一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法技术方案

一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法，第一步，磨机筒壁振动信号的采集；第二步，数据采集、处理、通信和存储；第三步，转换为能量值在圆周内分布；第四步，磨机载荷状态与磨机筒壁振动数据特征值的标定；第五步，智能调速；采用振动传感器直接测量磨机内介质冲击磨机筒壁的振动情况，测量手段更直接，抗干扰能力更强，测量信号特征更明显，安全可靠，经济实用，根据振动数据能量分布图，操作人员可以准确的判断出磨机内物料填充率的高低及钢球磨矿效果的好坏，进而为操作人员进行磨矿工艺调节提供直接判断依据。

Method for detecting energy distribution in grinder intelligent automatic speed regulating system

An energy distribution of the ball mill intelligent automatic speed control system of the mill detection method, the first step, a barrel wall vibration signal acquisition; the second step, data acquisition, processing, communication and storage; the third step for converting energy value distribution in circumference; the fourth step, the calibration of mill load state and the barrel wall vibration data characteristic value; the fifth step, intelligent control; direct measurement of vibration mill medium impact grinder cylinder wall with vibration sensor, measuring means more direct, stronger anti-interference ability, the measuring signal features more obvious, safe and reliable, economical and practical, according to the vibration data of energy distribution, the operator can accurately determine the level and the ball mill material filling rate of grinding effect, and grinding process regulation provide direct basis to judge the operating personnel.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磨机筒体转速的自动调节系统，，尤其是一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法。
技术介绍
磨机是建材、冶金、有色、电力、矿山等行业将固体物料大颗粒转化为微小颗粒的核心设备。磨机从结构上可以划分为球磨机、自磨机、半自磨机和棒磨机等四种。从功能上又可以划分为矿用磨机、水泥磨机、煤磨机和氧化铝磨机等多种类型。钢球是磨机内最主要的研磨介质，磨机靠一定的转速将筒体的钢球带起一定的高度以一定的初速度抛落或泄落冲击磨机筒体的物料，使磨机内大块物料变小，小块物料变为粉末。变成粉末的产品再经过分级设备，将合格粒度的产品分离出来，不合格的产品再返回磨机内继续研磨。在磨机工作过程中，随着磨机给料粒度大小和硬度大小的变化以及随着衬板的磨损衬板提升能力降低，磨机的磨矿速度都会受到影响，造成磨机筒体的载荷水平不断发生变化，如果载荷水平过低会造成衬板加剧磨损，降低衬板使用寿命，如果载荷水平过高会造成磨机过载，造成磨机非常停机，降低磨机的设备作业率。为了使磨机内的载荷水平尽可能保持稳定，调节磨机转速是最重要的调整策略之一。当磨机筒体内的载荷水平过低，则调节磨机降低转速，以在不影响磨矿效果的前提下，保护衬板；当磨机筒体内载荷水平过高，则调节磨机提高转速，加快磨机内的磨矿速度使得磨机的载荷水平保持稳定，进而使得生产保持稳定。其中，载荷水平高低的判断和磨机转速调节量的大小是关键内容，长期以来选矿厂都是靠操作人员的经验进行判断，其缺点非常明显，比如受人为因素影响较强，调节滞后，劳动强度大，为保持生产稳定调节量，需要操作人员24小时进行监视调节。鉴于上述原因，现研发出一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法，采用振动传感器直接测量磨机内介质冲击磨机筒壁的振动情况，测量手段更直接，抗干扰能力更强，测量信号特征更明显，安全可靠，经济实用，根据振动数据能量分布图，操作人员可以准确的判断出磨机内物料填充率的高低及钢球磨矿效果的好坏，进而为操作人员进行磨矿工艺调节提供直接判断依据。本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法，所述磨机智能自动调速系统是由磨机、基台、电机、立架、无线振动传感器、触发器、调速器、低压控制柜、数据采集模块、交换机、无线振动信号接收器、交流电源、无线振动信号处理及智能调速策略系统构成；基台的一侧设置磨机，磨机的下方设置立架，基台上方一侧设置电机，电机驱动磨机旋转，磨机上设置无线振动传感器，所述立架上设置触发器，电机与低压控制柜之间设置调速器，低压控制柜与交换机之间设置数据采集模块，交换机设置于无线振动信号处理及智能调速策略系统与无线振动信号接收器之间，无线振动信号接收器一侧设置交流电源，电机、调速器、低压控制柜、数据采集模块、交换机、无线振动信号接收器、交流电源、无线振动信号处理及智能调速策略系统相互之间设置导线；所述磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法为：第一步，磨机筒壁振动信号的采集；第二步，数据采集、处理、通信和存储；第三步，转换为能量值在圆周内分布；第四步，磨机载荷状态与磨机筒壁振动数据特征值的标定；第五步，智能调速。所述磨机筒壁振动信号的采集方法为：无线振动传感器的内端固定设置在磨机内表面的衬板上，外端露出磨机外表面，无线振动传感器直接检测磨机内介质冲击磨机筒壁的能量大小，在磨机正常运行过程中，无线振动传感器跟随磨机同步旋转，无线振动传感器靠近立架上的触发器时，触发器发出开始信号，无线振动传感器开始检测磨机内介质冲击磨机筒壁的振动数据，当无线振动传感器跟随磨机同步旋转再次靠近触发器时，触发器发出停止信号，无线振动传感器停止检测振动数据，一个周期的振动数据采集结束，即采集的振动数据为磨机旋转一周磨机内介质冲击磨机筒壁的振动数据，采集到磨机旋转一周的振动数据通过无线通讯协议传输到无线振动信号接收器；在触发器内设定停顿时间，停顿时间完时，触发器向靠近的无线振动传感器再次发出开始信号，按以上步骤循环往复。所述数据采集、处理、通信和存储方法为：无线振动信号接收器接收到无线振动传感器采集的振动数据，振动数据在无线振动信号接收器和交换机之间利用TCP/IP协议进行通讯，交换机再将经过处理后的振动数据传输到无线振动信号处理及智能调速策略系统，无线振动信号处理及智能调速策略系统为振动数据采集部分设置了人机界面，用来设置振动数据的采样频率和采样波长，通过分析不同采样频率及采样波长下振动特征值的情况，进而确定最佳的采集参数；无线振动信号处理及智能调速策略系统依次经交换机、数据采集模块、低压控制柜、调速器通过电机驱动磨机旋转，数据采集模块采集磨机运行过程中的工艺数据，工艺数据在数据采集模块和交换机之间利用OPC协议进行通讯，交换机再将经过处理后的工艺数据传输到无线振动信号处理及智能调速策略系统；磨机运行过程中的工艺数据与磨机内介质冲击磨机筒壁的振动数据有相同的时间戳，保证在同一时刻下同时采集磨机运行过程的工艺数据与磨机筒壁的振动数据，所采集的磨机运行过程的工艺数据与磨机筒壁的振动数据均储存在无线振动信号处理及智能调速策略系统的数据库中。所述转换为能量值在圆周内分布方法为：对无线振动信号处理及智能调速策略系统的数据库中所存储的磨机运行过程的工艺数据与磨机内介质冲击磨机筒壁的振动数据转化为能量值，然后将各测量点的能量值数据按照设定的计算方法均匀分布在360°圆周内，即得到磨机旋转一周磨机内介质冲击磨机筒壁的能量在筒体360°圆周内的能量分布图。所述磨机载荷状态与磨机筒壁振动数据特征值的标定方法为：磨机在相同的转速下，不同的载荷状态对磨机筒壁振动数据的能量分布有明显的差别，根据该能量分布及磨机当前的功率及油压值，智能判断磨机内的载荷水平，对磨机在不同转速和不同载荷状态下的振动数据进行统计对比后，得到三种不同的磨机物料载荷水平下对应的振动数据能量分布图，振动数据能量分布图中显示出三种振动特征值，即三种不同转速和不同载荷状态下的振动数据有明显区别；在投入使用的初期，无线振动信号处理及智能调速策略系统首先对三种振动特征值所对应的磨机工况在无线振动信号处理及智能调速策略系统内进行标定，标定的目的是能够使无线振动信号处理及智能调速策略系统能够根据磨机的振动数据能量分布情况来反向识别磨机的载荷水平，再采集磨机当前的功率及油压信号作为参考值，选矿厂根据磨机的使用情况不断修改无线振动信号处理及智能调速策略系统的参数设置，最终使得磨机的载荷水平控制到最优状态，有效保证磨机的运行效率；磨机投入运行后，连续采集磨机运行过程中的工艺数据与磨机内介质冲击磨机筒壁的振动数据至少一个月的时间，正常情况下这些数据能够覆盖磨机所有的工作状况，分析所采集到磨机运行过程中的工艺数据与磨机内介质冲击磨机筒壁的振动数据，针对磨机典型的三种工况，记录下三种工况对应的磨机筒壁振动数据特征值的取值范围，完成磨机三种工况和磨机筒壁振动数据的一一对应关系，标定出磨机在正常工作状态下对应的磨机筒壁振动数据特征值、较低载荷状态下对应的磨机筒壁振动数据特征值、较高载荷状态下对应的磨机筒壁振动数据特征值、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法，所述磨机智能自动调速系统是由磨机(1)、基台(2)、电机(3)、立架(4)、无线振动传感器(5)、触发器(6)、调速器(7)、低压控制柜(8)、数据采集模块(9)、交换机(10)、无线振动信号接收器(11)、交流电源(12)、无线振动信号处理及智能调速策略系统(13)构成；其特征在于：基台(2)的一侧设置磨机(1)，磨机(1)的下方设置立架(4)，基台(2)上方一侧设置电机(3)，电机(3)驱动磨机(1)旋转，磨机(1)上设置无线振动传感器(5)，所述立架(4)上设置触发器(6)，电机(3)与低压控制柜(8)之间设置调速器(7)，低压控制柜(8)与交换机(10)之间设置数据采集模块(9)，交换机(10)设置于无线振动信号处理及智能调速策略系统(13)与无线振动信号接收器(11)之间，无线振动信号接收器(11)一侧设置交流电源(12)，电机(3)、调速器(7)、低压控制柜(8)、数据采集模块(9)、交换机(10)、无线振动信号接收器(11)、交流电源(12)、无线振动信号处理及智能调速策略系统(13)相互之间设置导线；所述磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法为：第一步，磨机筒壁振动信号的采集；第二步，数据采集、处理、通信和存储；第三步，转换为能量值在圆周内分布；第四步，磨机载荷状态与磨机筒壁振动数据特征值的标定；第五步，智能调速。...

【技术特征摘要】
1.一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法，所述磨机智能自动调速系统是由磨机(1)、基台(2)、电机(3)、立架(4)、无线振动传感器(5)、触发器(6)、调速器(7)、低压控制柜(8)、数据采集模块(9)、交换机(10)、无线振动信号接收器(11)、交流电源(12)、无线振动信号处理及智能调速策略系统(13)构成；其特征在于：基台(2)的一侧设置磨机(1)，磨机(1)的下方设置立架(4)，基台(2)上方一侧设置电机(3)，电机(3)驱动磨机(1)旋转，磨机(1)上设置无线振动传感器(5)，所述立架(4)上设置触发器(6)，电机(3)与低压控制柜(8)之间设置调速器(7)，低压控制柜(8)与交换机(10)之间设置数据采集模块(9)，交换机(10)设置于无线振动信号处理及智能调速策略系统(13)与无线振动信号接收器(11)之间，无线振动信号接收器(11)一侧设置交流电源(12)，电机(3)、调速器(7)、低压控制柜(8)、数据采集模块(9)、交换机(10)、无线振动信号接收器(11)、交流电源(12)、无线振动信号处理及智能调速策略系统(13)相互之间设置导线；所述磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法为：第一步，磨机筒壁振动信号的采集；第二步，数据采集、处理、通信和存储；第三步，转换为能量值在圆周内分布；第四步，磨机载荷状态与磨机筒壁振动数据特征值的标定；第五步，智能调速。2.根据权利要求1所述的一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法，其特征在于：所述磨机(1)筒壁振动信号的采集方法为：无线振动传感器(5)的内端固定设置在磨机(1)内表面的衬板上，外端露出磨机(1)外表面，无线振动传感器(5)直接检测磨机(1)内介质冲击磨机(1)筒壁的能量大小，在磨机(1)正常运行过程中，无线振动传感器(5)跟随磨机(1)同步旋转，无线振动传感器(5)靠近立架(4)上的触发器(6)时，触发器(6)发出开始信号，无线振动传感器(5)开始检测磨机(1)内介质冲击磨机(1)筒壁的振动数据，当无线振动传感器(5)跟随磨机(1)同步旋转再次靠近触发器(6)时，触发器(6)发出停止信号，无线振动传感器(5)停止检测振动数据，一个周期的振动数据采集结束，即采集的振动数据为磨机(1)旋转一周磨机(1)内介质冲击磨机(1)筒壁的振动数据，采集到磨机(1)旋转一周的振动数据通过无线通讯协议传输到无线振动信号接收器(11)；在触发器(6)内设定停顿时间，停顿时间完时，触发器(6)向靠近的无线振动传感器(5)再次发出开始信号，按以上步骤循环往复。3.根据权利要求2所述的一种磨机智能自动调速系统磨机内能量分布的检测方法，其特征在于：所述数据采集、处理、通信和存储方法为：无线振动信号接收器(11)接收到无线振动传感器(5)采集的振动数据，振动数据在无线振动信号接收器(11)和交换机(10)之间利用TCP/IP协议进行通讯，交换机(10)再将经过处理后的振动数据传输到无线振动信号处理及智能调速策略系统(13)，无线振动信号处理及智能调速策略系统(13)为振动数据采集部分设置了人机界面，用来设置振动数据的采样频率和采样波长，通过分析不同采样频率及采样波长下振动特征值的情况，进而确定最佳的采集参数；无线振动信号处理及智能调速策略系统(13)依次经交换机(10)、数据采集模块(9)、低压控制柜(8)、调速器(7)通过电机(3)驱动磨机(1)旋转，数据采集模块(9)采集磨机(1)运行过程中的工艺数据，工艺数据在数据采集模块(9)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，陈松战，姬建钢，解华华，赵虎，王成伟，韩春阳，张航，喻晓，段天琦，郑竞，刘建平，李超，周洁，王晓兵，杜明凯，袁龙，和蕴峰，李客，贺炎炎，孔文杰，董节功，
申请(专利权)人：洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41