專利名稱：球磨機負荷自動控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于球磨機負荷的自動控制儀器，特別涉及一種可對球磨機的負荷進行在線監(jiān)測和反饋控制的儀器。
球磨機是一種大功率粉磨設(shè)備，運行時負荷是否正常對于提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量、降低電耗至關(guān)重要。專利號為ZL96215436.9的中國專利公開了一種“拾音式球磨機負荷變送器”，由振動傳感器、前級放大電路、分頻電路、特征譜識別電路、有效值計算電路、負荷計算電路、函數(shù)計算電路、歸一化電路、伏安轉(zhuǎn)換電路和運行狀態(tài)分析電路構(gòu)成。此種儀器通過噪聲分析來計算識別球磨機的負荷量，雖然得到的數(shù)據(jù)較準確，但其不足之處是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且只具有檢測功能。專利號為ZL96217993.0的中國專利公開了一種“磨音電耳”，由主機、傳感器兩大部分構(gòu)成，主機為8751單片機，設(shè)有RS-232接口和4～20mA模擬電流輸出接口。此種磨音電耳雖然結(jié)構(gòu)簡單，但也僅具有球磨機負荷的檢測功能。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種球磨機負荷自動控制儀，它不僅具有檢測功能，而且能根據(jù)所檢測到的負荷及時調(diào)整，使球磨機始終運行在最佳料位上。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的通過計算機對球磨機系統(tǒng)運行時鋼球與襯板、鋼球與物料碰撞時發(fā)出的聲音進行采集，這些采集信號通過調(diào)整球磨機系統(tǒng)給料機的給料速度所對應(yīng)的料位來得到，利用聲發(fā)射技術(shù)對信號進行時域和頻域分析，從而建立起適用于計算機控制球磨機負荷的模型。本實用新型提供的球磨機負荷自動控制儀包括音頻傳感器，二次放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、撥盤I、撥盤II、F/V轉(zhuǎn)換器、可調(diào)電源、I/O接口、鍵盤和顯示器。音頻傳感器安裝在球磨機旁，接收物料破碎和變形釋放出的聲發(fā)射波并轉(zhuǎn)換成電信號及將電信號進行一次放大；二次放大濾波電路的輸入端與音頻傳感器的輸出端相連，其輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器，將音頻傳感器輸出的電信號二次放大、濾波后輸入A/D轉(zhuǎn)換器；A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接單片機的輸入端，將所接收到的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入單片機處理；撥盤I的輸出端接單片機的輸入端，根據(jù)現(xiàn)場情況提供給料機構(gòu)的起動電流參考值；撥盤II的輸出端接單片機的輸入端，提供球磨機處于空磨與脹磨狀態(tài)的音頻值；F/V轉(zhuǎn)換器的輸入端接單片機的輸出端，其輸出端接可調(diào)電源的輸入端，將從單片機接收到的反映球磨機負荷狀況的頻率信號處理后轉(zhuǎn)換成電壓或電源信號輸入可調(diào)電源；可調(diào)電源的輸出端接給料機構(gòu)，根據(jù)球磨機的負荷狀況對給料機構(gòu)的給料速度進行控制；I/O接口與單片機、鍵盤、顯示器相連，將鍵盤發(fā)出的信號輸入單片機，將單片機輸出的反映球磨機負荷狀況的信號輸送至顯示器。
為了更好地實現(xiàn)發(fā)明目的，本實用新型還采取了以下技術(shù)措施
1.設(shè)置了與單片機輸入端相連的上位機接口及與單片機輸出端相連的D/A轉(zhuǎn)換器、與D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端相連的二次儀表接口，以便實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)。
2.可調(diào)電源選用調(diào)頻電源或伺服電源。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。
圖1是根據(jù)本實用新型所提出的球磨機負荷自動控制儀的一種結(jié)構(gòu)框圖；圖2是根據(jù)本實用新型所提出的球磨機負荷自動控制儀的又一種結(jié)構(gòu)框圖，設(shè)置了上位機接口及D/A轉(zhuǎn)換器和二次儀表接口；圖3是音頻傳感器的一種原理圖；圖4是二次放大濾波電路的一種原理圖。
以下結(jié)合
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)。
實施例1本實施例中的球磨機負荷自動控制儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由單片機、音頻傳感器、二次放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、撥盤I、撥盤II、I/O接口、鍵盤、顯示器、F/V轉(zhuǎn)換器、可調(diào)電源組成。單片機選用8031型，A/D轉(zhuǎn)換器選用Max180型，I/O接口選用8279型、顯示器選用LED型，F(xiàn)/V轉(zhuǎn)換器選用LM331型，可調(diào)電源選用日本三棱公司生產(chǎn)SF-1調(diào)頻電源，撥盤I、撥盤II均選用0-9撥鍵，鍵盤選用觸模式按鍵；音頻傳感器的結(jié)構(gòu)如圖3所示，由音頻敏感元件及運算放大器IC1與電阻R1R2R3R4構(gòu)成的放大電路，運算放大器IC2與電容C1C2、電阻R5R6R7R8構(gòu)成的濾波放大電路組成，IC1、IC2均選用OP-07型；二次放大濾波電路的結(jié)構(gòu)如圖4所示，由運算放大器IC3、IC4、IC5及它們所組配的電容C3C4C5C6C7、電阻R9R10R′RR11R12R13R14′R15R16組成，IC3和IC4的正輸入端與音頻傳感器的輸出端相連，IC3的輸出端與IC5的負輸入端相連，IC4的輸出端與IC5的正輸入端相連，IC3、IC4、IC5均選用OP-07型。
實施例2本實施例中的球磨機負荷自動控制儀的結(jié)構(gòu)如圖2所示。與實施例1不同之處是增設(shè)了與單片機輸入端相連的上位機接口及與單片機輸出端相連的D/A轉(zhuǎn)換器、與D/A轉(zhuǎn)換器相連的二次儀表接口。上位機接口選用RS485型，D/A轉(zhuǎn)換器選用0832型，二次儀表接口選用4-20mA接線端，可調(diào)電源選用SDC-I伺服電源。本實施例中的其它構(gòu)件的選用或結(jié)構(gòu)同實施例1。
本實用新型具有以下優(yōu)點1.與軟件相配合，有效地解決了球磨機控制系統(tǒng)的滯后現(xiàn)象，響應(yīng)時間可達到1分鐘之內(nèi)。
2.節(jié)能效果明顯，能達到8％以上。
3.抗干擾性強，在各種惡劣環(huán)境中均能正常工作。
4.結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、性能可靠，成本與類似儀器相比可降低50％以上。
權(quán)利要求1.一種球磨機負荷自動控制儀，包括音頻傳感器、二次放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、I/O接口、鍵盤、顯示器，其特征在于還包括撥盤I、撥盤II、F/V轉(zhuǎn)換器和可調(diào)電源，音頻傳感器安裝在球磨機旁，接收物料破碎和變形釋放出的聲發(fā)射波并轉(zhuǎn)換成電信號及將電信號進行一次放大，二次放大濾波電路的輸入端與音頻傳感器的輸出端相連，其輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器，將音頻傳感器輸出的電信號二次放大、濾波后輸入A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接單片機的輸入端，將所接收的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入單片機處理，撥盤I的輸出端接單片機的輸入端，根據(jù)現(xiàn)場情況提供給料機構(gòu)的起動電流參考值，撥盤II的輸出端接單片機的輸入端，提供球磨機處于空磨與脹磨狀態(tài)的音頻值，F(xiàn)/V轉(zhuǎn)換器的輸入端接單片機的輸出端，其輸出端接可調(diào)電源的輸入端，將從單片機接收到的反映球磨機負荷狀況的頻率信號處理后轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號輸入可調(diào)電源，可調(diào)電源的輸出端接給料機構(gòu)，根據(jù)球磨機的負荷狀況對給料機構(gòu)的給料速度進行控制，I/O接口與單片機、鍵盤、顯示器相連，將鍵盤發(fā)出的信號輸入單片機，將單片機輸出的反映球磨機負荷狀況的信號輸送至顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨機負荷自動控制儀，其特征在于還設(shè)置有與單片機輸入端相連的上位機接口及與單片機輸出端相連的D/A轉(zhuǎn)換器、與D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端相連的二次儀表接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球磨機負荷自動控制儀，其特征在于可調(diào)電源選用調(diào)頻電源或伺服電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球磨機負荷自動控制儀，其特征在于音頻傳感器由音頻敏感元件及運算放大器IC1與電阻R1R2R3R4構(gòu)成的放大電路，運算放大器IC2與電容C1C2、電阻R5R6R7R8構(gòu)成的濾波放大電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球磨機負荷自動控制儀，其特征在于二次放大濾波電路由運算放大器IC3、IC4、IC5及它們所組配的電容C3C4C5C6C7、電阻R9R10R′RR11R12R13R14R15R16組成，IC3和IC4的正輸入端與音頻傳感器的輸出端相連，IC3的輸出端與IC5的負輸入端相連，IC4的輸出端與IC5的正輸入端相連。
專利摘要一種球磨機負荷自動控制儀,主要由音頻傳感器、二次放大濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、I/O接口、鍵盤、顯示器、撥盤Ⅰ、撥盤Ⅱ、F/V轉(zhuǎn)換器和可調(diào)電源組成。A/D轉(zhuǎn)換器向單片機輸入球磨機實際運行狀況的信號,撥盤Ⅰ提供給料機構(gòu)的起動電流參考值,撥盤Ⅱ提供球磨機處于空磨與脹磨狀態(tài)的音頻值、F/V轉(zhuǎn)換器接收單片機處理后的信號并控制可調(diào)電源對給料機構(gòu)進行無級調(diào)速。此種控制儀能使球磨機始終運行在最佳料位上。
文檔編號B02C25/00GK2368608SQ982291
公開日2000年3月15日 申請日期1998年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月20日
發(fā)明者王庸貴, 楊齊壽, 任德均 申請人:四川省美創(chuàng)機械電子開發(fā)公司