора 11 на время t; с длительнос" тью, равной .времени .. Полученные импульсы открывают блоки 46-49 селекции для определения параметров принятого сигнала в каждой из контролируемых точек. Интеграторы 50-53 вычисляют среднее 3„, а амплитудные детекторы 54-57 — амплитудное значение,"„, в течение времени измерения . Вычисление

1146084

9 (амплитудного „ н среднего 3 значений принятЬго сигнала с целью повышения достоверности получаемых результатов производится за определенное количество принятых импульсов ультразвуковых колебаний, подсчет которых производит счетчик 22. На первый (счетный) вход счетчика 22 поступают прямоугольные импульсы с выхода формирователя 21 временных интервалов. После достижения заданного количества импульсов на выходе счетчика 22 формируется импульс сброса, поступающий на второй. его вход (вход установки в ноль счетчика). Этот импульс подается на вторые входы соединенных между собой первых 58-61 и вторых 62-65 блоков сложения (третьи входь вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношений). С приходом этого импульса результаты вычислений усредненных за и периодов измерений ампитудного (и сред"ммкс него 3у значений с первых 58-61, и вторых 62-65 блоков сложения поступают на первые и вторые входы блоков 66-69 деления. С выходов первык блоков 58-61 сложения (первых выходов вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношений) результат вычислений среднего значения 3 s каждой контролируемой ь точке поступает на входы первого сумматора 27, выходной сигнал кото4

5 = 3 рого 1, .(„характеризует траек. торию движения перерабатываемого материала. С выходов блоков 66-69 деления (вторых выходов вычислителей среднего и амплитудного значений и их отношений) обработанный сигнал поступает на входы второго

4 сумматора 28 выкодной сигнал кото4

Р:5g.= Э 3 пропорционален рого. = степени заполнения иэмельчит (льного агрегата 1, Текущее значение 5 степени заполнения измельчительного агрегата 1 с выхода второго сумматора 28 сравнивается на элементе 6 сравнения с заданным значением, задаваемым эа датчиком 5. Величина задания выбирается иэ условия максимальной производительности измельчительного агрегата 1 и полного раскрытия зерен полезного компонента. Регулятор 7 через преобразователь 8 мощности изменяет скорость вращения приводного двигателя 4 конвейера питателя 3 таким образом, чтобы поддерживать заданное значение заполнения измельчительного агрегата 1. Экстремальный регулятор 29 посредством исполнительного механизма 9 и клапана 10 расхода воды изменяет количество воды, подаваемой в измельчительный агре гат 1, поддерживая максимальный сиг1нал с выхода первого сумматора 27, что соответствует наиболее благоприятному, с точки зрения измельчения, водопадному режиму движения перерабатываемого материала.

Таким образом, система автоматического управления измельчительным комплексом поддерживает заданное значение заполнения мельницы и обес35 печивает при этом наиболее производительный режим движения измельчаемого (материала.

Внедрение предлагаемой системы

40 автоматического управления иэмельчительным комплексом позволяет увеличить выход готового продукта на 0,,27., годовое производство концентрата на

0,5Х и снизить, потери полезного компонента в хвостах на 0,27. (1146084

1146084

ФР2. Г

Составитель Г. Алексеева

Техред Т.Дубинчак Корректор В.Вутяга

Редактор О.Черниченко

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 1254/8 Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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