УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ КОНУСНОЙ ЭКСЦЕНТРИКОВОЙ ДРОБИЛКИ

Устройство автоматического зшравления работой конусной эксцентриковой дробилки.
Предлагаемое техническое решение относится к измерительно-управляющей технике, а именно к автоматизации работы дробильных установок, и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях горноперерабатывающей промышленности.
Известно, что наилучшие технико-экономические показатели работы дробилки
достигаются при оптимальной степени заполнения рабочей камеры рудой, высокой степени использования потребляемой мощности привода агрегата, при обеспечении условий безаварийной работы пружин узла амортизации.
Известны способы и устройства автоматического управления работой дробилок по перечисленным параметрам, однако каждое из них обладает своими определенными недостатками (Марюта А.Н., Качан Ю.Г., Бунько В.А. - Автоматическое управление технологическими процессами обогатительных фабрик - учебник для ВУЗов, М. Недра, 1983 г., стр. 277.)
Также известно устройство (патент № 20235512 Устройство автоматического контроля загрузки конусных эксцентриковых дробилок, опубликовано 30.11.94, бюллетень № 22.), позволяющее контролировать уровень предельных нагрузок на пружинах в узле амортизации.
Наиболее близким по технической сущности является устройство, обеспечивающее комплексный контроль таких параметров, как мощность привода и степень заполнения рудой дробилки, а также амплитуда колебаний корпуса дробилки (изобретение №1101303
2 . О,: О 0,1.1 : 7- О 5 3
МКИВ02С25/00 Система регулирования работы дробилки, опубликовано 04.07.84 г., бюллетень №25).
Работа устройства основана, в частности, на том, что обработанный определенным образом сигнал вибрационного датчика на заданной спектральной частоте позволяет косвенно судить об уровне усилий, возникающих в дробящем пространстве машины, т.е. о равномерности и степени заполнения камеры дробления.
Недостатком данного устройства является то, что эксплуатационный срок службы вибрационных датчиков составляет не более 3-4 месяцев, что существенно снижает надежность работы системы управления в целом. При этом исследования показали, что судить о степени заполнения рабочей камеры дробилки можно по зфовню спектральной составляющей сигнала датчика активной мощности привода дробилки, примерно в том же диапазоне, что и у вибрационного датчика (4-8 Гц). Это объясняется тем, что вследствие зазоров в подщипниках скольжения, при разном заполнении рабочей камеры дробилки материалом, амплитуда сигнала лотребляемой активной мощности в определенных спектрах существенно различаются.
Предлагаемое техническое решение (полезная модель) направлено на решение задачи повыщения качества и надежности автоматического управления работой дробилки.
Сущность технического решения состоит в том, что устройство автоматического управления работой конусной эксцентриковой дробилки, содержащее датчик активной мощности привода дробилки, датчик пружин, блок определения уровня заполнения рабочей камеры, сумматор, регулятор и пускорегулирующую аппаратуру лривода питателя, отличающее тем, что в предлагаемое устройство дополнительно включены блок определения опорных значений сигналов мощности привода и уровня заполнения рабочей камеры, блок определения оптимального задания, блок определения переполнения дробилки, причем выход датчика мощности привода 1 параллельно подключен к сигнальному входу регулятора 6, через блок определения уровня заполнения
2 рабочей камеры 2 к первому входу блока определения опорных значений сигналов
мощности привода и уровня заполнения рабочей камеры 3, а также на его второй вход, кроме того, через датчик пружин 8 на первый вход сумматора 5, причем выход блока определения опорных значений сигналов мощности привода и уровня заполнения рабочей камеры параллельно подключен через блок определения переполнения дробилки 9 ко второму входу сумматора и через блок определенрм оптимального заданрш 4 к третьему входу сумматора, выход которого подан на задающий вход регулятора 6, подключенному к входу объекта управления 7, т.е. пускорегулирующей аппаратуре привода питателя.
Укрупненная блок схема устройства представлена на фиг. 1.
Устройство работает следующим образом: при включении дробилки и питателя после остановки в работу, регулятору устанавливается (автоматически) задание на уровне 50% от максимального значения (паспортного) потребляемой мощности привода дробилки. Регулятор посредством пускорегулирующей аппаратуры управляет скоростью питателя и, изменяя количеством загружаемого материала, приводит значение потребляемой мощности привода дробилки в соответствие с заданием. Далее происходит пошаговый рост задания регулятору, причем верхнее значение задания ограничено на уровне 80% от максимального значения (паспортного) потребляемой мощности привода дробилки. После каждого шага, в течение определенного интервала времени, происходит анализ состояния блоков и датчиков. По результатам анализа выполняется одно из следующих действий:
а., заданир увеличивается;
Ь.. задание остается неизменным (считается оптимальным);
с., задание уменьшается (предаварийная ситу-ация); При прекращении подачи руды или остановке дробилки задание возвращается на
уровень 50 % от максимального значения потребляемой мощности, питатель останавливается.
Рассмотрим принцип работы всех блоков системы.
1.Блок определения уровня заполнения рабочей камеры представляет собой устройство, включающее полосовой фильтр, блок детектирования, усилитель, сумматор и демпфер. Вьщеление сигнала заполнения дробилки рудой иллюстрируют графики (а) и (б) на фиг. 2. Линия (1) на графике (а) показывает изменение активной мощности привода дробилки во времени по мере изменения нагрузки, а линия (2) - фильтрованный на заданной частоте и демпфированный сигнал мощности привода.
Линия (3) на графике (б) является абсолютным значением усиленного сигнала разности сигналов (1) и (2), пропущенного через блок детектирования во избежание получения отрицательного значения jjasHOCTH.
Линия (4) на графике (б) является искомым значением сигнала зфовня заполнения рабочей камеры дробилки рудой и полз ается при помощи фильтрации (демпфировании) сигнала (3).
2.Датчик пружин представляет собой устройство, обеспечивающее контроль предельных нагрузок в узле амортизации дробилки. Физический лринцип работы датчика схож с работой блока определения уровня заполнения рабочей камеры, однако выделение полезного сигнала происходит принципиально иначе. Пояснением работы устройства служат графики (а) и (б) на фиг. 3.
Линия (1) на графике (а) является опорным (заданным) значением. Линия (2) на графике (а) является не фильтрованным сигналом степени заполнения дробилки рудой (соответствует линии (3) на графике (б) фиг.2).
4 Если в течение определенного промежутка времени t, амплитуда сигнала (2) в три и
более раз превысит опорное значение (1), .тогда на выходе датчика устанавливается подобранное отрицательное значение (3), уменьшающее задание регулятору.
Если на следующем промежутке времени t ситуация повторится, значение выходного сигнала датчика уменьшится еще на одну ступень.
Если число превышений меньше трех, то выходной сигнал датчика сохраняет свое значение, при этом счетчик импульсов превышения обнуляется.
Аналогичные датчики эксплуатируются на обогатительных фабриках ОАО Апатит (патент № 2023512 Устройство автоматического контроля загрузки конусных эксцентриковых дробилок).
3.Блок определения опорных значений сигналов мощности привода и уровня заполнения рабочей камеры. Работа этого блока основана на сравнении сигналов щтчика мощности и блока определения уровня заполнения рабочей камеры. При увеличении подачи руды потребляемая мощность привода дробилки растет, при этом растет и сигнал блока определения уровня заполнения рабочей камеры, который яв.ляется обработанной спектральной составляющей мощности. Причем рост этого сигнала продолжается до момента достижения оптимальной загрузки рабочей камеры дробилки рудой, после чего он снижается. В момент достижения максимума этого сигнала происходит запоминание этого значения и одновременно запоминается значение сигнала датчика мощности. Эти значения в данный момент и являются опорными.
4.Блок определения оптимального задания. Блок включает в себя моторный задатчик, установленный в начальный момент на уровне 50% от предельного (паспортного) значения потребляемой мощности привода дробилки. Такое ограничение необходимо для того, чтобы предотвратить завал дробилки при пуске питателя. С этого момента задатчик, с заданной частотой, з еличиваег свой выходной сигнал до тех пор, пока задание не выйдет на верхнее ограничение (80%) или не поступит сигнал об
5
остановке или снижении задания. Оптимальным считается задание, при котором был достигнут максимум сигнала на выходе блока определения уровня загрузки. Достижение максимума сигнала приводит к остановке приращения задания. Если отклонения текущих значений сигналов датчика мощности и блока определения уровня заполнения рабочей камеры от PIX опорных значений в сзтмме превышает определенную величину, происходит снижение задания.
Если в течение определенного времени, отклонения текущих значений сигналов датчика мощности и блока определения уровня заполнения рабочей камеры от их опорных значений продолжают нарастать, то в работу включается блок определения переполнения дробилки и происходит сброс задания до минимума.
Таким образом, созданное устройство управления обеспечивает работу дробильной установки в оптимальном режиме с точки зрения технологических и техникоэкономических показателей за счет достижения безаварийности и снижения удельных расходов потребляемой мощности и футеровочных сталей. При этом основным параметром управления является активная потребляемая мощность привода дробилки с поиском и коррекцией оптимального задания регулятору с учетом косвенной оценки таких параметров, как уровень заполнения рабочей камеры дробилки рудой и нагрузка на пружины в узле амортизации машины.
Описанная система прошла опытно-промышленные испытания на обогатительной фабрике № 2 О АО Апатит и показала высокую ее эксплуатационную надежность. Надежность системы во многом обеспечивается тем, что из средств контроля параметров исключены датчики, которые не обеспечивают достоверности информации при работе в течение длительного срока службы.
Испытания показали, что техническое решение полностью выполняет поставленную задачу, на настоящее время не известно в Российской Федерации и за рубежом и отвечает требованиям критерия новизна.
Заявляемое техническое решение является оригинальным, носит творческий характер, отвечает требованиям критерия творческий уровень, может быть реализовано с использованием известных технических средств и отвечает требованиям критерия  промышленная применимость.
Технический директор ОАО Апатит
к АВ.Григорьев