EP0542043B1 - Method for controlling a closed circuit grinding plant - Google Patents

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EP0542043B1
EP0542043B1 EP92118448A EP92118448A EP0542043B1 EP 0542043 B1 EP0542043 B1 EP 0542043B1 EP 92118448 A EP92118448 A EP 92118448A EP 92118448 A EP92118448 A EP 92118448A EP 0542043 B1 EP0542043 B1 EP 0542043B1
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EP
European Patent Office
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tailings
fresh material
mill
separator
speed
Prior art date
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EP92118448A
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EP0542043A1 (en
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Ronald Dipl.-Ing. Hepper
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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Krupp Polysius AG
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Publication date
Application filed by Krupp Polysius AG filed Critical Krupp Polysius AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating

Definitions

  • the sum of the quantity of fresh material and the amount of semolina is kept constant at a value X.
  • the controller increases the quantity of fresh material until a limit value for the maximum raw material addition or the value X for the maximum total task is reached. From this working point onwards, the fresh material feed is carried out with constant evaluation of the quantity of semolina that is just being set, the value X always being aimed for, but never being exceeded.
  • the value of the value X is determined manually by grinding tests with different numbers of cycles.
  • This known control method works relatively robustly and achieves satisfactory grinding performance if the quantity in circulation has not been set too high.
  • a disadvantage is the tendency of the system to vibrate, which occurs particularly when starting up and when adjusting the classifier speed. It is also desirable to further increase the performance of the grinding system compared to the known control method.
  • the invention is therefore based on the object of developing a method of the type mentioned in the preamble of claim 1 in such a way that the tendency of the system to vibrate (in particular during start-up processes and when the classifier speed changes) is minimized and at the same time the maximum Grinding performance of the circulation grinding system is largely achieved.
  • the mill can achieve the steady state associated with grindability, quantity of fresh material, grinding aids, fineness, etc. and is therefore capable of being assessed.
  • the reduction amount used when the quantity of fresh material is reduced is selected as a function of the quantity of semolina, the trend of the quantity of semolina and any previous reduction in the quantity of fresh material.
  • the amount of increase used when increasing the quantity of fresh material is expediently chosen to be greater the further the current working point is from the optimal working point.
  • the reduction amount used when the quantity of fresh goods is reduced is expedient depending on the quantity of semolina, the trend of the quantity of semolina and one any reduction in the quantity of fresh produce selected.
  • the ratio between the mill outlet temperature and the amount of semolina is determined and used to influence the quantity of fresh material. In the experiments on which the invention is based, this ratio has proven to be an important measure for assessing the performance of the grinding plant.
  • the fineness of the finished product is corrected by changing the classifier speed.
  • classifier speed generally means the speed of a classifier rotor installed in the classifier.
  • Blaine value of the finished product is used here as the measurement variable.
  • the extent of the change in the classifier speed depends not only on the size and the sign of the Blaine value deviation, but also on the instantaneous amount of semolina.
  • the Blaine value difference (between the actual and target value) is 200 cm2 / g.
  • the classifier speed would be increased by 100 rpm.
  • the speed would only be increased by 70 rpm.
  • the Blaine value of the finished product is first checked for plausibility before use for regulating the classifier speed and averaged with a reference value.
  • absolutely incorrect Blaine values which are the result of an incorrect measurement or an unrepresentative sampling, do not lead to unnecessary and incorrect control interventions in the system.
  • the most recently determined Blaine value can be used as a reference value.
  • Another possibility is to use a Blaine value that is arithmetically predetermined for the respective classifier speed as the reference value.
  • the core of the control method according to the invention is, as is evident from the above description, an expert system, i.e. a rule system that includes a knowledge base, a knowledge acquisition component, a problem solving component, an explanatory component, and a dialog component.
  • an expert system i.e. a rule system that includes a knowledge base, a knowledge acquisition component, a problem solving component, an explanatory component, and a dialog component.
  • the control strategy on which the method according to the invention is based was checked for suitability in extensive tests. Based on these tests, the following findings can be made: The starting behavior had changed fundamentally compared to the previously described concept of circulation control. The running-in phase of the mill no longer lasted one to two hours as before, but only one to three minutes since the resulting fluctuations in the size of the semolina could no longer affect the fresh material.
  • the mill ran very smoothly and evenly throughout the entire operation.
  • the constant fresh material feed ensured good grinding behavior and a homogeneous grinding bed within the mill. As a result, there was a noticeable decrease in the otherwise usual strong fluctuations in the Blaine value.
  • the Blainewert plausibility test prevented an unfounded influence on the grinding process.
  • the constant optimal mode of operation of the grinding plant ensured maximum service life for ball filling or armored plates.
  • the control method of a recirculating grinding plant described so far can be further developed in a sensible manner if necessary in order to further optimize the control for certain practical cases.
  • This can be achieved particularly advantageously in the method and control options described above by regulating the classifier speed (i.e. the speed of a rotor installed in the classifier) with regulating the speed of a classifier fan (for generating the required classifying air) in such a way is combined that the fan runs in normal operation of the classifier and thus also the associated circulation grinding system at about maximum speed, while the classifier speed is changed when the fineness deviations are determined, whereby when the maximum classifier speed is reached but the fineness value has not yet been reached, the fan speed is reduced.
  • the fineness of the finished product which is too low can additionally be achieved or stabilized by reducing the fan speed.
  • the bucket conveyor output can also be used for a change or adjustment of the fresh material quantity, ie if, for example, the current bucket conveyor output has exceeded a predetermined critical value and a predetermined time continues to increase, then the fresh material quantity can be changed in the sense of a reduction , while if a critical minimum value of the current bucket elevator conveying capacity is exceeded with a tendency to further decrease the conveying capacity, a change in the quantity of fresh goods can take place in the sense of an increase.
  • the current bucket elevator conveying capacity can thus be used to a certain extent as an auxiliary process control variable, and in extreme cases it can even be used as a process control variable instead of the returned quantity of semolina.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Umlauf-Mahlanlage mit Mühle und Sichter, wobei

  • Änderungen der der Mühle zugeführten Frischgutmenge in Abhängigkeit von der zur Mühle zurückgeführten Grießemenge erfolgen und
  • der Blaine-Wert des Fertigproduktes zur Regelung der Sichter-Drehzahl verwendet wird, indem die Sichter-Drehzahl bei einer Unterschreitung des Soll-Blaine-Wertes erhöht und bei einer Überschreitung des Soll-Blaine-Wertes verringert wird.
The invention relates to a method for controlling a recycle grinding plant with a mill and sifter, wherein
  • Changes in the quantity of fresh material supplied to the mill take place in dependence on the quantity of semolina returned to the mill
  • the Blaine value of the finished product is used to regulate the classifier speed by increasing the classifier speed when the target Blaine value is undershot and decreasing when the target Blaine value is exceeded.

Bei einem in der Praxis sehr gebräuchlichen Verfahren zur Durchsatzregelung einer Umlauf-Mahlanlage wird die Summe von Frischgutmenge und Grießemenge konstant auf einem Wert X gehalten. Dabei wird durch den Regler die Frischgutmenge so lange vergrößert, bis ein Grenzwert für die maximale Rohstoffzugabe oder der Wert X für die maximale Gesamtaufgabe erreicht wird. Von diesem Arbeitspunkt an erfolgt die Frischgutaufgabe unter ständiger Auswertung der sich gerade einstellenden Grießemenge, wobei der Wert X immer angestrebt, aber nie überschritten werden darf. Die Höhe des Wertes X wird manuell durch Mahltests mit verschiedenen Umlaufzahlen ermittelt.In a method which is very common in practice for controlling the throughput of a recirculating grinding system, the sum of the quantity of fresh material and the amount of semolina is kept constant at a value X. The controller increases the quantity of fresh material until a limit value for the maximum raw material addition or the value X for the maximum total task is reached. From this working point onwards, the fresh material feed is carried out with constant evaluation of the quantity of semolina that is just being set, the value X always being aimed for, but never being exceeded. The value of the value X is determined manually by grinding tests with different numbers of cycles.

Dieses bekannte Regelverfahren arbeitet verhältnismäßig robust und erzielt zufriedenstellende Mahlleistungen dann, wenn die Umlaufmenge nicht zu hoch angesetzt wurde.This known control method works relatively robustly and achieves satisfactory grinding performance if the quantity in circulation has not been set too high.

Nachteilig ist jedoch die Neigung des Systems zu Schwingungen, die besonders beim Anfahren und bei einer Verstellung der Sichter-Drehzahl auftreten. Wünschenswert ist ferner eine weitere Leistungssteigerung der Mahlanlage im Vergleich zu dem bekannten Regelverfahren.A disadvantage, however, is the tendency of the system to vibrate, which occurs particularly when starting up and when adjusting the classifier speed. It is also desirable to further increase the performance of the grinding system compared to the known control method.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten, im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Gattung so auszubilden, daß die Neigung des Systems zu Schwingungen (insbesondere bei Anfahrvorgängen und bei einer Änderung der Sichter-Drehzahl) minimiert ist und zugleich die maximale Mahlleistung der Umlauf-Mahlanlage weitestgehend erreicht wird.The invention is therefore based on the object of developing a method of the type mentioned in the preamble of claim 1 in such a way that the tendency of the system to vibrate (in particular during start-up processes and when the classifier speed changes) is minimized and at the same time the maximum Grinding performance of the circulation grinding system is largely achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Appropriate embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Regelverfahren ist damit insbesondere durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

  • a) Die Frischgutmenge ist während des Anfahrens der Mühle und während des gesamten Mahlprozesses grundsätzlich konstant; eine Änderung der Frischgutmenge erfolgt nur unter den in b) und c) genannten Bedingungen;
  • b) eine Erhöhung der Frischgutmenge erfolgt grundsätzlich nur, wenn sich die gesamte Mahlanlage bereits eine bestimmte Zeitdauer im stationären Zustand befindet und kein kritischer Zustand besteht;
  • c) eine Verringerung der Frischgutmenge erfolgt nur, wenn sich die Mahlanlage in einem kritischen Zustand befindet;
  • d) bei der Regelung der Sichter-Drehzahl in Abhängigkeit vom Blaine-Wert des Fertigproduktes wird zugleich die Grießemenge derart berücksichtigt, daß bei einer hohen Grießemenge
    • d₁) die bei Unterschreitung des Soll-Blaine-Wertes vorzunehmende Erhöhung der Sichter-Drehzahl etwas vermindert und
    • d₂) die bei Überschreitung des Soll-Blaine-Wertes vorzunehmende Absenkung der Sichter-Drehzahl etwas verstärkt wird.
The control method according to the invention is thus characterized in particular by the following features:
  • a) The amount of fresh material is basically constant during the start-up of the mill and during the entire grinding process; the quantity of fresh produce is only changed under the conditions specified in b) and c);
  • b) an increase in the quantity of fresh material generally only takes place if the entire grinding system has been in the stationary state for a certain period of time and there is no critical state;
  • c) the quantity of fresh material is only reduced if the grinding system is in a critical condition;
  • d) when regulating the classifier speed depending on the Blaine value of the finished product, the amount of semolina is also taken into account in such a way that with a large amount of semolina
    • d₁) the increase in the classifier speed to be undertaken when the target Blaine value is undershot somewhat and
    • d₂) the lowering of the classifier speed to be carried out if the target Blaine value is exceeded is somewhat amplified.

Indem die Frischgutmenge wahrend des Anfahrens der Mahlanlage und während des gesamten Mahlprozesses grundsätzlich immer konstant bleibt, wird eine Beunruhigung des Frischgutstromes durch eine schwankende Grießemenge ausgeschlossen. Die Mühle kann den zu Mahlbarkeit, Frischgutmenge, Mahlhilfsmittel, Feinheit usw. gehörigen stationären Zustand erreichen und wird dadurch beurteilungsfähig.Since the quantity of fresh material always remains constant during the start-up of the grinding plant and during the entire grinding process, disturbing the flow of fresh material due to a fluctuating amount of semolina is excluded. The mill can achieve the steady state associated with grindability, quantity of fresh material, grinding aids, fineness, etc. and is therefore capable of being assessed.

Eine Erhöhung der Frischgutmenge ist grundsätzlich nur im stationären Zustand möglich. Ausnahmsweise wird in einem nicht stationären Zustand der Mahlanlage eine stufenweise Erhöhung der Frischgutmenge dann vorgenommen, wenn die Grießemenge unterhalb eines Mindestwertes liegt und weiter fallende Tendenz aufweist.An increase in the quantity of fresh produce is only possible in a stationary state. Exceptionally, in a non-stationary state of the grinding plant, the amount of fresh material is gradually increased when the amount of semolina is below a minimum value and continues to decrease.

Folgende kritische Zustände sind ferner eine Voraussetzung für eine Verringerung der Frischgutmenge und ein Ausschlußgrund für eine Erhöhung der Frischgutmenge:

  • eine sehr hohe Grießemenge,
  • eine hohe Grießemenge in Verbindung mit einer hohen Mühlenauslauftemperatur,
  • eine hohe Grießemenge in Verbindung mit einer steigenden Tendenz der Grießemenge,
  • eine hohe Grießemenge und eine wegen ungenügender Endfeinheit gerade erfolgte Sichterneueinstellung,
  • eine fast erreichte Grenzleistung in wenigstens einem Teil der Mahlanlage.
The following critical conditions are also a prerequisite for a reduction in the quantity of fresh produce and a reason for exclusion for an increase in the quantity of fresh product:
  • a very high amount of semolina,
  • a high amount of semolina in connection with a high mill outlet temperature,
  • a high amount of semolina in connection with an increasing tendency of the amount of semolina,
  • a high amount of semolina and a new sight adjustment due to insufficient fineness,
  • an almost reached maximum capacity in at least part of the grinding plant.

Demgegenüber gilt ein Zustand als unkritisch, wenn die Mühlenauslauftemperatur und die Grießemenge gering sind. Die Tendenz der Grießemenge ist bei einer geringen Grießemenge nur von sehr untergeordneter Bedeutung.In contrast, a condition is not critical if the mill outlet temperature and the amount of semolina are low. The tendency of the amount of semolina is only of minor importance with a small amount of semolina.

In den oben genannten kritischen Zuständen erfolgt stets eine Verringerung der Frischgutmenge. Der bei einer Verringerung der Frischgutmenge verwendete Reduzierungsbetrag wird dabei in Abhängigkeit von der Grießemenge, dem Trend der Grießemenge und einer evtl. vorangegangenen Verringerung der Frischgutmenge gewählt.In the critical conditions mentioned above, there is always a reduction in the quantity of fresh produce. The reduction amount used when the quantity of fresh material is reduced is selected as a function of the quantity of semolina, the trend of the quantity of semolina and any previous reduction in the quantity of fresh material.

Eine Erhöhung der Frischgutmenge erfolgt erfindungsgemäß dann nicht, wenn eine der nachstehend genannten Voraussetzungen vorliegt:

  • wenn die Grenzleistung eines Anlagenteiles erreicht ist,
  • wenn bereits die maximale Frischgutmenge vorliegt,
  • wenn der Blaine-Wert nicht innerhalb eines vom Arbeitspunkt der Mühle abhängigen Toleranzbandes liegt,
  • wenn die Sichter-Drehzahl erst innerhalb einer bestimmten Zeitspanne erhöht wurde,
  • wenn eine bestimmte arbeitspunktabhängige Zeitspanne seit der letzten Erhöhung der Frischgutmenge noch nicht verstrichen ist,
  • wenn eine bestimmte Zeitspanne nach einer aufgrund eines ungünstigen Mühlenauslauftemperatur/Grießemenge-Verhältnisses vorgenommenen Verringerung der Frischgutmenge noch nicht verstrichen ist,
  • wenn die Tendenz der Grießemenge steigend ist
  • oder wenn gleichzeitig die Sichter-Drehzahl erhöht werden muß.
According to the invention, the quantity of fresh material is not increased if one of the following conditions is met:
  • when the limit power of a plant part is reached,
  • if the maximum amount of fresh goods is already available,
  • if the Blaine value is not within a tolerance band dependent on the working point of the mill,
  • if the classifier speed has only been increased within a certain period of time,
  • if a certain period of time depending on the operating point has not yet elapsed since the last increase in the quantity of fresh material,
  • if a certain period of time has not yet elapsed after a reduction in the quantity of fresh material due to an unfavorable mill outlet temperature / semolina ratio,
  • when the amount of semolina is increasing
  • or if the classifier speed must be increased at the same time.

Der bei einer Erhöhung der Frischgutmenge verwendete Steigerungsbetrag wird zweckmäßig umso größer gewählt, je weiter der aktuelle Arbeitspunkt vom optimalen Arbeitspunkt entfernt ist.The amount of increase used when increasing the quantity of fresh material is expediently chosen to be greater the further the current working point is from the optimal working point.

Der bei einer Verringerung der Frischgutmenge verwendete Reduzierungsbetrag wird zweckmäßig in Abhängigkeit von der Grießemenge, dem Trend der Grießemenge und einer evtl. vorgenommenen Verringerung der Frischgutmenge gewählt.The reduction amount used when the quantity of fresh goods is reduced is expedient depending on the quantity of semolina, the trend of the quantity of semolina and one any reduction in the quantity of fresh produce selected.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verhältnis zwischen Mühlenauslauftemperatur und Grießemenge ermittelt und zur Beeinflussung der Frischgutmenge herangezogen. Dieses Verhältnis hat sich bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen als ein wichtiges Maß zur Beurteilung des Leistungsfähigkeit der Mahlanlage erwiesen.According to an expedient embodiment of the method according to the invention, the ratio between the mill outlet temperature and the amount of semolina is determined and used to influence the quantity of fresh material. In the experiments on which the invention is based, this ratio has proven to be an important measure for assessing the performance of the grinding plant.

Bei einem ungünstigen Verhältnis zwischen Mühlenauslauftemperatur und Grießemenge wird eine weitere Erhöhung der Frischgutmenge verhindert und/oder eine Verringerung der Frischgutmenge durchgeführt.If the ratio between the mill outlet temperature and the amount of semolina is unfavorable, a further increase in the quantity of fresh material is prevented and / or a decrease in the quantity of fresh material is carried out.

Ein solches ungünstiges Verhältnis zwischen Mühlenauslauftemperatur und Grießemenge ist beim Vorhandensein einer der folgenden Voraussetzungen gegeben:

  • wenn eine hohe Grießemenge in Verbindung mit einer hohen Mühlenauslauftemperatur vorliegt,
  • wenn eine relativ hohe Grießemenge in Verbindung mit einer hohen Mühlenauslauftemperatur vorhanden ist,
  • wenn eine hohe Grießemenge in Verbindung mit einer relativ hohen Mühlenauslauftemperatur besteht.
Such an unfavorable relationship between the mill outlet temperature and the amount of semolina is met if one of the following conditions is met:
  • if there is a high amount of semolina combined with a high mill outlet temperature,
  • if there is a relatively high amount of semolina combined with a high mill outlet temperature,
  • if there is a high amount of semolina in connection with a relatively high mill outlet temperature.

Zur Überwachung des Füllungsgrades der Mühle werden erfindungsgemäß zweckmäßig der Schalldruck im Bereich der Mühle sowie die Antriebsleistung der Mühle ermittelt und mit der Grießemenge derart verknüpft, daß dann, wenn

  • die Grießemenge einen Minimalwert unterschreitet und
  • der Schalldruck der Mühle steigende Tendenz aufweist
  • oder der Schalldruck stark ansteigende Tendenz aufweist und gleichzeitig eine relativ hohe Frischgutmenge und eine relativ hohe Grießemenge vorliegen,
  • die Antriebsleistung der Mühle jedoch keine steigende Tendenz besitzt,
die Frischgutmenge reduziert wird. Auf diese Weise wird ein Vollaufen der Grobmahlkammer der Mühle zuverlässig verhindert.To monitor the degree of filling of the mill, the sound pressure in the area of the mill and the drive power of the mill are advantageously determined according to the invention and linked to the amount of semolina in such a way that when
  • the amount of semolina falls below a minimum value and
  • the sound pressure of the mill shows a rising tendency
  • or the sound pressure has a strongly increasing tendency and at the same time there is a relatively high amount of fresh material and a relatively high amount of semolina,
  • the drive power of the mill, however, has no increasing tendency,
the quantity of fresh goods is reduced. In this way, the coarse grinding chamber of the mill is reliably prevented from overflowing.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Feinheit des Fertigproduktes (beispielsweise Zement) durch Veränderung der Sichter-Drehzahl korrigiert. (Es sei in diesem Zusammenhang klargestellt, daß mit dem Begriff "Sichter-Drehzahl" generell die Drehzahl eines im Sichter eingebauten Sichterrotors gemeint ist.) Als Meßgröße findet hierbei der Blaine-Wert des Fertigproduktes Verwendung.In the method according to the invention, the fineness of the finished product (for example cement) is corrected by changing the classifier speed. (In this context, it should be clarified that the term "classifier speed" generally means the speed of a classifier rotor installed in the classifier.) The Blaine value of the finished product is used here as the measurement variable.

Wie oben (im Zusammenhang mit Anspruch 1) bereits erwähnt, ist dabei das Ausmaß der Veränderung in der Sichter-Drehzahl nicht nur von der Größe und dem Vorzeichen der Blainewert-Abweichung, sondern auch von der momentanen Grießemenge abhängig.As already mentioned above (in connection with claim 1), the extent of the change in the classifier speed depends not only on the size and the sign of the Blaine value deviation, but also on the instantaneous amount of semolina.

Ein Beispiel soll dies verdeutlichen:
Bei zu grobem Fertigprodukt betrage die Blainewert-Differenz (zwischen Ist- und Sollwert) - 200 cm²/g. Bei einer aktuellen Grießemenge von 40 t/h würde man die Sichter-Drehzahl um 100 U/min erhöhen. Bei einer aktuellen Grießemenge von 80 t/h würde dagegen nur eine Erhöhung der Drehzahl um 70 U/min vorgenommen werden.An example should clarify this:
If the finished product is too coarse, the Blaine value difference (between the actual and target value) is 200 cm² / g. At a current quantity of semolina of 40 t / h, the classifier speed would be increased by 100 rpm. With a current quantity of semolina of 80 t / h, on the other hand, the speed would only be increased by 70 rpm.

Erfindungsgemäß wird der Blaine-Wert des Fertigproduktes vor Verwendung zur Regelung der Sichter-Drehzahl zunächst auf Plausibilität überprüft und mit einem Bezugswert gemittelt. Auf diese Weise führen absolut falsche Blaine-Werte, die durch eine falsche Messung oder durch eine nicht repräsentative Probenahme entstanden sind, nicht zu unnötigen und falschen Regeleingriffen in das System.According to the invention, the Blaine value of the finished product is first checked for plausibility before use for regulating the classifier speed and averaged with a reference value. In this way, absolutely incorrect Blaine values, which are the result of an incorrect measurement or an unrepresentative sampling, do not lead to unnecessary and incorrect control interventions in the system.

Als Bezugswert kann der zuletzt ermittelte Blaine-Wert Verwendung finden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, als Bezugswert einen für die jeweilige Sichter-Drehzahl rechnerisch vorgegebenen Blaine-Wert zu verwenden.The most recently determined Blaine value can be used as a reference value. Another possibility is to use a Blaine value that is arithmetically predetermined for the respective classifier speed as the reference value.

Kernstück des erfindungsgemäßen Regelverfahrens ist damit, wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, ein Expertensystem, d.h. ein Regelsystem, das eine Wissensbasis, eine Wissenserwerbskomponente, eine Problemlösungskomponente, eine Erklärungskomponente und eine Dialogkomponente enthält.The core of the control method according to the invention is, as is evident from the above description, an expert system, i.e. a rule system that includes a knowledge base, a knowledge acquisition component, a problem solving component, an explanatory component, and a dialog component.

Die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegende Regelstrategie wurde in umfangreichen Versuchen auf Tauglichkeit überprüft. Aufgrund dieser Tests lassen sich folgende Feststellungen treffen:
Das Anfahrverhalten hatte sich grundlegend gegenüber dem eingangs geschilderten, bisher verwendeten Konzept der Umlaufregelung verändert. Die Einlaufphase der Mühle dauerte nicht mehr wie bisher ein bis zwei Stunden, sondern nur noch ein bis drei Minuten, da sich die entstehenden Grießeschwankungen nicht mehr auf das Frischgut auswirken konnten.The control strategy on which the method according to the invention is based was checked for suitability in extensive tests. Based on these tests, the following findings can be made:
The starting behavior had changed fundamentally compared to the previously described concept of circulation control. The running-in phase of the mill no longer lasted one to two hours as before, but only one to three minutes since the resulting fluctuations in the size of the semolina could no longer affect the fresh material.

Wahrend des gesamten Betriebes stellte sich ein sehr ruhiger und gleichmäßiger Verlauf der Mühle ein.The mill ran very smoothly and evenly throughout the entire operation.

Die konstante Frischgutaufgabe sorgte für ein gutes Mahlverhalten und ein homogenes Mahlbett innerhalb der Mühle. Im Ergebnis war eine spürbare Abnahme der sonst üblichen starken Blainewert-Schwankungen zu verzeichnen.The constant fresh material feed ensured good grinding behavior and a homogeneous grinding bed within the mill. As a result, there was a noticeable decrease in the otherwise usual strong fluctuations in the Blaine value.

Der Blainewert-Plausibilitätstest verhinderte eine unbegründete Beeinflussung des Mahlprozesses.The Blainewert plausibility test prevented an unfounded influence on the grinding process.

Die stufenlose, arbeitspunktabhängige Veränderung der Sichter-Drehzahl erwies sich als sehr praktikabel und besonders in kritischen Anlagenzuständen äußerst hilfreich.The infinitely variable, operating point-dependent change in the classifier speed proved to be very practical and extremely helpful, especially in critical system states.

Da die Frischgutmenge erst beim Erreichen eines stationären Zustandes gesteigert werden konnte, ergaben sich kürzeste Steigerungsintervalle.Since the quantity of fresh goods could only be increased when a steady state was reached, the shortest increase intervals resulted.

Die Abhängigkeit des Steigerungsbetrages der Frischgutmenge vom vorhandenen Arbeitspunkt sorgte für einen schwankungsfreien Lauf und gestattete eine gezielte und schnelle Annaherung an den optimalen Arbeitspunkt.The dependency of the amount of increase in the quantity of fresh produce on the existing working point ensured a fluctuation-free run and allowed a targeted and quick approach to the optimal working point.

Die abgestufte und vom Verhalten der Mühle abhängige Verringerung der Frischgutmenge ließ in kritischen Situationen keinen unnötigen Leistungsverlust der Mühle zu und ermöglichte somit das Ausnutzen der maximalen Mahlleistung.The graded and dependent on the behavior of the mill reduction in the amount of fresh material did not allow unnecessary loss of performance of the mill in critical situations and thus made it possible to utilize the maximum grinding capacity.

Kritische Zustände wurden vom Regelverfahren rechtzeitig erkannt und falls notwendig beseitigt.Critical conditions were recognized in good time by the control procedure and eliminated if necessary.

Nach einer Verringerung der Frischgutmenge, die aufgrund eines ungünstigen Auslauftemperatur/Grieße-Verhältnisses vorgenommen wurde, konnte bei erneuter Annäherung an das Optimum eine deutlich höhere Leistung erzielt werden.After a reduction in the quantity of fresh produce, which was carried out due to an unfavorable outlet temperature / semolina ratio, a significantly higher output could be achieved when the optimum was approached again.

Alle Einflüsse auf das Mahlverhalten, wie die Klinkertemperatur, die Korngröße des Aufgabegutes, die Mahlhilfsmittelmenge, der Füllstand innerhalb der Mühle usw., konnten mittels der Grießemenge, des Grießetrends und des Verhältnisses zwischen Mühlenauslauftemperatur und Grießemenge ausreichend gut beschrieben werden.All influences on the grinding behavior, such as the clinker temperature, the grain size of the feed material, the amount of grinding aid, the fill level inside the mill, etc., could be described sufficiently well by means of the amount of semolina, the trend in semolina and the relationship between the mill outlet temperature and the amount of semolina.

Die ständige optimale Betriebsweise der Mahlanlage sorgte für maximale Standzeiten von Kugelfüllung bzw. Panzerplatten.The constant optimal mode of operation of the grinding plant ensured maximum service life for ball filling or armored plates.

Kurzzeitigige Ausfälle von Dosierungsgeräten konnten keine Schwingungen des Systems auslösen.Short-term failures of dosing devices could not cause the system to vibrate.

Die bei den erfindungsgemäßen Verfahren eintretende Absenkung der Mahlbetthöhe, verbunden mit einer geringeren Grießemenge und einer niedrigeren Mühlenauslauftemperatur, dürfte die Ursache für die festgestellte Verminderung der Agglomeratbildung sein.The reduction in the height of the grinding bed which occurs in the process according to the invention, combined with a smaller amount of semolina and a lower mill outlet temperature, is likely to be the cause of the reduction in agglomerate formation found.

Bei den durchgeführten Versuchen, die einzeln im Durchschnitt etwa 16 Stunden dauerten, konnten Durchsatzsteigerungen von etwa 10% erzielt werden. Gleichzeitig stellte sich auch eine Absenkung des spezifischen Arbeitsbedarfes um gleichfalls etwa 10% ein.Through the tests carried out, which individually took about 16 hours on average, throughput increases of about 10% were achieved. At the same time, there was also a reduction in specific labor requirements of around 10%.

Durch den Aufbau der erfindungsgemäßen Regelung mittels anlagentechnischer Parameter war die Parametrierung ausgesprochen einfach. Alle benötigten Informationen konnten direkt vom Anlagenpersonal erfragt werden, was die Inbetriebnahmezeit wesentlich verkürzte. Eine Wissenerweiterung des Systems war dabei leicht möglich.Due to the structure of the control according to the invention by means of technical parameters, the parameterization was extremely simple. All required information could be requested directly from the plant personnel, which significantly shortened the commissioning time. It was easy to expand the knowledge of the system.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geregelte Umlauf-Mahlanlage dargestellt. Sie enthält im wesentlichen folgende Bestandteile:

  • eine Kugelmühle 1 mit Antriebsmotor 1a,
  • ein Becherwerk 2 mit Antriebsmotor 2a,
  • einen Sichter 3 mit einem in seiner Drehzahl steuerbaren Rotor-Antriebsmotor 3a und einem wahlweise in die Regelung einbeziehbaren, in seiner Drehzahl ebenfalls regelbaren Ventilator-Antriebsmotor 3b,
  • Frischgutsilos 4,
  • Dosierbandwaagen 5 für die Frischgutsilos 4,
  • eine Bandwaage 6 für die vom Sichter 3 zur Kugelmühle 1 zurückgeführte Grießemenge,
  • eine Abgasleitung 7 mit Grießeabscheider 8 und Filter 9,
  • eine Förderleitung 10 zum Abzug des Fertiggutes 15,
  • eine Einrichtung 11 zur Probenahme von Fertiggut,
  • ein Lasergranulometer 12 zur Ermittlung des Blaine-Wertes des Fertiggutes,
  • ein Mikrophon 13 zur Ermittlung des Schalldrucks der Kugelmühle 1
  • sowie einen Regler 14, der ein Expertensystem im oben definierten Sinne darstellt.
To further explain the invention, a circulating grinding plant controlled by the method according to the invention is shown in the drawing. It essentially contains the following components:
  • a ball mill 1 with drive motor 1a,
  • a bucket elevator 2 with drive motor 2a,
  • a sifter 3 with a rotor drive motor 3a which can be controlled in terms of its speed and a fan drive motor 3b which can optionally be incorporated into the control and also with respect to its speed,
  • Fresh food silos 4,
  • Dosing belt scales 5 for the fresh goods silos 4,
  • a belt scale 6 for the quantity of semolina returned from the classifier 3 to the ball mill 1,
  • an exhaust pipe 7 with semolina separator 8 and filter 9,
  • a conveyor line 10 for withdrawing the finished goods 15,
  • a device 11 for sampling finished goods,
  • a laser granulometer 12 for determining the Blaine value of the finished product,
  • a microphone 13 for determining the sound pressure of the ball mill 1
  • and a controller 14, which represents an expert system in the sense defined above.

Die vorstehend genannten Bauteile der Anlage sind in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise miteinander verbunden (vgl. gestrichelte Linien). Der Regler 14 erhält dabei als Prozeßgrößen folgende Meßwerte:

  • die Frischgutmenge (Frischgut-Istwert 16),
  • die Grießemenge (17), den Blaine-Istwert (18),
  • die Mühlenauslauftemperatur (19),
  • den Drehzahl-Istwert (20) des Sichters 3 bzw. Sichterrotors,
  • den Drehzahl-Istwert (21) des Sichterventilators,
  • den Schalldruck (22) der Kugelmühle 1,
  • den Motorstrom (23) des Antriebsmotors 1a der Kugelmühle 1
  • die Klinkertemperatur (24) des Frischgutes,
  • sowie die Becherwerksleistung (28) des Becherwerk-Antriebsmotors 2a.
The above-mentioned components of the system are connected to one another in the manner shown in the drawing (see dashed lines). The controller 14 receives the following measured values as process variables:
  • the quantity of fresh goods (actual value of fresh goods 16),
  • the amount of semolina (17), the actual Blaine value (18),
  • the mill outlet temperature (19),
  • the actual speed value (20) of classifier 3 or classifier rotor,
  • the actual speed value (21) of the classifier fan,
  • the sound pressure (22) of the ball mill 1,
  • the motor current (23) of the drive motor 1a of the ball mill 1
  • the clinker temperature (24) of the fresh material,
  • and the bucket elevator power (28) of the bucket elevator drive motor 2a.

Als Stellgrößen liefert der Regler 14

  • ein dem Sollwert der Frischgutmenge entsprechendes Signal (Frischgutsollwert 25),
  • ein dem Sollwert (26) der Sichter-Drehzahl (Sichterrotordrehzahl) entsprechendes Signal
  • sowie ein dem Sollwert (27) des Sichterventilators entsprechendes Signal.
The controller 14 provides the manipulated variables
  • a signal corresponding to the target value for the quantity of fresh material (fresh value target value 25),
  • a signal corresponding to the setpoint (26) of the classifier speed (classifier rotor speed)
  • and a signal corresponding to the setpoint (27) of the classifier fan.

Das bisher beschriebene Regelungsverfahren einer Umlauf-Mahlanlage kann im Bedarfsfalle in sinnvoller Weise noch weitergebildet werden, um für bestimmte Praxisfälle die Regelung noch weiter zu optimieren. Dies kann bei den oben beschriebenen Verfahrens- bzw. Regelungsmöglichkeiten besonders vorteilhaft erreicht werden, indem die Regelung der Sichter-Drehzahl (also der Drehzahl eines im Sichter eingebauten Rotors) mit einer Regelung der Drehzahl eines Sichterventilators (zur Erzeugung der erforderlichen Sichtluft) in der Weise kombiniert wird, daß der Ventilator im Normalbetrieb des Sichters und damit auch der zugehörigen Umlauf-Mahlanlage mit etwa maximaler Drehzahl läuft, während die Sichter-Drehzahl bei festgestellten Feinheitsabweichungen geändert wird, wobei bei Erreichen der maximalen Sichter-Drehzahl, jedoch noch nicht erreichtem Feinheitswert, die Ventilatordrehzahl verringert wird. Auf diese Weise können bei verhältnismäßig extremem Betriebsverhalten zu geringe Feinheiten des Fertigproduktes noch zusätzlich durch eine Verringerung der Ventilatordrehzahl erreicht bzw. stabilisiert werden.The control method of a recirculating grinding plant described so far can be further developed in a sensible manner if necessary in order to further optimize the control for certain practical cases. This can be achieved particularly advantageously in the method and control options described above by regulating the classifier speed (i.e. the speed of a rotor installed in the classifier) with regulating the speed of a classifier fan (for generating the required classifying air) in such a way is combined that the fan runs in normal operation of the classifier and thus also the associated circulation grinding system at about maximum speed, while the classifier speed is changed when the fineness deviations are determined, whereby when the maximum classifier speed is reached but the fineness value has not yet been reached, the fan speed is reduced. In this way, with relatively extreme operating behavior, the fineness of the finished product which is too low can additionally be achieved or stabilized by reducing the fan speed.

In manchen Fällen kann es ausßerdem auch noch vorteilhaft sein, als weitere Prozeßregelgröße die jeweils aktuelle Förderleistung eines zwischen der Mühle bzw. dem Mühlenauslauf und dem Sichter bzw. dem Sichtereinlauf angeordneten Becherwerks in der Weise zu verwenden, daß bei Überschreiten eines kritischen Wertes der aktuellen Becherwerksförderleistung und bei weiterhin steigender Tendenz eine Änderung der Frischgutmenge erfolgt. Demnach kann die Becherwerks-Förderleistung also ebenfalls für eine Änderung bzw. Anpassung der Frischgutmenge herangezogen werden, d.h. wenn beispielsweise die aktuelle Becherwerks-Förderleistung einen vorbestimmten kritischen Wert überschritten hat und eine vorgegebene Zeit weiterhin ansteigt, dann kann die Frischgutmenge im Sinne einer Reduzierung geändert werden, während beim Überschreiten eines kritischen Minimalwertes der aktuellen Becherwerks-Förderleistung mit Tendenz zur weiteren Abnahme der Förderleistung eine Änderung der Frischgutmenge im Sinne einer Steigerung erfolgen kann. Die aktuelle Becherwerks-Förderleistung kann damit gewissermaßen als eine Hilfsprozeßregelgröße herangezogen werden, wobei sie im Extremfall sogar auch einmal anstelle der zurückgeführten Grießemenge als Prozeßregelgröße herangezogen werden kann.In some cases, it can also be advantageous to use the current output of a bucket elevator located between the mill or the mill outlet and the sifter or sifter inlet as a further process control variable in such a way that when a critical value of the current one is exceeded Bucket elevator capacity and if the tendency continues to change, the quantity of fresh material changes. Accordingly, the bucket conveyor output can also be used for a change or adjustment of the fresh material quantity, ie if, for example, the current bucket conveyor output has exceeded a predetermined critical value and a predetermined time continues to increase, then the fresh material quantity can be changed in the sense of a reduction , while if a critical minimum value of the current bucket elevator conveying capacity is exceeded with a tendency to further decrease the conveying capacity, a change in the quantity of fresh goods can take place in the sense of an increase. The current bucket elevator conveying capacity can thus be used to a certain extent as an auxiliary process control variable, and in extreme cases it can even be used as a process control variable instead of the returned quantity of semolina.

Claims (15)

  1. Method of regulating a closed circuit grinding plant with a mill and separator, wherein
    - alterations in the quantity of fresh material delivered to the mill are carried out as a function of the quantity of tailings returned to the mill and
    - the Blaine value of the finished product is used for regulating the speed of the separator, the speed of the separator being increased when the Blaine value falls below the nominal Blaine value and decreased when the nominal Blaine value is exceeded,
    characterised by the following features:
    a) The quantity of fresh material is basically constant during starting of the mill and during the entire grinding process; a change in the quantity of fresh material takes place only under the conditions referred to in b) and c);
    b) an increase in the quantity of fresh material basically takes place only if the entire grinding plant has already been in the stationary state for a specific period of time and there is no critical state prevailing;
    c) a reduction in the quantity of fresh material only takes place if the grinding plant is in a critical state;
    d) in the regulation of the speed of the separator as a function of the actual Blaine value of the finished product the quantity of tailings is taken into account at the same time in such a way that in the case of a high quantity of tailings
    d₁) the increase in the speed of the separator which is to be carried out when the Blaine value falls below the nominal Blaine value is somewhat reduced and
    d₂) the decrease in the speed of the separator when the nominal Blaine value is exceeded is somewhat enhanced.
  2. Method as claimed in Claim 1, characterised in that, exceptionally, a gradual increase in the quantity of fresh material can be carried out when the grinding plant is not in a stationary state if the quantity of tailings lies below a minimum value and shows a tendency to fall further.
  3. Method as claimed in Claim 1, characterised in that the following critical states also form a prerequisite for a reduction in the quantity of fresh material and a reason for excluding an increase in the quantity of fresh material:
    a) a very high quantity of tailings,
    b) a high quantity of tailings in combination with a high mill outlet temperature,
    c) a high quantity of tailings in combination with a rising trend of the quantity of tailings,
    d) a high quantity of tailings and a readjustment of the separator having just taken place because of insufficient fineness of the finished product,
    e) a limiting capacity which has almost been reached in at least one part of the grinding plant.
  4. Method as claimed in Claim 1, characterised in that an increase in the quantity of fresh material does not take place if one of the following prerequisites applies:
    - if the limiting capacity of a part of the plant is reached,
    - if the maximum quantity of fresh material is already present,
    - if the Blaine value does not lie within a band of tolerance which is dependent upon the operating point of the mill,
    - if the speed of the separator has only been increased within a specific time interval,
    - if a specific time interval, which is dependent upon the operating point, has not yet elapsed since the last increase in the quantity of fresh material,
    - if a specific time interval has not yet elapsed after a reduction in the quantity of fresh material carried out because of an unfavourable relationship of mill outlet temperature to quantity of tailings,
    - if the trend of the quantity of tailings is rising
    - or if at the same the speed of the separator must be increased.
  5. Method as claimed in Claim 1, characterised in that the amount of increase used in the case of an increase in the quantity of fresh material is advantageously chosen to be greater the further the current operating point is removed from the optimum operating point.
  6. Method as claimed in Claim 1, characterised in that the reduction amount used in the case of a reduction in the quantity of fresh material is advantageously chosen as a function of the quantity of tailings, the trend of the quantity of tailings and any reduction carried out in the quantity of fresh material.
  7. Method as claimed in Claim 1, characterised in that the relationship between the mill outlet temperature and the quantity of tailings is determined and used to influence the quantity of fresh material.
  8. Method as claimed in Claim 7, characterised in that In the case of an unfavourable relationship between the mill outlet temperature and the quantity of tailings, a further increase in the quantity of fresh material is prevented and/or a reduction in the quantity of fresh material is carried out.
  9. Method as claimed in Claim 8, characterised in that an unfavourable relationship exists between the mill outlet temperature and the quantity of tailings when one of the following preconditions is present:
    - when there is a high quantity of tailings in conjunction with a high mill outlet temperature,
    - when there is a relatively high quantity of tailings in conjunction with a high mill outlet temperature,
    - or when there is a high quantity of tailings in conjunction with a relatively high mill outlet temperature.
  10. Method as claimed in Claim 1, characterised in that for monitoring of the degree of filling of the mill the sound pressure in the region of the mill as well as the drive power of the mill are determined and linked to the quantity of tailings in such a way that when
    - the quantity of tailings falls below a minimum value and
    - the sound pressure of the mill shows a rising trend
    - or the sound pressure shows a sharply rising trend and at the same time there is a relatively high quantity of fresh material and a relatively high quantity of tailings,
    - but the drive power of the mill does not have a rising trend,
    the quantity of fresh material is reduced.
  11. Method as claimed in Claim 1, characterised in that before the Blaine value of the finished product is used for regulating the speed of the separator it is checked for plausibility and averaged with a reference value.
  12. Method as claimed in Claim 11, characterised in that the last Blaine value determined is used as reference value.
  13. Method as claimed in Claim 11, characterised in that a Blaine value which is predetermined by computer for the particular speed of the separator is used as reference value.
  14. Method as claimed in Claim 1, characterised in that regulation of the speed of the separator is combined with regulation of the speed of a separator fan in such a way that
    - in normal operation of the separator the fan runs at approximately maximum speed,
    - in the event of deviations of fineness the speed of the separator is altered, and
    - the speed of the fan is reduced when the maximum separator speed is reached but the fineness value has not yet been reached.
  15. Method as claimed in Claim 1, characterised in that the particular current conveying capacity of a bucket elevator disposed between the mill and the separator is used as a further process variable in such a way that when a critical value of the current bucket elevator conveying capacity is exceeded and the trend continues to rise an alteration in the quantity of fresh material takes place.
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