Способ автоматического управления процессом помола

Способ автоматического управления процессом помола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских, Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.05.80 (21) 2934266/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 02 С 25/00

Гасударствевв|к кемитет

СССР

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень Юе 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (53) УДК 621.926 (088 8) le AeaaM изебретеиий и еткрмтий (72)1 A втор ы изобретения

С. В. Ровинский, Н. В. Кухаренко, Н. Л. Мысливец, В. Л. Аронзон и М. В. Левин

1(.

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный и титуг-алюминиевой, магниевой и электродной промышле остиЕ и Северо-Западный заочный политехнический инстйту1 (71) Заявители (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ПОМОЛА

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом помола сухих материалов и может быть использовано в цементной и других отраслях промышленности.

Известен способ автоматического управления процессом помола путем поддержания заданного соотношения между сигналом электроакустического датчика промежуточной переменной мельницы и расходом подаваемого в нее материала (1).

Недостатком способа является низкая точность управления, обусловленная, в частности, влиянием различных помех на сигнал датчика промежуточной переменной.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ автоматического управления процессом помола, включающий измерение и преобразование сигнала датчика промежуточной переменной, пропорционального степени загрузки мельницы исходными материалами, управление расходом материалов в зависимости от отклонения величины преобразованного сигнала от заданного значения, поддержание соотношения между расходами материалов на заданном уровне, моделирование участка

2 мельницы между ее входом и точкой контроля сигнала датчика промежуточной переменной и измерение сигнала пропорционально полному расходу материалов, предварительно пропущенного через модель.

Способ заключается в том, что преобразованный сигнал датчика промежуточной переменной корректируют сигналом, пропорциональным полному расходу материала, подаваемого в мельницу, предварительно пропущенным через модель, соответствующую участку мельницы между ее входом и точкой контроля промежуточного сигнала, после чего скорректированный сигнал подвергают фильтрации с помощью частотного фильтра, подавляющего помеху измерения, >s и подают на блок соотношения, вырабатывающий сигнал на изменение расхода материала, подаваемого в мельницу, который одновременно подается на вход модели мельницы (2).

Однако во время работы мельницы физико-механические свойства измельчаемого материала могут изменяться в широких пределах, не остаются неизменными и свойства рабочего пространства мельницы: меняются масса и конфигурация мелющих тел, шеро-939080 ховатость внутренней поверхности мельницы и т. д.

Известный способ не учитывает этих изменений, что ограничивает его применение из-за низкой точности управления.

Цель изобретения — повышение точности управления за счет уменьшения влияния нестабильности свойств измельчаемого материала и рабочего пространства мельницы.

Указанная цель достигается тем, что в способе автоматического управления процессом помола, включающем измерение и преобразование сигнала датчика промежуточной переменной, пропорционального степени загрузки мельницы исходными материалами, управление расходом материалов в зависимости от отклонения величин преобразованного сигнала от заданного значения, поддержание соотношения между расходами материалов на заданном уровне, моделирование участка мельницы между ее входом и точкой контроля сигнала датчика промежуточной переменной и измерение сигнала, пропорционального полному расходу материалов, прЕдварительно пропущенного через модель, дополнительно периодически вырабтывают сигналы, пропорциональные величине абсциссы точки максимума взаимнокорреляционной функции и величине среднеквадратичного отклонения между преобразованным сигналом датчика промежуточной переменной и сигналом, полученным при моделировании участка мельницы, и изменяют скорость управления расходом материалов, запаздывание сигнала, пропускаемого через модель, заданное значение сигнала промежуточной переменной, заданный уровень соотношения, скорость изменения и коэффициент передачи сигнала, пропускаемого через модель, причем скорость упра вления расходом материалов и запаздывание сигнала, пропускаемого через модель, изменяют пропорционально величине абсциссы точки максимума взаимокорреляционной функции до достижения его нулевого значения, а заданное значение сигнала датчика промежуточной переменной, величину заданного уровня соотношения, скорость изменения и коэффициент передачи сигнала,-пропускаемого через модель, изменяют пропорционально среднеквадратичному отклонению преобразованного сигнала датчика промежуточной переменной.

На чертеже представлена функциональная схема системы, реализующей предлагаемый способ.

Она содержит мельницу 1, датчик-преобразователь 2 сигнала промежуточной переменной, модель 3 участка мельницы от ее входа до точки контроля сигнала промежуточной переменной, состоящую из статической 4 и динамической 5 частей, вычислительный блок 6, блок 7 соотношения, блок 8 автоматической коррекции уставки блока соотношения и ключ 9, где Y — поток

5 о

25 зо

55 материалов от 20 до 60 т/ч, Х1 — сигнал датчика преобразователя от 30 до 90 /ц по

100 /р-ной шкале, 21 — заданное значение уставки блока 7 соотношения от 40 до 70/<, Х2 — сигнал на выходе модели, ЬЛ величина рассогласования между уставкой

Zl и сигналом Xl, Yl — сигнал, корректирующий постоянную времени блока соотношения и время запаздывания динамической части модели, Y2 — сигнал, корректирующий уставку и статические коэффициенты блока соотношения, а также постоянную времени динамической и коэффициенты передачи статической частей модели.

Вход мельницы 1 и вход статической части 4 модели 3, являющийся входом модели, соединен с выходом блока 7 соотношения.

Выход статической части 4 модели соединен со входом динамической части 5 модели.

Первый выход датчика-преобразователя 2 соединен со входом блока 8 автоматической корреляции уставки, выход которого соединен со входом блока 7 соотношения. Второй выход датчика-преобразователя 2 и выход динамической части 5 модели (выход последней является выходом модели 3) соединены со входами вычислительного блока 6. Один из выходов последнего через ключ 9 соединен со входами статической

4 и динамической 5 частей модели, со входом блока 7 соотношения и со входом блока 8 автоматической коррекции уста вки блока соотношения, а другой выход вычислительного блока также через ключ 9 соединен с другим входом динамической части 5 модели 3 и входом блока 7 соотношения.

Процесс помола в мельнице 1 контролируют датчиком-преобразователем 2 (например, акустическим или индукционным). При этом показания датчика-преобразователя, подаваемые на вход блока 8 и вход блока 6, зависят от полного расхода материалов, подаваемых в мельницу, содержания составляющих в суммарном потоке материалов размалываемости и многих других причин и могут меняться в пределах от 30 до 90 /о.

На вход блока 8 подается также заданное значение Z l уставки блока соотношения, которое зависит от марки вырабатываемого цемента. В примере для цемента марки 500 принято Zl, равное 70 /р. Сигнал выхода блока 8 подается на вход блока 7 соотношения, формирующего сигнал Y управления расходом материалов, подаваемых в мельницу. При этом в управление входят как суммарный поток материалов, так и поддержание заданного состава. Суммарный поток материалов может меняться в пределах от 20 до 60 т/ч при содержании клинкера от 50 до 90/р и гипса от 2 до 5/р. Суммарный расход в примере составляет 35 т/ч при содержании клинкера 82/p и гипса 3 /p. Таким образом, осуществляется управление расходом материалов в зависимости от отклонения Xl

939080

5 сигнала датчика-преобразователя промежуточной переменной от некоторого заданного значения Zl.

На вход статической части 4 модели 3 подается величина У, а на выходе ее вырабатывается сигнал Z2, являющийся прогно5 зом сигнала, Xl при заданном значении Y.

Сигнал Z2 подается на входы динамической части 5 модели. На выходе динамической части 5 модели формируется сигнал Х2, который пропорционален полному расходу !о материалов и содержанию составляющих в потоке и величина которого определяется знанием статических и динамических свойств объекта (статических коэффициентов передачи, постоянных времени и времени запаздывания) . В идеальном случае, когда !

5 все эти величины точно известны и нет никаких возмущений на объект, XI = Х2.

Однако в процессе работы мельницы могут изменяться все ее статические и динамические параметры, поэтому периодически про- >о веряют соответствие X l и Х2 и, при необходимости, изменяют настройки системы.

Промежуток времени между настройками может меняться в пределах от минут до часов в зависимости от конкретных условий.

В примере взят промежуток времени 30 мин. 25

Сигнал Хl выхода датчика преобразователя 2 и сигнал Х2 выхода модели 3 подаются на входы вычислительного блока 6, вырабатывающего через каждые 30 мин сигнал зо

Y l, пропорциональный величине абсциссы точки максимума взаимнокорреляционной функции сигналов Xl и Х2, и сигнал У2, пропорциональный величине среднеквадратического отклонения между теми же сигналами. Сигнал Yl через ключ 9 подают на з5 входы динамической части 5 модели 3 и блока 7 соотношения, изменяя пропорционально ему время запаздывания модели и постоянные времени блока соотношения.

Сигнал У2 через ключ 9 подают на входы блока 7 соотношения, блока 8 автоматичес40 кой коррекции уставки и на входы статической и динамической частей модели 3.

Пропорционально У2 изменяют заданное значение Zl уставки, статические коэффициенты передачи блока 7 соотношения, 4s также изменяют постоянные времени и статические коэффициенты модели 3.

В результате такой периодической подстройки уставки и настроек блока соотношения, учитывающих изменение свойств измельчаемого материала и рабочего про50 странства мельницы, увеличивается точность управления, что предотвращает возможность перегрузки или неоправданной недогрузки первой камеры мельницы. Последнее, в свою очередь, позволяет увеличить среднюю годо- ss вую производительность мельницы.

Экономический эффект изобретения заключается в уменьшении себестоимости

6 цемента (1 т) благодаря увеличению средней выработки мельницы при той же потребляемой мощности и других эксплуатационных расходах. Уменьшение удельного расхода электроэнергии предполагается равным 4 / .

Пример. В процессе управления измеряются преобразованное значение Xl сигнала датчика промежуточного параметра; сигнал

Х2, пропорциональный полному расходу материалов, предварительно пропущенный через модель.

В процессе управления изменяется общий расход Y и поддерживается соотношение между материалами, направленными на вход мельницы.

Уравнения, связывающие вход мельницы с величино" XI и вход модели с величиной

Х2, имеют вид

Т,-XI + XI = а! Y(t — 7i) (1)

Т> Х2+ Х2 = аг Y(t — "г) где Т!, а,, 7< — постоянная времени, коэффициент передачи и время запаздывания мельницы соответственно;

Т>, à,7z — постоянная времени, коэффициент передачи и время запаздывания модели соответственно; — текущее время.

Уравнение, связывающее вход блока соотношения с его выходом, имеет вид

Y> = a,.ZI+т Z;>=,Л Z;, (2) где а — коэффициент соотношения между расходом материала и величиной заданного значения преобразованного сигнала датчика промежуточной переменной;

Т вЂ” постоянная времени блока соотношения;

Y> — управление (расход материалов) в j-ый момент времени;

i — шаг управления, i = 1, 2, ..., j.

Рассмотрим управление процессом помола для случая, когда в мельнице изменился коэффициент передачи а .

Вычисляют абсциссу максимума взаимнокорреляционной функции.

Используя систему уравнений (1), вычисляют среднеквадратическое отклонение.

Изменяют коэффициент передачи в модели: а (i) = à (i — 1) KYz, где az (i — ) — коэффициент соотношения на (! — ) -ом шаге;

a (i) — коэффициент соотношения на

i-ом шаге;

К вЂ” коэффициент пропорциональности (К = 1/Y).

При этом К положительно, если Xl )Х2 и отрицательно, если Хl < Х2.

Изменяют заданное значение преобразованного значения датчика промежуточной переменной

Л,(!) = г1(— I) В,, где  — коэффициент пропорциональности, В= l;

939080

Формула изобретения

Составитель В. Алекперов

Редактор С. Тараненко Техред А. Бойкас Корректор Г. Огар

Заказ 4538/17 Тираж.646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Е1(1-1)-заданное значение на (i — 1)-ом шаге управления;

Zl(i) - заданное значение íà i-ом. шаге управления.

Используя систему уравнений (1), производят настройку блока соотношения.

Используя уравнение (2), вычисляют управление Y.

Вычисляют, используя заданное соотношение, расход материалов, направляемых на вход мельницы.

Данный способ позволяет повысить точность управления.

Способ автоматического управления процессом помола, включающий измерение и преобразование сигнала датчика промежуточной переменной, пропорционального степени загрузки мельницы исходными материалами, управление расходом материалов в зависимости от отклонения величин преобразованного сигнала от заданного значения, поддержание соотношения между расходами материалов на заданном уровне, моделирование участка мельницы между ее входом и точкой контроля сигнала датчика промежуточной переменной и измерение сигнала, пропорционального полному расходу материалов, предварительно пропущенного через модель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления за счет уменьшения влияния нестабильности свойств измельчаемого материала и рабочего пространства мельницы, дополнительно периодически вырабатывают сигналы, пропорциональные величине абсциссы точки максимума взаимнокорреляционной функции и величине среднеквадратичного отклонения между преобразованным сигналом датчика промежуточной переменной и сигналом, полученным при моделировании участка мельницы, и изменяют скорость управления расходом материалов, запаздывание сигнала, пропускаемого через модель, заданное значение сигнала промежуточной переменной, заданный уровень соотношения, скорость изменения и коэффициент передачи сигнала, пропускаемого через модель, причем скорость управления расходом материалов и запаздывание сигнала, пропускаемого через модель, изменяют пропорционально величине абсциссы максимума взаимнокорреляционной функции до достижения его нулевого значения, а заданное значение сигнала датчика промежуточной переменной, величину заданного уровня соотношения, скорость изменения и коэффициент передачи сигнала, пропускаемого через модель, изменяют пропорционально среднеквадратичному отклонению преобразованного сигнала дат25 чика промежуточной переменной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аксельрод 3. Л. и др. Механизация и автоматизация производства цемента. Л., Стройиздат, 1968, с. 193 — 194.

2. Авторское свидетельство СССР № 4111899, кл. В 02 С 25/00, 1972 (прототип).