專利名稱：球磨機負荷自動控制儀的制作方法
技術領域：
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測和反饋控制的儀器。
球磨機是一種大功率粉磨設備，運行時負荷是否正常對于提高產量、保證質量、降低電耗至關重要。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、函數計算電路、歸一化電路、伏安轉換電路和運行狀態分析電路構成。此種儀器通過噪聲分析來計算識別球磨機的負荷量，雖然得到的數據較準確，但其不足之處是結構復雜，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、傳感器兩大部分構成，主機為8751單片機，設有RS-232接口和4～20mA模擬電流輸出接口。此種磨音電耳雖然結構簡單，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有技術的不足，提供一種球磨機負荷自動控制儀，它不僅具有檢測功能，而且能根據所檢測到的負荷及時調整，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的通過計算機對球磨機系統運行時鋼球與襯板、鋼球與物料碰撞時發出的聲音進行采集，這些采集信號通過調整球磨機系統給料機的給料速度所對應的料位來得到，利用聲發射技術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轉換器、單片機、撥盤I、撥盤II、F/V轉換器、可調電源、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射波并轉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轉換器；A/D轉換器的輸出端接單片機的輸入端，將所接收到的電信號轉換成數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，根據現場情況提供給料機構的起動電流參考值；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的音頻值；F/V轉換器的輸入端接單片機的輸出端，其輸出端接可調電源的輸入端，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換成電壓或電源信號輸入可調電源；可調電源的輸出端接給料機構，根據球磨機的負荷狀況對給料機構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。
為了更好地實現發明目的，本實用新型還采取了以下技術措施
1.設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轉換器、與D/A轉換器的輸出端相連的二次儀表接口，以便實現計算機聯網。
2.可調電源選用調頻電源或伺服電源。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。
圖1是根據本實用新型所提出的球磨機負荷自動控制儀的一種結構框圖；圖2是根據本實用新型所提出的球磨機負荷自動控制儀的又一種結構框圖，設置了上位機接口及D/A轉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。
以下結合
本實用新型的具體結構。
實施例1本實施例中的球磨機負荷自動控制儀的結構如圖1所示，由單片機、音頻傳感器、二次放大濾波電路、A/D轉換器、撥盤I、撥盤II、I/O接口、鍵盤、顯示器、F/V轉換器、可調電源組成。單片機選用8031型，A/D轉換器選用Max180型，I/O接口選用8279型、顯示器選用LED型，F/V轉換器選用LM331型，可調電源選用日本三棱公司生產SF-1調頻電源，撥盤I、撥盤II均選用0-9撥鍵，鍵盤選用觸模式按鍵；音頻傳感器的結構如圖3所示，由音頻敏感元件及運算放大器IC1與電阻R1R2R3R4構成的放大電路，運算放大器IC2與電容C1C2、電阻R5R6R7R8構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構如圖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構如圖2所示。與實施例1不同之處是增設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轉換器、與D/A轉換器相連的二次儀表接口。上位機接口選用RS485型，D/A轉換器選用0832型，二次儀表接口選用4-20mA接線端，可調電源選用SDC-I伺服電源。本實施例中的其它構件的選用或結構同實施例1。
本實用新型具有以下優點1.與軟件相配合，有效地解決了球磨機控制系統的滯后現象，響應時間可達到1分鐘之內。
2.節能效果明顯，能達到8％以上。
3.抗干擾性強，在各種惡劣環境中均能正常工作。
4.結構簡單、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轉換器和可調電源，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射波并轉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轉換器，A/D轉換器的輸出端接單片機的輸入端，將所接收的電信號轉換成數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，根據現場情況提供給料機構的起動電流參考值，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的音頻值，F/V轉換器的輸入端接單片機的輸出端，其輸出端接可調電源的輸入端，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換成電壓或電流信號輸入可調電源，可調電源的輸出端接給料機構，根據球磨機的負荷狀況對給料機構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.根據權利要求1所述的球磨機負荷自動控制儀，其特征在于還設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轉換器、與D/A轉換器的輸出端相連的二次儀表接口。
3.根據權利要求1或2所述的球磨機負荷自動控制儀，其特征在于可調電源選用調頻電源或伺服電源。
4.根據權利要求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構成的放大電路，運算放大器IC2與電容C1C2、電阻R5R6R7R8構成的濾波放大電路組成。
5.根據權利要求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轉換器、單片機、I/O接口、鍵盤、顯示器、撥盤Ⅰ、撥盤Ⅱ、F/V轉換器和可調電源組成。A/D轉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的音頻值、F/V轉換器接收單片機處理后的信號并控制可調電源對給料機構進行無級調速。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 優先權日1998年7月20日
發明者王庸貴, 楊齊壽, 任德均 申請人:四川省美創機械電子開發公司