Электропривод роторной дробилки выполнен на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и частотным преобразователем. В систему управления входят датчики, которые контролируют массу на входе дробилки, наличие металлических предметов в общей массе вещества, массу дробимого материала на выходе дробилки. Кроме этого, применяются датчики уровня, вибраций корпуса установки, температуры опор и переполнения входного бункера.
Общее управление роторной дробилкой осуществляется программируемым контроллером. Задачами контроллера являются: управление работой роторной дробилки, реализация режима технического диагностирования, отображение процесса дробления. В состав контроллера входят: NT-терминал, ручной пульт управления, четыре аналоговых модуля ввода и вывода на восемь входов и восемь выходов, два температурных модуля (для контроля температуры подшипников). Количество модулей обусловлено количеством датчиков, контролирующих различные технологические и технические параметры. В ПЗУ контроллера записаны основные предустановочные параметры для процесса дробления. Вся информация о процессе дробления отображается на NT-терминале.
При дроблении реализуются алгоритмы оптимизации, осуществляющие две задачи:
— для заданной производительности дробильного агрегата обеспечить минимальное электропотребление при произвольном временно́м варьировании массы, размеров и физических свойств вещества;
— обеспечить максимальную производительность дробильного агрегата с ограничением мощности электропотребления в системах автономного питания при произвольном временно́м варьировании массы, размеров и физических свойств вещества.
Для решения сформулированных задач оптимизации необходимо иметь математические модели дробильных агрегатов, отражающие физические и энергетические составляющие процесса дробления вещества.
Независимо от типов дробильных агрегатов их математическое описание имеет общую основу, которая в наибольшей степени выражена для роторных дробилок.
Для оптимизации процесса дробления необходимо иметь информацию о следующих переменных:
m1(t), m2(t) – соответственно текущих значениях масс вещества на входе и на выходе дробилки;
ωр(t), Мр(t), iр(t) – соответственно частоте вращения, моменте и токе ротора;
Nc(t), ic(t) – мощности и токе электросети соответственно.
Размеры и физические свойства вещества непосредственно не измеряют, а оценивают косвенно в процессе управления. К ним относятся переменные d1(t), σр(t), δ, характеризующие соответственно условный диаметр вещества на входе дробилки (при его представлении в шарообразном виде), предел прочности материала при растяжении, плотность дробимого вещества. Указанные переменные связаны между собой векторным оператором Fдр, представляющим собой математическое описание дробилки как объекта оптимизации (рис. 7.1), использующая поисковые методы, решает сформулированные ранее задачи оптимизации с векторным оператором FБАО.
Блок оптимизации, реализуемый программным способом на промышленном компьютере, состоит из трёх модулей:
— оценки составляющих баланса энергии агрегата (оператор FБОЭ);
— выработки оценки функционала качества (оператор FБОК);
— выработки управляющего воздействия (оператор Fув)
для реализации режима оптимизации.
Рис. 7.1. Структурная схема управления дробилкой
В качестве алгоритма автоматической оптимизации используется метод прямого спуска (Хука – Дживса), имеющий по отношению к другим алгоритмам (деформируемого симплекса, градиентного спуска, наискорейшего спуска) преимущества в скорости и точности оптимизации.
где С – коэффициент, зависящий от заполнения барабана мельницы;
m – общая масса загрузки барабана мельницы (т=1,1т для металлических мелющих тел; т=2т для керамических мелющих тел; тτ – масса мелющих тел, кг);
η – КПД электропривода.
Для привода крупных шаровых мельниц наиболее широко распространены безредукторные электроприводы с синхронными двигателями частотой вращения 10…12 об/мин и мощностью до 6 МВт.