專利名稱：球磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于球磨機(jī)負(fù)荷的自動(dòng)控制儀器，特別涉及一種可對(duì)球磨機(jī)的負(fù)荷進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和反饋控制的儀器。
球磨機(jī)是一種大功率粉磨設(shè)備，運(yùn)行時(shí)負(fù)荷是否正常對(duì)于提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量、降低電耗至關(guān)重要。專利號(hào)為ZL96215436.9的中國專利公開了一種“拾音式球磨機(jī)負(fù)荷變送器”，由振動(dòng)傳感器、前級(jí)放大電路、分頻電路、特征譜識(shí)別電路、有效值計(jì)算電路、負(fù)荷計(jì)算電路、函數(shù)計(jì)算電路、歸一化電路、伏安轉(zhuǎn)換電路和運(yùn)行狀態(tài)分析電路構(gòu)成。此種儀器通過噪聲分析來計(jì)算識(shí)別球磨機(jī)的負(fù)荷量，雖然得到的數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，但其不足之處是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且只具有檢測(cè)功能。專利號(hào)為ZL96217993.0的中國專利公開了一種“磨音電耳”，由主機(jī)、傳感器兩大部分構(gòu)成，主機(jī)為8751單片機(jī)，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(jī)負(fù)荷的檢測(cè)功能。
本實(shí)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(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制儀，它不僅具有檢測(cè)功能，而且能根據(jù)所檢測(cè)到的負(fù)荷及時(shí)調(diào)整，使球磨機(jī)始終運(yùn)行在最佳料位上。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的通過計(jì)算機(jī)對(duì)球磨機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)鋼球與襯板、鋼球與物料碰撞時(shí)發(fā)出的聲音進(jìn)行采集，這些采集信號(hào)通過調(diào)整球磨機(jī)系統(tǒng)給料機(jī)的給料速度所對(duì)應(yīng)的料位來得到，利用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，從而建立起適用于計(jì)算機(jī)控制球磨機(jī)負(fù)荷的模型。本實(shí)用新型提供的球磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)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(jī)、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(jī)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(hào)及將電信號(hào)進(jìn)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(hào)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(jī)的輸入端，將所接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)處理；撥盤I的輸出端接單片機(jī)的輸入端，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況提供給料機(jī)構(gòu)的起動(dòng)電流參考值；撥盤II的輸出端接單片機(jī)的輸入端，提供球磨機(jī)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(jī)的輸出端，其輸出端接可調(diào)電源的輸入端，將從單片機(jī)接收到的反映球磨機(jī)負(fù)荷狀況的頻率信號(hào)處理后轉(zhuǎn)換成電壓或電源信號(hào)輸入可調(diào)電源；可調(diào)電源的輸出端接給料機(jī)構(gòu)，根據(jù)球磨機(jī)的負(fù)荷狀況對(duì)給料機(jī)構(gòu)的給料速度進(jìn)行控制；I/O接口與單片機(jī)、鍵盤、顯示器相連，將鍵盤發(fā)出的信號(hào)輸入單片機(jī)，將單片機(jī)輸出的反映球磨機(jī)負(fù)荷狀況的信號(hào)輸送至顯示器。
為了更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本實(shí)用新型還采取了以下技術(shù)措施
1.設(shè)置了與單片機(jī)輸入端相連的上位機(jī)接口及與單片機(jī)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(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
2.可調(diào)電源選用調(diào)頻電源或伺服電源。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型所提出的球磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制儀的一種結(jié)構(gòu)框圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型所提出的球磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制儀的又一種結(jié)構(gòu)框圖，設(shè)置了上位機(jī)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(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例1本實(shí)施例中的球磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由單片機(jī)、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(jī)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(yùn)算放大器IC1與電阻R1R2R3R4構(gòu)成的放大電路，運(yùn)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(yùn)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(fù)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(shí)施例2本實(shí)施例中的球磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制儀的結(jié)構(gòu)如圖2所示。與實(shí)施例1不同之處是增設(shè)了與單片機(jī)輸入端相連的上位機(jī)接口及與單片機(jī)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(jī)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(shí)施例中的其它構(gòu)件的選用或結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1.與軟件相配合，有效地解決了球磨機(jī)控制系統(tǒng)的滯后現(xiàn)象，響應(yīng)時(shí)間可達(dá)到1分鐘之內(nèi)。
2.節(jié)能效果明顯，能達(dá)到8％以上。
3.抗干擾性強(qiáng)，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(jī)負(fù)荷自動(dòng)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(jī)、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(jī)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(hào)及將電信號(hào)進(jìn)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(hào)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(jī)的輸入端，將所接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)處理，撥盤I的輸出端接單片機(jī)的輸入端，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況提供給料機(jī)構(gòu)的起動(dòng)電流參考值，撥盤II的輸出端接單片機(jī)的輸入端，提供球磨機(jī)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(jī)的輸出端，其輸出端接可調(diào)電源的輸入端，將從單片機(jī)接收到的反映球磨機(jī)負(fù)荷狀況的頻率信號(hào)處理后轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)輸入可調(diào)電源，可調(diào)電源的輸出端接給料機(jī)構(gòu)，根據(jù)球磨機(jī)的負(fù)荷狀況對(duì)給料機(jī)構(gòu)的給料速度進(jìn)行控制，I/O接口與單片機(jī)、鍵盤、顯示器相連，將鍵盤發(fā)出的信號(hào)輸入單片機(jī)，將單片機(jī)輸出的反映球磨機(jī)負(fù)荷狀況的信號(hào)輸送至顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制儀，其特征在于還設(shè)置有與單片機(jī)輸入端相連的上位機(jī)接口及與單片機(jī)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(jī)負(fù)荷自動(dòng)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(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制儀，其特征在于音頻傳感器由音頻敏感元件及運(yùn)算放大器IC1與電阻R1R2R3R4構(gòu)成的放大電路，運(yùn)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(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制儀，其特征在于二次放大濾波電路由運(yùn)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(fù)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(jī)負(fù)荷自動(dòng)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(jī)、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(jī)輸入球磨機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況的信號(hào),撥盤Ⅰ提供給料機(jī)構(gòu)的起動(dòng)電流參考值,撥盤Ⅱ提供球磨機(jī)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(jī)處理后的信號(hào)并控制可調(diào)電源對(duì)給料機(jī)構(gòu)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。此種控制儀能使球磨機(jī)始終運(yùn)行在最佳料位上。
文檔編號(hào)B02C25/00GK2368608SQ982291
公開日2000年3月15日 申請(qǐng)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(qǐng)人:四川省美創(chuàng)機(jī)械電子開發(fā)公司