DK151292B - Reguleringsanordning til et sigteomloebsmaleanlaeg. - Google Patents

Description

1 151292

Den foreliggende opfindelse angår en reguleringsanordning til et sigteomløbsmaleanlæg, hvor uorganiske og/eller organiske råmaterialer ved sønderdeling og formaling bringes på en krævet kornstørrelse eller kornfordeling, og hvor en til regulering af råmateria-lestrømmen tjenende regulator som ønsket værdi får tilført svingnings-signaler fra en på en rørmølle anbragt svingningsomformer (et såkaldt elektrisk øre) over en måleomformer, et statistisk evalueringsorgan med indstiller og en regulator med ønskeværdiindstiller.

Et anvendelsesområde for opfindelsen er at finde indenfor cementindustrien.

I artikler "Automatisierung in der Zementindustrie" af G. Heinicke og H.-G Hinske, BBC-Nachrichten, 1975, hæfte 2, side 87 til 95 og "Automatisierte Rohmaterialmischung im Zementwerk" af G. Heinicke og H.-J Heinrich, BBC-Nachrichten, 1975, hæfte 2, side 96 til 100 er beskrevet de voksende krav til cementfremstillingen, navnlig med hensyn til økonomi og miljøbelastning. På grund af de høje krav opstår forlangendet om en automatiseret processtyring med højt udviklede fremgangsmåder og apparater.

Ved hidtidige anlæg indenfor cementindustrien bliver der ved reguleringen af møllestyringen ofte gået ud fra, at mølletilførselsstrømmen, som består af råmaterialestrømmen og grusstrømmen, holdes konstant. Ved råmaterialestrømmen drejer det sig her om en strøm af frisk råmateriale og ved grusstrømmen om en returstrøm af materiale fra møllen, som endnu ikke er tilstrækkeligt sønderdelt. En anden reguleringsmetode består i, at der som reguleringsstørrelse for møllestyringen anvendes den for maleanlægget specifikke ønskede grusværdi.

En tredie alternativ reguleringsmulighed består i regulering af fyldningsgraden, ved hvilken fyldningsgraden af møllen bestemmes ved lydniveaumåling ved hjælp af en ved møllen anbragt mikrofon.

I DE offentliggørelsesskrift 23 13 597 og DE fremlæggelsesskrift 12 08 160 er beskrevet sådanne anordninger henholdsvis fremgangsmåder til regulering af sigtemaleanlæg, hvor fyldningsgraden skal holdes konstant, dvs. summen af grusstrøm og materialestrøm skal svare til en forud fastsættelig ønsket værdi.

Disse kendte reguleringsmetoder til møllestyring har den ulempe, at der ikke tages tilstrækkeligt hensyn til de materialespecifikke egenskaber, såsom god eller dårlig formalingsevne, og at dette forholds indflydelse på materialeudskiftningen ikke kan erkendes og fjernes ved regulering.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at udforme en τ*Λ<*η il rv V* i vi ri r« β μ λ v*rl *ι ΐ n rr <i ·Ρ ^ λ vi ί κ· η r» -P ·Ρ λ m 4» 1 -i rr /v/A v λ 1 nrtrt η 1#· *·ί Ϊ4* OO 1 O Cm 2 151292 kendte art, således at der opnås et roligere procesforløb og en højere produktion.

Ifølge opfindelsen opnås dette ved* at den nævnte ønskede værdi føres til en grusregulator over et ikke lineært begrænsende reguleringsled, at grusregulatoren tilføres en til grusstrømmen svarende faktisk værdi, at til grusstrømmen og råmaterialestrømmen svarende værdier tilføres en regneenhed, der danner en som omløbsfaktor defineret kvotient af grusstrøm plus råmaterialestrøm divideret med råmaterialestrømmen, og at reguleringsparametrene for grusregulatoren styres proportionalt eller tidsvægtet med denne omløbsfaktor.

Det angivne formål kan ved en reguleringsanordning af den indledningsvis nævnte art, hvor udgangsværdien fra grusregulatoren tilføres regulatoren til regulering af råmaterialestrømmen, ifølge opfindelsen opnås ved, at den nævnte ønskede værdi og udgangsværdien fra det statistiske evalueringsorgan tilføres regulatoren til regulering af råmaterialestrømmen, at til grusstrømmen og råmaterialestrømmen svarende værdier tilføres en regneenhed, der danner en som omløbsfaktor defineret kvotient af grusstrøm plus råmaterialestrøm divideret med råmaterialestrømmen, at reguleringsparametrene for grusregulatoren styres proportionalt og tidsvægtet med denne omløbsfaktor, og at udgangsværdien fra grusregulatoren tilføres regulatoren.

Eh fordelagtig udførelsesform for anordningen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at sandsynligheden for overskridelse henholdsvis underskridelse af en forud fastsættelig svingningsværdi dannes i det statistiske evalueringsorgan efter formlen Ί·Ι·"^('* ^ -e -«2‘ Wl-e_£K_| hvor Z = (x13-x)y^ x^3 = indstillingsværdi for evalueringsorganets indstiller x = middelværdi af det uregelmæssige svingningssignal = varians.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en udførelsesform for et reguleringsanlæg ifølge opfindelsen til adaptiv produktionsregulering af sigte-omløbsmøller og fig. 2 en alternativ udførelsesform for reguleringsanlægget ifølge opfindelsen til adaptiv produktionsregulering ,. , . 3 151292 I fig. 1 er vist et reguleringsanlæg ifølge opfindelsen til adaptiv produktionsregulering af sigteomløbsmøller. Informationsstrømmen er her vist ved hjælp af fuldt optrukne linier og materialestrømmen ved hjælp af fuldt optrukne linier med tværstreger. I den viste udførelsesform er reguleringsanlægget bestemt til et cementværk, men det kan også eventuelt i en lidt ændret form anvendes ved enhver anden proces, hvor uorganiske og/eller organiske råmaterialer sønderdeles og formales, og hvor der kræves en bestemt kornstørrelse eller kornfordeling.

En rørmølle 1 bliver gennemstrømmet af en materialestrøm, idet der på dens indgangsside tilføres en mølletilførselsstrøm M ,og på dens Å udgangsside udtages en mølleafgangsstrøm M^,.

Denne mølleafgangsstrøm MT tilføres en sigte 2. Fra sigten 2 udtages dels en færdigmaterialestrøm Mp, altså det ved maleprocessen frembragte finmateriale, dels en grusstrøm Mg, altså det endnu for grove materiale.

Grusstrømmen Mg bliver over en første båndvægt 3 og et første additionssted 4 igen tilført rørmøllen 1. To forrådsbunkere 5 og 6, som hver indeholder råmaterialebestanddelene, der skal formales enkeltvis, føder deres tilhørende doseringsbåndvægte 7 og 8 med materialestrømme, som summeres efter et andet additionssted 9 til råmateriale- • · strømmen M^. Denne råmaterialestrøm bliver tilført additionsstedet 4 og derpå ligeledes rørmøllen 1.

På rørmøllen 1 er anbragt et "elektrisk øre" lo til svingningsmåling, hvis udgangsstørrelse tilføres en måleomformer 11 med et elektrisk udgangssignal x. Et statistisk evalueringsorgan 12 tilføres dels størrelsen x, dels udgangssignalet fra et indstillingsorgan 13. Udgangen på det statistiske evalueringsorgan 12 er forbundet med en regulator 14, som på indgangssiden yderligere er forbundet med et indstillingsorgan 15.

Udgangssignalet på regulatoren 14 bliver over et ikke lineært reguleringsled med begrænsningskarakteristik (begrænser) 16 tilført en første indgang på en grusregulator 17 som ønsket værdi. Det andet indgangssignal for denne regulator 17 dannes af et indstillingsorgan 18 og det tredie indgangssignal af en måleomformer 19. Denne måleomformer 19 får på indgangssiden tilført værdien af vægtkraften fra båndvægten 3. Udgangsstørrelsen fra måleomformeren 19 bliver desuden tilført et regneorgan 2o. Regneorganet 2o tilføres desuden på indgangssiden værdien af råmaterialestrømmen Μβ, og på udgangssiden er det forbundet med grusregulatoren 17.

Udgangsstørrelsen fra grusregulatoren 17 bliver ført til to andelsindstillingsorganer 21 og 22 for doseringsbåndvægtene 7 og 8.

4 151292 organerne 21 og 22 føres til regulatorer 25 og 26. På indgangssiden får regulatorerne 25 og 26 desuden tilført udgangsstørrelser fra måleomfor-mere 27 og 28. Disse måleomformere 27 og 28 tilføres dels værdierne af vægtkræfterne fra doseringsbåndvægtene 7 og 8, dels værdierne af omdrej-ningstallene for de motorer 29 og 3ο, som driver disse vægte, over målefølere 31 og 32.

I fig. 2 er vist et alternativt reguleringsanlæg ifølge opfindelsen til adaptiv produktionsregulering af sigteomløbsmøller. Rørmøllen 1, sigten 2, båndvægtene 3,7 og 8 samt forrådsbunkerne 5 og 6 er udført på samme måde som i fig. 1. Materialestrømmene, mølletilførsels- strømmen M^, mølleafgangs strømmen M^, færdigmaterialestrømmen Mp, grus- • · strømmen og råmaterialestrømmen er også tilsvarende.

Udgangsstørrelsen fra det elektriske øre lo bliver ligeledes over måleomformeren 11 som størrelsen x ført til det statistiske evalueringsorgan 12, som endvidere også på indgangssiden er forbundet med indstillingsorganet 13. Udgangsstørrelsen x fra det statistiske evalueringsorgan 12 føres til en regulator 33. Et yderligere udgangssignal fra evalueringsorganet 12 bliver tilført regulatoren 33 over regulatoren 14. Regulatoren 14 er på indgangssiden forbundet med indstillingsorganet 15. Udgangsstørrelsen x udgør middelværdien af svingningssignalet x, som beskrevet nærmere i det følgende.

Optagelsen af vægtkraften på båndvægten 3, dens omformning i . måleomformeren 19 samt indføringen af denne omformede værdi i regneor-ganet 2o og i grusregulatoren 17 sker igen analogt med fig. 1. Regne-organet 2o får ligeledes på indgangssiden tilført værdien af råmaterialestrømmen og er på udgangssiden forbundet med grusregulatoren 17, som på indgangssiden tilføres en indstillingsstørrelse fra indstillingsorganet 18. Udgangsstørrelsen fra grusregulatoren 17 danner en indgangsværdi for regulatoren 33. På udgangssiden er regulatoren 33 forbundet med andelsindstillingsorganerne 21 og 22. Den yderligere udformning og anbringelse af indstillingsorganerne 23 og 24, regulatorerne 25 og 26, måleværdiomformerne 27 og 28, motorerne 29 og 3o samt følerne 31 og 32 og de pågældende indbyrdes forbindelser er igen identiske med det i fig. 1 viste reguleringsanlæg.

I det følgende forklares virkemåden af den adaptive produktionsregulering ifølge opfindelsen af et sigteomløbsmaleanlæg. Produktionsreguleringen har generelt til opgave at regulere summen af komponentstrømmene i afhængighed af maleegenskaberne. Rørmøllen 1 arbejder i kredsløb med den indstillelige sigte 2. Malematerialet henholdsvis mølletilførselsstrømmen bliver tilført møllen 1 og sønderdelt i denne og derefter transporteret og fra mølleudgangen løftet ved hjælp 5 151292 • · IL efter en indstillelig skillekarakteristik i grusstrømmen MQ, dvs.

det endnu for grove materiale, og i færdigmaterialestrømmen Mp, dvs.

det tilstrækkeligt fine materiale.

Mellem de to materialestrømme, råmaterialestrømmen M og grus- .

strømmen finder der en materialeudveksling sted, som opretholder den stationære driftstilstand Mp = Mp. Grusstrømmen MQ bliver leveret af • ♦ råmaterialestrømmen MQ og udtømmer sig i færdigmaterialestrømmen Mp.

Rørmøllen l's ind-udgangsforhold eller -opførsel er afhængigt af omløbsfaktoren U. Denne omløbsfaktor U er forholdet mellem mølletil- • · · · førselsstrømmen = (Mp + M^) og råmaterialestrømmen MR. Variationer af formalingsevnen, eksempelvis ved materialehårdhedsvariationer,afspejler sig i en ændring af grusstrømmen M^, altså også i en ændring af omløbsfaktoren U.

Sigteomløbsmaleanlægget lader sig med god nøjagtighed beskrive ved et af et dødtidled og et forsinkelsesled af første orden bestående system. Strækningsparametrene er her direkte proportionale med omløbet. Den på båndvægten 3 liggende og vejede vægt af grusstrømmen bliver over måleomformeren 19, som omsætter vægten til en hermed proportional elektrisk størrelse, samtidig tilført regneorganet 2o og grusregulatoren 17. Regneorganet 2o får ligeledes tilført værdien af råmaterialet MR. Til bestemmelse af råmaterialestrømmen får måleværdi-omformerne 27 og 28 dels meddelt den på den respektive doseringsbåndvægt henholdsvis 7 og 8 liggende og vejede vægt, dels over følerne 31 og 32 tilført de ved hjælp af takogeneratorer bestemte omdrejningstal for motorerne 29 og 3o for doseringsbåndvægtene 7 og 8. Den af disse to størrelser vægt og omdrejningstal resulterende massestrøm bliver ved hjælp af måleværdiomformerne 27 og 28 omsat til et elektrisk udgangssignal .

I regneorganet 2o bestemmes omløbsfaktoren U, således at mølle-sigtesystemets tidsforhold bestemmes. Denne omløbsfaktor kan proportionalt (faktor KR) eller tidsvægtet (efterindstillingstid T ) styre reguleringsparametrene for grusregulatoren 17. En tilpasning af grusregulatoren 17 til parametervariationerne af strækningen over omløbsfaktoren U sørger for en hurtig udjævning ved forstyrrelser, eksempelvis ved materialehårdhedsvariationer .

Produktionsreguleringen bliver følgelig tilpasset efter male-egenskaberne ved råmaterialestrømmen Mp, idet der baseret på møllen 11 s indgangs-udgangsforhold reguleres adaptivt i afhængighed af omløbsfaktoren U.

Information om formalingsevnen af grundhelheden af råmaterialet C\CT ri £* OTY7 o 1 ί Ti rrcsin o f rcnna/1 elrvi Ir -¾ -v- #« 4 -* 1 6 151292 omformer 11 tilført det statistiske evalueringsorgan 12. I dette bliver der ud fra det uregelmæssige signal x på digital eller analog måde dannet middelværdien

r+T

x(T) = J x(t)dt

T- 2T

hvor T er den til tidspunktet for dannelsen af den nye middelværdi netop aktuelle middelværdi, og størrelsen T er større end hundrede gange den største svingningsvarighed af det uregelmæssige signal x. Endvidere dannes af det uregelmæssige signal x og dets middelværdi x på analog eller digital måde variansen +r cr2('T) = J £x(t) ~ dt

T-2T

hvor størrelsen T er større end hundrede gange integrationsområdet for x.

Endvidere dannes af x,<T og indstillingsværdien af indstil-lingsorganet 13 (x-^) på analog eller digital måde værdien z = (x13 - x) /er følgelig kan sandsynligheden F (z) for underskridelsen af en forudgiven tærskel angives ved analog eller digital dannelse af udtrykket 1 C + \ 1 - e - z ) F <z> = 1 - TT l1 + 1-^-"- j

Udtrykket F (z) danner den virkelige værdi for regulatoren 14. Indstillingsorganet 15 giver den ønskede sandsynlighedsværdi. Udgangen på regulatoren 14 fører over begrænseren 16 den ønskede grusværdi for grusregulatoren 17.

I det alternative reguleringsanlæg ifølge fig. 2 tilføres regulatoren 33 udgangsværdien af regulatoren 14, værdien x fra det sta- ^ 151292 behandlede statistiske signal F (z) kan altså enten, som vist i fig.

1, kobles til grusregulatoren 17 som ønsket værdistyring eller, som vist i fig. 2, anvendes i en underlejret reguleringskreds til styring af fyldningsgraden.

Denne statistiske evaluering af det ufiltrerede svingningssignal fra det "elektriske øre” lo muliggør i almindelighed at tilvejebringe information med hensyn til formalingsevnen af grundhelheden af mølletilførselsstrømmen M^. Det behandlede udgangssignal fra det statistiske evalueringsorgan tjener som mål for møllens evne til at modtage og forarbejde malemateriale og bestemmer på medbestemmende måde råmaterialestrømmen.

Alternativt til den netop beskrevne statistiske evaluering af lydniveausignalet fra det elektriske øre frembyder der sig også en statistisk evaluering af materialefinheden.

I almindelighed kan sandsynligheden for over- eller underskridelse af en forud fastsættelig tærskel bestemmes ved hjælp af stokastiske signaler, som er normal- eller kvasinormalfordelt, og processen styres optimalt ved hjælp af denne størrelse.

Claims (3)

8 151292 Patentkrav.

1. Reguleringsanordning til et sigteomløbsmaleanlæg, hvor uorganiske og/eller organiske råmaterialer ved sønderdeling og formaling bringes på en krævet kornstørrelse eller kornfordeling, og hvor en til regulering af råmaterialestrømmen tjenende regulator (17) som ønsket værdi får tilført svingningssignaler fra en på en rørmølle (1) anbragt svingningsomformer (et såkaldt elektrisk øre) (10) over en måleomformer (11), et statistisk evalueringsorgan (12) med indstiller (13) og en regulator (14) med ønskeværdiindstiller (15), k e n d e-tegnet ved, at denne ønskede værdi føres til en grusregulator (17) over et ikke lineært begrænsende reguleringsled (16), at grusregulatoren (17) tiføres en til grusstrømmen (M.J svarende faktisk værdi, at til grusstrømmen (M_.) og råmaterialestrømmen (1YL) svarende værdier VJ X\. tilføres en regneenhed (2o), der danner en som omløbsfaktor defineret kvotient af grusstrøm (M_) plus råmaterialestrøm (M ) divideret med (j K råmaterialestrømmen (Mn) , og at reguleringsparametrene (Kn, T.T) for K K Γν grusregulatoren (17) styres proportionalt eller tidsvægtet med denne omløbsfaktor.

2. Reguleringsanordning til et sigteomløbsmaleanlæg, hvor uorganiske og/eller organiske råmaterialer ved sønderdeling og formaling bringes på en krævet kornstørrelse eller kornfordeling, og hvor en til regulering af råmaterialestrømmen tjenende regulator (33) som ønsket værdi får tilført svingningssignaler fra en på en rørmølle (1) anbragt svingningsomformer (et såkaldt elektrisk øre) (1o) over en måleværdiomformer (11), et statistisk evalueringsorgan (12) med indstiller (13) og en regulator (14) med ønskeværdiindstiller (15), k e n d e-tegnet ved, at denne Ønskede værdi og udgangsværdien (x) fra det statistiske evalueringsorgan (12) tilføres regulatoren (33) til regulering af råmaterialestrømmen, at til grusstrømmen (M_) og råmateriale-strømmen (MR) svarende værdier tilføres en regneenhed (2o), der danner en som omløbsfaktor defineret kvotient af grusstrøm (M„) plus råmateria-lestrøm (MR) divideret med råmaterialestrømmen (M^, at reguleringsparametrene (K^, T^) for grusregulatoren (17) styres proportionalt og tidsvægtet med denne omløbsfaktor, og at udgangsværdien fra grusregulatoren (17) tilføres regulatoren (33).

3. Reguleringsanordning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at sandsynligheden for overskridelse henholdsvis underskridelse af en forud fastsættelig svingningsværdi dannes i det statistiske evalueringsorgan (12) efter formlen 9 151292 r I I 21 I _ 1 21 ~) F ‘z> = 1 - 2V { 1 + " S 2 1 " β 2- j hvor Z = (x13~x)/g 13. indstillingsværdi for evalueringsorganets indstiller x = middelværdi af det uregelmæssige svingningssignal 6. varians.