一种辊压机异常振动的自动控制系统及其辊压机技术方案

本发明专利技术属于机械设备领域，具体涉及一种辊压机异常振动的自动控制系统，以及采用该自动控制系统的辊压机。该系统用于在辊压机异常振动时，对设备的主轴电机转速、实时进料量和液压压力进行逐级调控；进而使得辊压机的超限振动状态恢复平稳。该超限振动控制系统包括：振动测量机构、辊速调节机构、进料调节机构、液压压力调节机构、控制器。振动测量机构采用加速度传感器测量设备振速。控制器与振动测量机构、辊速调节机构、进料调节机构和液压压力调节机构电连接。控制器包括存储单元、数据采集单元、超限评估单元、第一调控单元、第二调控单元，以及第三调控单元。本发明专利技术能解决现有辊压机中各种因素导致的异常振动问题。机中各种因素导致的异常振动问题。机中各种因素导致的异常振动问题。

【技术实现步骤摘要】
一种辊压机异常振动的自动控制系统及其辊压机


[0001]本专利技术属于机械设备领域，具体涉及一种辊压机异常振动的自动控制系统，以及采用该自动控制系统的辊压机。

技术介绍

[0002]辊压机，又名挤压磨、辊压磨或对辊机，是一种高效的粉磨设备。在生料粉磨环节，由于下游工序对生料粉磨成品的颗粒形貌没有特殊要求，可采用辊压机终粉磨系统；在水泥粉磨环节，由于下游商混站对水泥粉磨成品的颗粒形貌有要求，因此大都采用辊压机预粉磨加球磨机的配置，辊压机将大颗粒挤压粉碎并产生大量的内部裂纹，再由球磨机对辊压机的成品进行细磨，达到颗粒大小和颗粒形貌的要求。由于辊压机做功效率较高，因此无论在生料粉磨和水泥粉磨环节，都已获得了广泛的应用。粉磨过程中需要根据原料的物性预设设备的压力、辊缝、转速等参数。当原料的物性变化时，需要同时对辊压机的压力、辊缝、转速等参数设置进行及时调整，以保证生产的稳定和设备的安全。
[0003]现有的水泥粉磨系统中，当出现辊压机振动时，现场操作员会通过对生产的调整来抑制振动，如：减少进料量、调低压力值等。若DCS系统中设置了对设备的运行保护，也可以通过自动检测、自动控制的手段，实现对辊压机振动的实时抑制。
[0004]辊压机设备在工作过程中针对应用场景各不相同，加工的物料性质差异较大，所以造成设备振动的原因往往也是多样的。在此基础上，针对不同类型抖动的最佳控制方法也应有所不同。现有的设备采用的振动抑制控制方法通常仅针对单一设备运行参数进行调整，并采用了简单的负反馈控制逻辑，调控策略较为单调不具有自适应性。因此在处理不同性质的物料导致的设备振动问题时可能存在调控效果差，调控效果滞后的现象。在极端情况下，不适合的调控策略甚至反而会间接导致辊压机逐渐失稳以致损坏。
[0005]辊压机异常振动会造成设备停机、生产不连续、生产效率降低，成本提高。因此，如何有效抑制设备振动是提升辊压机运行稳定性和连续性的一个重要手段。但是，现有技术中各类振动抑制手段的效果仍难以达到要求。

技术实现思路

[0006]为了解决现有辊压机中采用的常规单参数调控策略的振动抑制效果较差，导致设备稳定性和连续性不足的问题，本专利技术提供一种辊压机异常振动的自动控制系统，以及采用该自动控制系统的辊压机。
[0007]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种辊压机异常振动的自动控制系统，该系统用于在辊压机异常振动时，对设备的主轴电机转速、实时进料量和液压压力进行逐级调控；进而使得辊压机的超限振动状态恢复平稳。该超限振动控制系统包括：振动测量机构、辊速调节机构、进料调节机构、液压压力调节机构、控制器。
[0009]其中，振动测量机构用于实时测量辊压机运行过程中机身的振速，并计算出各时
刻对应振动偏移度Sh。辊速调节机构用于根据接收到的控制指令对辊压机主轴电机的转速v进行动态调整。进料调节机构用于根据接收到的控制指令对辊压机的电动进料装置的实时进料量m进行动态调整。液压压力调节机构用于根据接收到的控制指令对辊压机的液压压力d进行动态调整。
[0010]控制器与振动测量机构、辊速调节机构、进料调节机构和液压压力调节机构电连接。并用于根据所述振动测量机构的实时测量结果对辊速调节机构、进料调节机构和液压压力调节机构进行逐级调控。其中，控制器包括存储单元、数据采集单元、超限评估单元、第一调控单元、第二调控单元，以及第三调控单元。
[0011]控制器中，数据存储单元分别用于存储转速调节、进料量调节和液压压力调节时预设最大效应系数δ
1max
、δ
2max
、δ
3max
，预设的目标偏移度、以及转速单控规则表、进料量单控规则表和液压压力单控规则表。数据采集单元用于获取振动测量机构测量出的辊压机的实时振动偏移度Sh。超限评估单元用于根据辊压机的实时振动偏移度Sh和预设的目标偏移度实时评估辊压机当前的振动状态是否超限。
[0012]第一调控单元用于在辊压机的初始状态或经第三调控状单元调控后仍处于振动超限状态时，根据辊压机的实时振动偏移度Sh、转速调节的最大效应系数δ
1max
和转速单控规则表计算出一个对应的转速调幅Δv，并生成一个用于对辊压机的主轴电机进行相应幅度降速的控制指令。
[0013]第二调控单元用于在辊压机经第一调控单元调控后仍处于振动超限状态时，根据辊压机的实时振动偏移度Sh、进料量调节的最大效应系数δ
2max
和进料量单控规则表计算出一个对应的实时进料量调幅Δm，并生成一个用于对辊压机的进料量进行相应幅度调低的控制指令。
[0014]第三调控单元用于在辊压机经第二调控单元调控后仍处于振动超限状态时，根据辊压机的实时振动偏移度Sh、液压压力调节的最大效应系数δ
3max
和液压压力单控规则表计算出一个对应的液压压力调幅Δd，并生成一个用于对辊压机的液压压力进行相应幅度降低的控制指令。
[0015]作为本专利技术进一步的改进，振动测量机构包括至少一个加速度传感器；加速度传感器用于检测辊压机的实时振速。振动偏移度Sh表示辊压机的实时振速大于最大允许振速时，超出部分占最大允许振速的比重。
[0016]作为本专利技术进一步的改进，进料调节机构中，辊压机的实时进料量通过调整辊压机的翻板阀开度完成对应幅度的调节。电动进料装置中包预设有不同翻板阀开度与实时进料量之间的一个映射关系；当电动进料装置接收到控制指令时，则将辊压机的翻板阀开度自动调整至对应值。
[0017]作为本专利技术进一步的改进，转速单控规则表用于表征辊压机振动过程中的不同第一目标调节量Sh对应的转速调节比率V
rate
，二者满足如下的函数关系：
[0018][0019]作为本专利技术进一步的改进，进料量单控规则表用于表征辊压机振动过程中的不同第二目标调节量Sh对应的实时进料量的调节比率M
rate
，二者满足如下的函数关系：
[0020][0021]作为本专利技术进一步的改进，液压压力单控规则表用于表征辊压机振动过程中的不同第三目标调节量Sh对应的液压压力调节比率D
rate
，二者满足如下的函数关系：
[0022][0023]作为本专利技术进一步的改进，在控制器的数据存储单元中，转速调节、进料量调节和液压压力调节的效应系数的取值范围分别为：δ1∈[0.47,0.65]，δ2∈[0.14,0.32]，δ3∈[0.10,0.16]；。最大效应系数δ
1max
、δ
2max
、δ
3max
选择各效应系数的最大值，或在不同应用场景中根据专家经验从效应系数的取值范围内选取最佳值。
[0024]作为本专利技术进一步的改进，在本专利技术提供的控制器的数据存储单元中，预设的目标偏移度的上限为2％。
[0025]作为本专利技术进一步的改进，第一调控单元、第二调控单元和第三调控单元的指令生成过程如下：
[0026](1)先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辊压机异常振动的自动控制系统，其特征在于：其用于在辊压机异常振动时，对设备的主轴电机转速、实时进料量和液压压力进行逐级调控；进而使得辊压机的超限振动状态恢复平稳；所述超限振动控制系统包括：振动测量机构，其用于实时测量辊压机运行过程中机身的振速，并计算出各时刻对应振动偏移度Sh；辊速调节机构，其用于根据接收到的控制指令对辊压机主轴电机的转速v进行动态调整；进料调节机构，其用于根据接收到的控制指令对辊压机的电动进料装置的实时进料量m进行动态调整；液压压力调节机构，其用于根据接收到的控制指令对辊压机的液压压力d进行动态调整；控制器，其与所述振动测量机构、辊速调节机构、进料调节机构和液压压力调节机构电连接；并用于根据所述振动测量机构的实时测量结果对所述辊速调节机构、进料调节机构和液压压力调节机构进行逐级调控；其中，所述控制器包括存储单元、数据采集单元、超限评估单元、第一调控单元、第二调控单元，以及第三调控单元；所述数据存储单元分别用于存储转速调节、进料量调节和液压压力调节时预设最大效应系数δ
1max
、δ
2max
、δ
3max
，预设的目标偏移度、以及转速单控规则表、进料量单控规则表和液压压力单控规则表；所述数据采集单元用于获取振动测量机构测量出的辊压机的实时振动偏移度Sh；所述超限评估单元用于根据辊压机的实时振动偏移度Sh和预设的目标偏移度实时评估辊压机当前的振动状态是否超限；所述第一调控单元用于在辊压机的初始状态或经第三调控状单元调控后仍处于振动超限状态时，根据辊压机的实时振动偏移度Sh、转速调节的最大效应系数δ
1max
和转速单控规则表计算出一个对应的转速调幅Δv，并生成一个用于对辊压机的主轴电机进行相应幅度降速的控制指令；所述第二调控单元用于在辊压机经第一调控单元调控后仍处于振动超限状态时，根据辊压机的实时振动偏移度Sh、进料量调节的最大效应系数δ
2max
和进料量单控规则表计算出一个对应的实时进料量调幅Δm，并生成一个用于对辊压机的进料量进行相应幅度调低的控制指令；所述第三调控单元用于在辊压机经第二调控单元调控后仍处于振动超限状态时，根据辊压机的实时振动偏移度Sh、液压压力调节的最大效应系数δ
3max
和液压压力单控规则表计算出一个对应的液压压力调幅Δd，并生成一个用于对辊压机的液压压力进行相应幅度降低的控制指令。2.如权利要求1所述的辊压机异常振动的自动控制系统，其特征在于：所述振动测量机构包括至少一个加速度传感器，所述加速度传感器用于检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥伟，汪洪波，吴贤斌，李辉，吕敏，郅晓，叶家元，
申请(专利权)人：合肥水泥研究设计院有限公司中国建材集团有限公司中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：