Управление мельничным и дробильным оборудованием

В данных механизмах в основном применяются асинхронные реверсивные электроприводы с частотным и частотно-токовым управлением, машины двойного питания и всевозможные механические вариаторы, управляемые муфты и т.д. Применение управляемых электроприводов постоянного тока весьма ограничено из-за специфических условий работы.
Автоматическое управление режимом работы процесса дробления включает в себя: управление загрузкой материала в дробилку; регулирование скорости дробления, исходя из минимума затрат электроэнергии; регулирование гранулометрического состава продуктов дробления.
Производительность дробилки в зависимости от прочности и крупности дробимого материала ограничивается пропускной способностью или нагрузкой двигателя дробилки. При дроблении прочных пород количество материала, подаваемого в дробилку, должно ограничиваться допустимой нагрузкой двигателя привода дробилки; если дробимый материал обладает малой прочностью, то его количество ограничивается пропускной способностью дробилки.
Поэтому управление загрузкой материала в дробилку для исключения перегрузки двигателя привода дробилки или завала дробилки осуществляют в зависимости от нагрузки двигателя и уровня материала в дробилке. Значительное повышение эффективности процесса дробления дает управление загрузкой материала в зависимости от размеров дробимого материала или на основе измерения косвенных параметров, характеризующих этот показатель (например виброскорости в конусной дробилке и амплитуды колебаний корпуса щековой или валковой дробилки).
Управление режимом работы дробилки при регулировании гранулометрического состава продуктов дробления осуществляют изменением размера разгрузочной щели или частоты качаний подвижного органа дробилки в зависимости от размеров продуктов дробления или параметров, косвенно характеризующих прочность и размеры продуктов дробления, таких как удельный расход энергии на дробление, амплитуда колебаний корпуса дробилки.
На обогатительных фабриках, где продукты дробления подвергаются последующему измельчению, наиболее приемлемым критерием управления является получение минимальных размеров продуктов дробления при заданной производительности технологического комплекса дробления. Такое управление процессом дробления позволяет получать продукты дробления наименьших размеров, что снижает затраты на измельчение и, следовательно, на подготовку сырья к обогащению в целом. Системный подход при выборе режима работы каждой дробилки является основой наиболее эффективного управления технологической линией дробления. Каждый агрегат должен быть максимально задействован для достижения цели управления — получения продуктов дробления с минимальными размерами при заданной производительности технологической линии дробления.
В дробильных механизмах система управления осуществляет:
контроль минимального уровня вещества в бункере над пластинчатым питателем, установленным перед дробилкой. Чтобы избежать повреждения пластин питателя при загрузке вещества, в бункере должна быть каменная «постель»;
контроль завала дробилок, применяемый для предупреждения вынужденных остановок;
контроль состояния подшипников дробилок, предусматривающий сигнализацию о перегревании подшипников, измерение температуры масла на сливе из подшипников и сигнализацию о прекращении потока масла с одновременной подачей команд в схему электропривода для необходимых блокировок;
учет количества перерабатываемого вещества с помощью конвейерных весов, установленных за дробилками крупного дробления, после промежуточных складов и перед бункерами корпуса обогащения;
контроль наличия руды на питателях и конвейерах с помощью электродных или других датчиков, необходимый для информации оператора о прохождении материала через течки;
обнаружение и удаление металлических предметов из потока руды с помощью металлоискателей;
контроль размеров продуктов дробления.
Регулирование дробилки заключается в стабилизации количества материала в ее рабочем пространстве. Если уровень материала превышает заданное значение, подводимый поток уменьшается, если запас меньше заданного значения, поток увеличивается. Схемы автоматизации цикла дробления обеспечивают также пуск и остановку дробилки и вспомогательных механизмов с соблюдением определенной технологической последовательности.
Рассмотрим систему управления на примере роторной дробилки. Электропривод роторной дробилки выполнен на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и частотным преобразователем. В систему управления входят датчики, которые контролируют массу на входе дробилки, наличие металлических предметов в общей массе вещества, массу дробимого материала на выходе дробилки. Кроме этого, применяются датчики уровня, вибраций корпуса установки, температуры опор и переполнения входного бункера.
Общее управление роторной дробилкой осуществляется программируемым контроллером. Задачами контроллера являются: управление работой роторной дробилки, реализация режима технического диагностирования, отображение процесса дробления. В состав контроллера входят: NT-терминал, ручной пульт управления, четыре аналоговых модуля ввода и вывода на восемь входов и восемь выходов, два температурных модуля (для контроля температуры подшипников). Количество модулей обусловлено количеством датчиков, контролирующих различные технологические и технические параметры. В состав контроллера также входит флэш-карта, на которой записаны основные предустановочные параметры для процесса дробления. Вся информация о процессе дробления отображается на NT-терминале.
При дроблении реализуются алгоритмы оптимизации, осуществляющие две задачи:
для заданной производительности дробильного агрегата обеспечить минимальное электропотребление при произвольном временном варьировании массы, размера и физических свойств вещества;
обеспечить максимальную производительность дробильного агрегата с ограничением мощности электропотребления в системах автономного питания при произвольном временном варьировании массы, размеров и физических свойств вещества.
Для решения сформулированных задач оптимизации необходимо иметь математические модели дробильных агрегатов, отражающие физические и энергетические составляющие процесса дробления вещества.
Независимо от типов дробильных агрегатов их математическое описание имеет общую основу, которая в наибольшей степени выражена для роторных дробилок.
Указанные переменные связаны между собой векторным оператором Fap, представляющим собой математическое описание дробилки как объекта оптимизации. Система автоматической оптимизации, использующая поисковые методы, решает сформулированные ранее задачи оптимизации с помощью блока автоматической оптимизации с векторным оператором FBA0.
Блок оптимизации, реализуемый программным способом на промышленном компьютере, состоит из трех модулей: оценки составляющих баланса энергии агрегата. выработки оценки функционала качества, выработки управляющего воздействия для реализации режима оптимизации.
В качестве алгоритма автоматической оптимизации используется метод прямого спуска (Хука—Дживса), имеющий по отношению к другим алгоритмам (деформируемого симплекса, градиентного спуска, наискорейшего спуска) преимущества в скорости и точности оптимизации.
Для привода крупных шаровых мельниц наиболее широко распространены безредукторные электроприводы с синхронными двигателями частотой вращения 10... 12 мин-1 и мощностью до 6 МВт.