9.4 Автоматизация процессов дробления

Доставляемая из карьера горная масса подвергается на дробильно-сортировочном заводе дальнейшей механической обработке путем многостадийного дробления. В целях улучшения качест­венных показателей вырабатываемого щебня перед дробилками первой, второй, а иногда и третьей стадий дробления предусматриваются отбор и исключение из технологического потока дробленого материала мелких фракций.

Рисунок 9.8 - Дробилка как объект регулирования

Процесс дробления при рассмотрении дробилки в качестве объекта управления может быть оценен по ряду ее выходных па­раметров, таких как ток I и мощность N, потребляемые приводным двигателем, выходная производительность дробилки Qвых, уровень заполнения камеры дробления h (рисунок 9.8). В качестве управляющих пе­ременных выступают производительность питателя Q_n, подающего материал в камеру дробления, и размер разгрузочной щели 1.

Внешние возмущающие воздействия (крупность D и прочность а исходного материала) носят случайный характер, и их изменение в течение рабочего процесса существенно сказывается на изменении выходных параметров дробилки. Главная цель автоматизации процесса дробления сводится к максимальному использованию мощности, передаваемой на дробление, при дополнительных условиях, накладываемых на выходную производительность и гранулометрический состав дробленного продукта.

Применяемые на дробильно-сортировочных заводах щековые дробилки крупного дробления являются головными агрегатами поточно-транспортных систем по переработке материала. Задача автоматизации таких дробилок сводится к поддержанию неизменной по условиям технологического процесса производительности в поточно-транспортной системе. Поэтому значение производительности дробилки может быть использовано в качестве координаты управления.

Рисунок 9.9 - Схема САС выходной производительности дробилки

Схема системы автоматической стабилизации выходной производительности дробилки (рисунок 9.9) включает в себя конвейер подачи исходного материала 1, дробилку 2, пробоотборник 3, промежуточный бункер 4, пьезодатчик 5, электронный блок гранулометра б и исполнительный механизм с регулирующим органом 7.

Измерение производительности дробилки осуществляется электронным прибором Датчиком системы служит пьезоэлемент, устанавливаемый на определенной высоте под фиксированным углом к потоку. Пьезоэлемент представляет собой поляризованную по толщине керамическую пластинку из титаната бария, с помощью которой серия ударов, вызванных падением кусков различной массы, преобразуется в электрические импульсы напряжения с амплитудами, пропорциональными массам падающих частиц. Импульсы усиливаются, а затем интегрируются операционным усилителем. Полученный сигнал представляет собой измеренное значение производительности материального потока. Отклонение производительности от задания приводит в действие исполнительный механизм конвейера подачи исходного материала и изменяет загрузку камеры дробления.

На конечных стадиях поточно-транспортных систем дробильно-сортировочных заводов используются конусные дробилки мелкого дробления, к которым предъявляется требование под­держания определенного гранулометрического состава готового продукта. Основными факторами, влияющими на процесс дробления и гранулометрический состав щебня, являются изменения физико-механических свойств исходного материала, размер загрузочной щели и скорость качания подвижного конуса. Последние два параметра могут быть приняты в качестве управляющих.

Повысить выход ценных мелких фракций при максимальной производительности можно путём разработки критерия эффективности и поддержания его системой регулирования на максимально возможном уровне.

Рисунок 9.10 - Функциональная схема системы дробления

Система регулирования действует следующим образом. Из начального положения, в котором находится система, производится шаг на уменьшение или увеличение разгрузочной щели дробилки. Если в результате этого движения критерий эффективности процесса дробления увеличивается, то система продолжает двигаться в том же направлении, а если он уменьшается, происходит реверс системы. В окрестности точки экстремума установятся колебания, частота и амплитуда которых будут зависеть от параметров объекта и регулятора.

Функциональные схемы управления всех рассмотренных систем дробления строятся аналогично (рисунок 9.10), включая в себя в качестве объекта (ОУ) дробилку с одним из выходных параметров xi. Формируемый датчиком (Д) сигнал отражает изменение текущего значения параметра управления. Его сравнение с заданной величиной хi3 выявляет значение рассогласования Д. Сигнал ошибки через исполнительный механизм (ИМ) и регулирующий орган (РО) приводит к компенсации действия возмущений f и стабилизации управляемого параметра.

Повышение эффективности функционирования систем дробления идет по пути расширения области параметров, используемых для управления и увеличения числа контуров обратной связи, придающих системам качественно новые свойства.