рого блока вычитани , выход которого соединен с вторым входом первого блока делени , выход которого подключен к второму входу второго блока умножени , выход третьего масштабного блока соединен с вторым входом второго блока вычитани и входом четвертого масштабного блока, выход которого соединен с вторым входом седьмого блока умножени , выход шестого блока умножени подключен к входу п того масштабного блока, выход которого соединен с вторым входом первого блока вычитани .The left subtraction unit, the output of which is connected to the second input of the first division unit, the output of which is connected to the second input of the second multiplication unit, is the output of the third scale unit connected to the second input of the second subtraction unit and the input of the fourth scale unit, the output of which is connected to the second input of the seventh multiplication unit , the output of the sixth multiplication unit is connected to the input of the fifth scale unit, the output of which is connected to the second input of the first subtraction unit.
Изобретение относитс к управлению процессами измельчени и класси фикации и может быть использовано на обогатительных фабриках цветной и черной металлургии, химической и угольной промышленности при автомати зации процессов, имеющих неустойчивый числитель в передаточную функцию объекта« Известна система автоматического регулиров,ани процессов измельчени включающа датчик плотности пульпы и задатчик плотности пульпы, соединенные с блоком сравнени , выход которого соединен с входом регул тора выход которого через исполнительный механизм соединен с регулируемой зад вижкой подачи воды в процесс 0 Недостаток этой системы заключает с в низкой стабилизации плотности пульпы в слив классификатора Наиболее близкой к изобретению по технической сущности вл етс система ав-томатической стабилизации плотности пульпы в слив классификато ра при мокром процессе измельчени , включающа датчик и задатчик плотности пульпы, соединенные с первым и вторым входами элемента сравнени , последовательно соединенные исполнительный механизм и электрическую зад вижку расхода воды 2 , Однако известна система характеризуетс низкими качеством управлени и устойчивостью, вызванными тем, что используемые стандартные ПИ и ПИ регул торы в контуре замкнутой систе ки не позвол ют полностью учесть вид переходного процесса по каналу изменение расхода воды в цикл - изменение плотности пульпы в слив классификатора о Это ведет к возникновению известных в практике автоматизации обогащени автоколебаний как готового продукта цикла, так и всего процесса в целом, что обуславливает невозможность достижени максимальной производительности цикла по готовому продукту и вызывает расстройку последующих стадий обогащени , Целью изобретени вл етс повыше ние точности стабилизации. Цель достигаетс тем, что систе ма автоматической стабилизации плотности пульпы в слив классификатора при мокром процессе измельчени , включающа датчик и задатчик плотности пульпы, соединенные с первым и вторым входами элемента сравнени , последовательно соединенные исполнительный механизм и электрическую задвижку расхода воды, снабжена четырьм задатчиками опорных сигналов, трем интеграторами, семью блоками умножени , трем блоками сложени , квадратором, п тЬю масштабными блоками , двум блоками вычитани и двум блоками делени , причем выход первого задатчика опорного сигнала со единен с первым входом первого блона умножени , выход которого соединен с третьим входом элемента сравнени , выход элемента сравнени подключен к входу первого интегратора, и первому входу второго блока умножени , выход которого соединен с первым входом первого блока сложени , выход которого соединен с входом исполнительного механизма и первым входом второго блока сложени , выход которого подключен к входу второго интегратора, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока умножени и с входом третьего интегратора, второй выход второго интегратора соединен с первым входом третьего блока умножени , выход которого подключен к первому входу третьего блока сложени , выход которого соединен с вторым входом второго блока сложени , выход первого интегратора соединен с первым входом четвертого блока умножени , выход которого соединен с вторым входом первого блока сложени , выход второго задатчика опорных сигналов подключен к входу первого масштабного блока,:: выход которого соединен с первым входом, первого блока делени и входом второго масштабного блока, выход которого соединен с первым входом второго блока делени , выход которого подключен к второму входу четвертого блока умножени , выходы третьего эадатчика опорного сигнала соединены с входом третьего масштабного блока и с первым входом п того блока умножени , второй вход которого подключен к выходу третьего интегратора , а выход п того блока умножени соединен с вторым входом третьего блока сложени , выходы чет-. вертого задатчика опорного сигнала соединены с вторым входом третьего блока умножени , входом квадратора, первым входом шестого блока умножени и первым входом седьмого блока умножени , выход которого соединен с первым .входом, первого блока вычитани , выход которого подключен к второму входу второго блока делени ,. выходы квадратора соединены с вторым входом шестого блока умножени и . первым входом второго блока вычитани выход которого соединен с вторым вхо дом первого блока делени ,.выход которого подключен к второму входу вто рого блока умножени , выход третьего масштабного блока-соединен с вторым входом второго блока вычитани и входом четвертого масштабного блока, выход которого соединен с вторым вхо дом седьмого блока умножени , выход шестого блока умножени подключен к входу п того масштабного блока, выхо которого соединен с вторым входом первого блока вычитани На фиг. 1 показаны переходные про цессы готового продукта цикла измель чени по каналу изменение расхода воды и слив классификатора - изменение плотности пульпы в сливе при уменьшении расхода воды на б% от номинального на фиг. 2 - то же, при увеличении расхода воды на 6%; на фиг„ 3 - функциональна блок-схема системы автоматического управлени процессом мокрого измельчени замкну того цикла. Предлагаема система включает в себ датчик 1 плотности пульпы, задатчик 2 плотности, элемент 3 сравне ни , исполнительный механизм 4, задвижку 5 расхода воды, задатчики 6-9 опорных сигналов, интеграторы 10, 11 и 12, блоки 13-19 умножени , блоки 2р, 21 и 22 сложени , квадратор 23, масштабные блоки 24-28, блоки 29 и 30 вычитани и блоки 31 и 32 делени . Измельчительный комплекс представ лен мельницей 33, работающей в замкнутом цикле с классификатором 34 о Сущность изобретени заключаетс в следующем Реальна переходна характеристика объекта, представленна на фиг. 1 V 2, аппроксимируетс выражением виДа Р) .,(т.р.1Ги,(т.( где k,, k - коэффициенты усилени ; Т. , Tj - посто нные времени; 1 - врем запаздывани Выражение (1) путем разложени ехр/СХр) в р д Тейлора сводитс к более простому выражению вида W(p) (-ТР + k) + а,р+ а,) (2) . - / где а, а, - динамические параметры процесса, что следует из вида neper ходных процессов, представленных на фиг 1 и 2, Дл повышени устойчивости и качества замкнутой системы управлени необходимо синтезировать структуру системы, котора при управлении компенсиррвала бы неустойчивый числитель передаточной функции объекта и одновременно обладала бы устойчивостью , равной максимальной степени устойчивости системы. Дл выполнени этого введем в структуру замкнутой системы управлени , параллельно объекту, динамический фильтр вида р + + а подав на его вход результирующее управление от системы, а его выход подадим на вход блока сравнени системы управлени с линейным ПИ-регул тором . в -этом случае передаточна функци замкнутой системы .имеет вид WpCp) Кр(.р + + КК + КК, ) ,(4) где к„; и К„ - настройки ПИ-регул тоДл синтеза оптимальной структуры системы управлени объектом (2) необходимо выбрать такие настройки параметров К и KV, , чтобы устойчивость системы дл объекта {2).- совпадала с максимальной степенью устойчивости дл замкнутой системы ви«-; да (4) , Максимальна степень устойчивости (jj, равна крайнему правому корню р характеристического уравнени замкнутой системы (4), т„е. -р . Найдем р, продифференцировав дважды знаменатель выражени (4) и приравн в его нулю,. Дл того, чтобы качество управлени объектом (2) было не хуже качества управлени объектом (4) или объектом (1), наслаиваем See корни на р Передаточна функци регулирующей части системы равна ,-qa,,,) 1 WplP)-р- 27 кр Таким образом, оптимальна струк тура cHCTeNW управлени синтезирова на и включает в себ элементы с пер даточными функци ми (3) и (5), что соответствует передаточной функции замкнутой системы (4), где параметры Т, к, а и а определ ютс перво начально дл сн тых эксперименталь|Ных переходных процессов вида, изоб раженного на фиг 1 и 2, Учитыва вышеизложенное, синтези рованна система управлени может бить заг.исана:в виде следующей систе мы уравнений U(t)(t))dt о e((tbx(t) хф11ьтх,а) (t) Q,X,pttl+C3l,X,(thU(t) где (t) и x(t) - это перва и втора производные величины x(p(t). Система автоматического управлени / изображенна на фиг 3,реализует разработанную оптимальную структу ру и работает следующим образом Сигнал текущей плотности пульпы в сливе классификатора от датчика 1 поступает на элемент 3 сравнени , где вначале складываетс с сигналом от первого блока 13 умножени , затем сравниваетс с заданным значением плотности от задатчика 2 плотности. Величина рассогласовани с выхода элемента 3 сравнени поступает на блок 14 умножени и через интегратор 10 на блок 16 умножени . В блоках 14 и 16 умножени сигналы рассогласовани умножаютс на сигналы с блоков 31 и 32 делени соответстве но и затем суммируютс в блоке 20 сложени . С блоков 31 и 32 делени поступают сигналы в блок 20 сложени , сигнал которого определ етс вы ражением (5)о Он поступает на исполнительный механизм 4 задвижки 5 расхода воды, оптимальным образом измен расход воды в слив классификатора , не допуска возникновени аварийных колебаний о Одновременно с этим сигнал управпени с выхода блока 20 сложени поступает на блок 21 сложени , где складываетс с сигналом от блока 22 сложени . Сигнал после второго интегратора 11 умножаетс в блоке 13 умножени на величину параметра Т, задаваемую задатчиком б опорных сигналов . Величины а и а задаютс задатчиками 8 и 9 опорных сигналов. Заданное значение параметра К, заданное задатчиком 7 опорных сигналов , поступает последовательно на масштабные блоки 24 и 25 „ Заданное значение параметра а поступает на квадратор, с выхода которого сигнал, равный а| , поступает на блок 18 умножени , в котрром он умножаетс на величину а от задатчика 9 опорных сигналов о Сигнал с выхода блока 18 умножени , равный а, поступает на масштабный блок 28, Сигнал величиной а от задатчика 8 опорных сигналов поступает последовательно на масштабные блоки 26 и 27, а в блоке 19 умножени сигнал, равный а, умножаетс на величину а от задатчика 9 опорных сигналсв. Таким образом, система управл ет, расходом воды в слив классификатора и всем процессом в целом, не допуска , возникновени аварийных колебаний готового продукта в сливе классификатора . Дисперси колебаний грансостава снижаетс на 25-30%, повышаетс обща производительность цикла-, по готовому классу Управление процессом измельчени обеспечивает поддержание оптимальной производительности измельчительного агрегата по исходному питанию с учетом измельчаемости и крупности исходного продукта, заданных требований по гранулометрическому составу за счет поддержани оптимального заполнени и оптимальной плотности пульпы в сливе классификатора, соответствующих качеству перерабатываемого материала . Улучшаетс качество управлени процессом за счет учета структуры передаточной функции объекта при формировании управлений. Выход готового продукта увеличиваетс на 0,22%, заметно снижаютс колебани гранулометрического состава , увеличиваетс годовое производство концентрата на 0,5%, снижаютс потери полезного компонента в хвостах на О,2%. О GO 720 78 О Jffff фиг. / i,c The invention relates to the control of grinding and classification processes and can be used in concentrating plants of ferrous and nonferrous metallurgy, chemical and coal industries in automating processes that have an unstable numerator into the transfer function of an object. The automatic control system is known, which includes a pulp density sensor. and a pulp density master, connected to the comparator unit, the output of which is connected to the regulator's input, the output of which through the executive The mechanism is connected to an adjustable back flow of water into the process. The disadvantage of this system is low stabilization of the density of the pulp in the drain of the classifier. The closest to the invention according to its technical essence is the system of automatic stabilization of the density of the pulp in the drain of the classifier during the wet grinding process, including a sensor and a pulp density adjuster, connected to the first and second inputs of the reference element, an actuator connected in series and an electrical supply back 2, However, the known system is characterized by poor control quality and stability, due to the fact that the standard PI and PI regulators used in the closed loop circuit do not allow to fully take into account the type of transient process through the channel, the change in water consumption per cycle - the change in pulp density in the drain classifier This leads to the occurrence of self-oscillations of both the finished product of the cycle and the process as a whole, which are known in automation practice, which makes it impossible to achieve maximum level of performance of the cycle and the final product causes the detuning subsequent enrichment steps, object of the invention is a higher precision of stabilization. The goal is achieved by the fact that the system of automatic stabilization of pulp density into the classifier discharge during the wet grinding process, including a sensor and pulp density master, connected to the first and second inputs of the reference element, sequentially connected actuator and electric water flow valve, is equipped with four reference signal adjusters , three integrators, seven multiplication blocks, three addition blocks, a quad, five large scale blocks, two subtraction blocks, and two division blocks the output of the first reference setter is connected to the first input of the first multiplication block, the output of which is connected to the third input of the comparison element, the output of the comparison element is connected to the input of the first integrator, and the first input of the second multiplication unit, the output of which is connected to the first input of the first addition block whose output is connected to the input of the actuator and the first input of the second addition unit, the output of which is connected to the input of the second integrator, the first output of which is connected to the second input of the first About the multiplier and with the input of the third integrator, the second output of the second integrator is connected to the first input of the third multiplication unit, the output of which is connected to the first input of the third addition block, the output of which is connected to the second input of the second addition block, the output of the first integrator is connected to the first input of the fourth block the multiplication, the output of which is connected to the second input of the first addition unit, the output of the second reference signal setting unit is connected to the input of the first scale unit, whose output is connected to the first input, the second division unit and the input of the second scale unit, the output of which is connected to the first input of the second division unit, the output of which is connected to the second input of the fourth multiplication unit, the outputs of the third reference sensor, are connected to the input of the third scale unit and the second input of the fifth multiplication unit, the second the input of which is connected to the output of the third integrator, and the output of the nth multiplication unit is connected to the second input of the third addition unit, the outputs are even. the reference setpoint adjuster is connected to the second input of the third multiplication unit, the quad input, the first input of the sixth multiplication unit and the first input of the seventh multiplication unit, the output of which is connected to the first input, the first subtraction unit, the output of which is connected to the second input of the second division unit,. the outputs of the quad are connected to the second input of the sixth multiplication block and. the first input of the second subtraction unit whose output is connected to the second input of the first division unit, the output of which is connected to the second input of the second multiplication unit, the output of the third scale unit is connected to the second input of the second subtraction unit and the input of the fourth scale unit whose output is connected to the second input of the seventh multiplication unit, the output of the sixth multiplication unit is connected to the input of the fifth scale unit, the output of which is connected to the second input of the first subtraction unit. In FIG. Figure 1 shows the transitional processes of the finished product of the grinding cycle through the channel, the change in the water flow rate and the discharge of the classifier — the change in the pulp density in the drain when the water flow decreases by 6% from the nominal value in FIG. 2 - the same, with an increase in water consumption by 6%; Fig. 3 is a functional block diagram of an automatic control system for wet grinding of a closed cycle. The proposed system includes a pulp density sensor 1, a density setting device 2, a comparison element 3, an actuator 4, a water consumption valve 5, reference signal setting devices 6-9, integrators 10, 11 and 12, multiplication blocks 13-19, blocks 2p , 21 and 22 additions, quad 23, scale blocks 24-28, blocks 29 and 30 subtraction and blocks 31 and 32 divisions. The grinding complex is represented by a mill 33 operating in a closed cycle with classifier 34. The essence of the invention is as follows. The real transition characteristic of the object is shown in FIG. 1 V 2, is approximated by the expression of type V). (T.r.1Gi, (t. (Where k ,, k is the gain factors; T., Tj are constant times; 1 is the lag time Expression (1) by decomposing exp / CXp) in the Taylor series reduces to a simpler expression of the form W (p) (-TP + k) + a, p + a,) (2). - / where a, a, are the dynamic parameters of the process, which follows from the type of neproduct processes shown in Figs 1 and 2, in order to increase the stability and quality of the closed control system, it is necessary to synthesize the structure of the system, which, under control, would be compensated by an unstable numerator the sufficient function of the object and at the same time would have a stability equal to the maximum degree of stability of the system. To do this, we introduce into the structure of the closed control system, parallel to the object, a dynamic filter of the p + + type and applying to its input the resultant control from the system, and its output to the input control unit of the control system with a linear PI controller. In this case, the transfer function of the closed system has the form WpCp) Kp (.p + + KK + KK), (4) where k "; and К „- settings of the PI-regulator. To synthesize the optimal structure of the object control system (2), it is necessary to select such settings of the parameters K and KV, so that the stability of the system for the object (2) .- coincides with the maximum degree of stability for the closed-loop system; yes (4), the maximum degree of stability (jj, is equal to the rightmost root p of the characteristic equation of the closed system (4), m. e. p. We find p by differentiating twice the denominator of expression (4) and equating it to zero ,. For that so that the quality of control of the object (2) is not worse than the quality of control of the object (4) or object (1), layering See the roots on the p. The transfer function of the regulating part of the system is -qa ,,,) 1 WplP) -r- 27 kr Thus, the optimal structure of the cHCTeNW control is synthesized and includes elements with transfer functions and (3) and (5), which corresponds to the transfer function of the closed-loop system (4), where the parameters T, k, a and a are determined initially for the removed experimental transients of the form shown in Figs. 1 and 2. Considering the above, the synthesized control system can beat the zagan: in the form of the following system of equations U (t) (t)) dt о e (((tbx (t) xf11yh, a) (t) Q, X, pttl + C3l, X, (thU (t) where (t) and x (t) are the first and second derivatives of x (p (t)). The automatic control system shown in Fig. 3 implements the optimal structure developed and operates as follows. The current pulp density signal in the classifier drain from sensor 1 is fed to the comparison element 3, where it is first added to the signal from the first multiplication unit 13, then compared to the specified value. density from setting unit 2 density. The magnitude of the mismatch from the output of the comparison element 3 is fed to the multiplication unit 14 and through the integrator 10 to the multiplication unit 16. In multiplication blocks 14 and 16, the error signals are multiplied by the signals from the division blocks 31 and 32, respectively, and then summed up in the add block 20. The blocks 31 and 32 divide the signals to the add block 20, the signal of which is determined by the expression (5) о It goes to the actuator 4 of the water consumption valve 5, optimally changing the water flow to the drain of the classifier, not allowing emergency fluctuations o With this, the control signal from the output of the adding unit 20 is supplied to the adding unit 21, where it is added to the signal from the adding unit 22. The signal after the second integrator 11 is multiplied in the block 13 multiplied by the value of the parameter T specified by the setting unit b of the reference signals. Values a and a are set by control points 8 and 9 of the reference signals. The set value of the parameter K, set by the setting unit of 7 reference signals, is fed successively to the scale blocks 24 and 25 “The set value of the parameter а goes to the quad, from the output of which the signal equal to a | , enters multiplication unit 18, in which it is multiplied by the value of a from setpoint control signal 9 The signal from the output of multiplication unit 18, equal to a, goes to scale unit 28, the signal of value a from output control dial of 8 signal enters sequentially on scale blocks of 26 and 27, and in multiplication unit 19, the signal, equal to a, is multiplied by the value of a from setting unit 9 of reference signals. Thus, the system controls the flow of water into the drain of the classifier and the process as a whole, without admitting the occurrence of emergency fluctuations of the finished product in the discharge of the classifier. Dispersion of granular composition fluctuations is reduced by 25-30%, the overall performance of the cycle increases; in the finished class, the grinding process control ensures the maintenance of the optimum grinding aggregate performance on the initial power, taking into account the grindability and size of the initial product, given the requirements for the optimal grain size and optimum pulp density in the discharge of the classifier corresponding to the quality of the processed material. The quality of the process control is improved by taking into account the structure of the transfer function of the object during the formation of controls. The yield of the finished product increases by 0.22%, the fluctuations of the particle size distribution noticeably decrease, the annual production of concentrate increases by 0.5%, the loss of the useful component in O tails decreases by 2%. O GO 720 78 O Jffff FIG. / i, c