雷蒙磨出粉粒度自动调节系统及其调节方法

权利要求书： 1.一种雷蒙磨出粉粒度自动调节系统，其特征在于，包括粒度分析仪、雷蒙磨、辅助装置、PLC和计算机；其中雷蒙磨包括主机、分级器、鼓风机、成品旋风分离器、管道装置和电机；分级器包括调速电机、转盘和叶片，用于控制磨粉细度；辅助装置包括颚式破碎机、畚斗提升机、电磁振动给料机和电控柜。

2.一种雷蒙磨出粉粒度自动调节系统，其特征在于，所述粒度分析仪采用激光衍射法测试粒径，定时自动测量干粉流基于体积的粒度分布，测量数据自动传送到计算机，在计算机根据设定的粒度区间，生成实测粒度分布数据，全自动采样；对超高密相的大型工艺管线，增加螺旋输送器以保证取样均匀性。

3.根据权利要求1?2任一项所述的一种雷蒙磨出粉粒度自动调节方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、粒度分析仪测量雷蒙磨出口粒子的粒径分布数据，发送到计算机；

S2、计算机分析粒径分布数据，将实际数值与标准值对比，根据比较结果，若偏移量在允许范围内，不作处理；若偏移量超出允许误差值，计算机上的粒度控制平台根据事先设定的纠正规则计算粒度纠正的方向和幅度，得出相应的雷蒙磨分级器电机调整操作命令；

S3、发送调整命令到PLC；PLC根据收到的命令，发出分级器电机调整信号，调整分级器电机的转速，从而控制分级器叶轮转速，改变磨粉粒度。

4.根据权利要求3所述的一种雷蒙磨出粉粒度自动调节方法，其特征在于，当雷蒙磨出粉粒度的需求改变时，在计算机上修改出粉粒度标准值。

5.根据权利要求3所述的一种雷蒙磨出粉粒度自动调节方法，其特征在于，所述S2中的纠正规则设定如下：(1)预设规则：粒径分布标准值为一组数据，即将粒度分布分为若干区间，区间从左到右按粒度从小到大排列，即左边的粒度小，右边的粒度大，设定每个区间的标准粒度占比；

将粒度分布区间分为3大区块，选定若干个区间为主区块(一般为中间的区间)，左边细粒度区块，中间主区块，右边大粒度区块；

(2)计算机接收到粒度分析仪测量的数据后，将数据按粒度区间分区，并生成区间粒度占比测量值；

(3)测量值与标准值比较时，依次比较各对应区间粒度占比的数值，若该区间的测量值大于标准值，则该区间比较结果标为1，表示该粒度区间占比增加；测量值与标准值的偏差在允许范围内，则该区间比较结果标为0，表示该区间占比没变；测量数值小于标准值，则该区间比较结果标为?1，表示该区间占比减少；

(4)分别计算各大区块的总比较结果Z，即各区块将自己区块内的区间比较结果相加，得到汇总结果Z左、Z中、Z右；

S4、结果分析：Z左＝0，Z中＝0，Z右＝0，没有超出允许范围的偏差，不需要动作；

Z左>0，Z右<0，细粒粉占比偏大，应降低电机转速；

Z左<0，Z右>0，大粒粉占比偏大，应提高转速；

Z左>0，Z中<0，Z右>0，细粒粉和大粒粉占比偏大，中间块占比偏小，再比较Z左和Z右，若Z左>Z右，表示细粒粉离标准值的偏差比大粒粉大，应降低电机转速，减少细粒粉；若Z左

Z左<0，Z中>0，Z右<0，细粒粉和大粒粉占比偏小，中间块占比偏大，再比较|Z左|和|Z右|，若|Z左|>|Z右|，表示细粒粉离标准值的偏差比大粒粉大，应提高电机转速，增加细粒粉；

若|Z左|<|Z右|，表示大粒粉离标准值的偏差比细粒粉大，应降低电机转速，增加大粒粉。

6.根据权利要求4所述的一种雷蒙磨出粉粒度自动调节方法，其特征在于，所述(1)是预设规则，当标准没有改变时，不需要每次设置和读取数据；每次测量出口粒度分布和分析数据时，按S1?S4的步骤计算结果。

7.根据权利要求4所述的一种雷蒙磨出粉粒度自动调节方法，其特征在于，上述调整方向确定后，调整幅度的计算有两种方式，第一种方式是不管偏差大小，按最小幅度调整，调整后再次测量输出粉末粒度，根据粒度再次调整，逐渐修正到标准值允许偏差范围内；第二种方式是根据偏差大小，计算调整幅度，调整电机转速。

8.根据权利要求4所述的一种雷蒙磨出粉粒度自动调节方法，其特征在于，异常处理时，按区间设定异常偏差允许范围，设异常偏差上限为该区间标准值的百分比p1(单位％)，下限为该区间标准值的百分比p2(单位％)，测量值与标准值比较时，若偏差超过异常偏差允许范围，即测量值>标准值*(1+p1)或者测量值<标准值*(1?p2)，则该数据作为异常被记录下来，加入该区间的异常序列；每加入一个新异常数据，判断是否在规定时间段内该区间异常次数达到设定次数m，如果是，则在计算机中提示报警。

说明书： 一种雷蒙磨出粉粒度自动调节系统及其调节方法技术领域[0001] 本发明涉及雷蒙磨技术领域，尤其涉及一种雷蒙磨出粉粒度自动调节系统及其调节方法。背景技术[0002] 雷蒙磨作为一种综合性连续生产量大、单位电耗较小、粉碎比大、粒度均匀且易控制的粉碎机械，在预焙阳极生产中广泛使用。[0003] 雷蒙磨工作原理是将大块状原材料破碎到所需的进料粒度后，由斗式提升机将物料输送到储料仓，然后由电磁给料机送到主机的磨腔内，磨辊在离心力作用下紧紧地滚压在磨环上，由铲刀铲起物料送到磨辊和磨环中间，物料在碾压力的作用下破碎成粉，然后在风机的作用下把成粉的物料吹起来经过分级器分级，达到细度要求的物料通过分级器，达不到要求的重回磨腔继续研磨，通过分级器的物料经旋风分离器分离收集，再经卸料器排出即为成品。[0004] 分级器通过调速电机并经二级减速带动转盘上的叶片旋转，形成对粉子的分级作用。雷蒙磨按需要的成品粉子粒度大小设置叶片转速的快慢。改变叶轮转速可改变磨粉细度，转速越高，细度越小。当要获得较细粒子时，就必须提高叶片的转速，使叶子与粉子接触增加，不合要求的粉子被叶片抛向内壁与气流脱离，粗粒子因自重力的作用落入磨室进行重磨，合格的粉子通过叶片随气流吸入旋风分离器内，气流与粉子分离后，粉子被收集。因此，对于物料强度较差，细料较多的粉料在磨粉过程中需适当降低叶轮转速，而物料强度大、细料少的粉料则需适当增大叶轮转速。[0005] 生产粉料的雷蒙磨设备的稳定运行和工人的熟练操作对粉子粒度的稳定控制起到非常重要的作用。当前，雷蒙磨采用人工在出料口取样，检测粒度分布后，人工操作分级器电机的方式调整出口粉子粒度，通过生产实践调查发现，磨粉设备的运行情况受岗位操作人员的操作技术和经验程度以及物料性质、物料粒度状况影响较大，同时，上述方式有一定的滞后性，不能及时调整出粉粒度，因此，加强改进磨粉设备的操作控制，是稳定粉子质量的必要措施。[0006] 及时调整雷蒙磨控制参数，避免雷蒙磨出口粉子粒度波动过大，减少人工操作的不确定性，加强改进磨粉设备的自动化操作，是本发明将要解决的问题。发明内容[0007] 为了解决上述问题，本发明提出一种雷蒙磨出粉粒度自动调节系统及其调节方法，以更加确切地解决了上述背景技术中所提出的问题。[0008] 本发明通过以下技术方案实现的：[0009] 发明提出一种雷蒙磨出粉粒度自动调节系统，包括粒度分析仪、雷蒙磨、辅助装置、PLC和计算机；其中雷蒙磨包括主机、分级器、鼓风机、成品旋风分离器、管道装置和电机；分级器包括调速电机、转盘和叶片，用于控制磨粉细度；辅助装置包括颚式破碎机、畚斗提升机、电磁振动给料机和电控柜。[0010] 进一步地，所述粒度分析仪采用激光衍射法测试粒径，定时自动测量干粉流基于体积的粒度分布，测量数据自动传送到计算机，在计算机根据设定的粒度区间，生成实测粒度分布数据，全自动采样；对超高密相的大型工艺管线，增加螺旋输送器以保证取样均匀性。[0011] 进一步地，还提供一种雷蒙磨出粉粒度自动调节方法，包括以下步骤：[0012] S1、粒度分析仪测量雷蒙磨出口粒子的粒径分布数据，发送到计算机；[0013] S2、计算机分析粒径分布数据，将实际数值与标准值对比，根据比较结果，若偏移量在允许范围内，不作处理；若偏移量超出允许误差值，计算机上的粒度控制平台根据事先设定的纠正规则计算粒度纠正的方向和幅度，得出相应的雷蒙磨分级器电机调整操作命令；[0014] S3、发送调整命令到PLC；PLC根据收到的命令，发出分级器电机调整信号，调整分级器电机的转速，从而控制分级器叶轮转速，改变磨粉粒度。[0015] 进一步地，当雷蒙磨出粉粒度的需求改变时，在计算机上修改出粉粒度标准值。[0016] 进一步地，所述S2中的纠正规则设定如下：[0017] (1)预设规则：粒径分布标准值为一组数据，即将粒度分布分为若干区间，区间从左到右按粒度从小到大排列，即左边的粒度小，右边的粒度大，设定每个区间的标准粒度占比；将粒度分布区间分为3大区块，选定若干个区间为主区块(一般为中间的区间)，左边细粒度区块，中间主区块，右边大粒度区块；[0018] (2)计算机接收到粒度分析仪测量的数据后，将数据按粒度区间分区，并生成区间粒度占比测量值；[0019] (3)测量值与标准值比较时，依次比较各对应区间粒度占比的数值，若该区间的测量值大于标准值，则该区间比较结果标为1，表示该粒度区间占比增加；测量值与标准值的偏差在允许范围内，则该区间比较结果标为0，表示该区间占比没变；测量数值小于标准值，则该区间比较结果标为?1，表示该区间占比减少；[0020] (4)分别计算各大区块的总比较结果Z，即各区块将自己区块内的区间比较结果相加，得到汇总结果Z左、Z中、Z右；[0021] S4、结果分析：Z左＝0，Z中＝0，Z右＝0，没有超出允许范围的偏差，不需要动作；[0022] Z左>0，Z右<0，细粒粉占比偏大，应降低电机转速；[0023] Z左<0，Z右>0，大粒粉占比偏大，应提高转速；[0024] Z左>0，Z中<0，Z右>0，细粒粉和大粒粉占比偏大，中间块占比偏小，再比较Z左和Z右，若Z左>Z右，表示细粒粉离标准值的偏差比大粒粉大，应降低电机转速，减少细粒粉；若Z左[0025] Z左<0，Z中>0，Z右<0，细粒粉和大粒粉占比偏小，中间块占比偏大，再比较|Z左|和|Z右|，若|Z左|>|Z右|，表示细粒粉离标准值的偏差比大粒粉大，应提高电机转速，增加细粒粉；若|Z左|<|Z右|，表示大粒粉离标准值的偏差比细粒粉大，应降低电机转速，增加大粒粉。[0026] 进一步地，所述(1)是预设规则，当标准没有改变时，不需要每次设置和读取数据；每次测量出口粒度分布和分析数据时，按S1?S4的步骤计算结果。

[0027] 进一步地，上述调整方向确定后，调整幅度的计算有两种方式，第一种方式是不管偏差大小，按最小幅度调整，调整后再次测量输出粉末粒度，根据粒度再次调整，逐渐修正到标准值允许偏差范围内；第二种方式是根据偏差大小，计算调整幅度，调整电机转速。[0028] 进一步地，异常处理时，按区间设定异常偏差允许范围，设异常偏差上限为该区间标准值的百分比p1(单位％)，下限为该区间标准值的百分比p2(单位％)，测量值与标准值比较时，若偏差超过异常偏差允许范围，即测量值>标准值*(1+p1)或者测量值<标准值*(1?p2)，则该数据作为异常被记录下来，加入该区间的异常序列；每加入一个新异常数据，判断是否在规定时间段内该区间异常次数达到设定次数m，如果是，则在计算机中提示报警。[0029] 本发明的有益效果：[0030] 本发明稳定了出料口产品质量，并提高了雷蒙磨的性能，使其能够成功运行更长的时间，同时减少了手动输入，控制器的利用率在95％以上，工艺过程优化。粒度分析仪测量具有非破坏性、快速的优点，实现了测量的完全自动化，可连续测量，并完成实时粒度数据传输；系统实现了连续质量控制和监测，减少了出粉粒度变异，提高了运行的稳定性，确保磨机的运行更接近目标值，出口粒度分布稳定使产品质量稳定，减少了批次间差异，提高了产品质量，雷蒙磨产量更高，电机功耗更低，达到优化的目标。附图说明[0031] 图1为本发明一种实施例雷蒙磨分级器出粉细度自动调节系统图。[0032] 图中：1、分级器；11、分级器电机；12、叶片；2、粒度分析仪；3、PLC；4、计算机。具体实施方式[0033] 为了更加清楚完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。[0034] 实施例[0035] 如图1所示，本发明一个实施例提出的一种雷蒙磨出粉粒度自动调节系统，包括粒度分析仪、雷蒙磨、辅助装置、PLC和计算机；其中雷蒙磨包括主机、分级器、鼓风机、成品旋风分离器、管道装置和电机；分级器包括调速电机、转盘和叶片，用于控制磨粉细度；辅助装置包括颚式破碎机、畚斗提升机、电磁振动给料机和电控柜，所述粒度分析仪采用激光衍射法测试粒径，定时自动测量干粉流基于体积的粒度分布，测量数据自动传送到计算机，在计算机根据设定的粒度区间，生成实测粒度分布数据，全自动采样；对超高密相的大型工艺管线，增加螺旋输送器以保证取样均匀性，采用本系统，当雷蒙磨出粉粒度出现偏差时，可以实时自动校正出粉粒度；或者，当雷蒙磨出粉粒度的需求改变时，在计算机上修改出粉粒度标准值，可以自动调整出粉粒度。[0036] 进一步地，还提供一种雷蒙磨出粉粒度自动调节方法，包括以下步骤：[0037] S1、粒度分析仪测量雷蒙磨出口粒子的粒径分布数据，发送到计算机；[0038] S2、计算机分析粒径分布数据，将实际数值与标准值对比，根据比较结果，若偏移量在允许范围内，不作处理；若偏移量超出允许误差值，计算机上的粒度控制平台根据事先设定的纠正规则计算粒度纠正的方向和幅度，得出相应的雷蒙磨分级器电机调整操作命令；[0039] S3、发送调整命令到PLC；PLC根据收到的命令，发出分级器电机调整信号，调整分级器电机的转速，从而控制分级器叶轮转速，改变磨粉粒度。[0040] 其中，当雷蒙磨出粉粒度的需求改变时，在计算机上修改出粉粒度标准值，所述S2中的纠正规则设定如下：[0041] (1)预设规则：粒径分布标准值为一组数据，即将粒度分布分为若干区间，区间从左到右按粒度从小到大排列，即左边的粒度小，右边的粒度大，设定每个区间的标准粒度占比；将粒度分布区间分为3大区块，选定若干个区间为主区块(一般为中间的区间)，左边细粒度区块，中间主区块，右边大粒度区块；[0042] (2)计算机接收到粒度分析仪测量的数据后，将数据按粒度区间分区，并生成区间粒度占比测量值；[0043] (3)测量值与标准值比较时，依次比较各对应区间粒度占比的数值，若该区间的测量值大于标准值，则该区间比较结果标为1，表示该粒度区间占比增加；测量值与标准值的偏差在允许范围内，则该区间比较结果标为0，表示该区间占比没变；测量数值小于标准值，则该区间比较结果标为?1，表示该区间占比减少；[0044] (4)分别计算各大区块的总比较结果Z，即各区块将自己区块内的区间比较结果相加，得到汇总结果Z左、Z中、Z右；[0045] S4、结果分析：Z左＝0，Z中＝0，Z右＝0，没有超出允许范围的偏差，不需要动作；[0046] Z左>0，Z右<0，细粒粉占比偏大，应降低电机转速；[0047] Z左<0，Z右>0，大粒粉占比偏大，应提高转速；[0048] Z左>0，Z中<0，Z右>0，细粒粉和大粒粉占比偏大，中间块占比偏小，再比较Z左和Z右，若Z左>Z右，表示细粒粉离标准值的偏差比大粒粉大，应降低电机转速，减少细粒粉；若Z左[0049] Z左<0，Z中>0，Z右<0，细粒粉和大粒粉占比偏小，中间块占比偏大，再比较|Z左|和|Z右|，若|Z左|>|Z右|，表示细粒粉离标准值的偏差比大粒粉大，应提高电机转速，增加细粒粉；若|Z左|<|Z右|，表示大粒粉离标准值的偏差比细粒粉大，应降低电机转速，增加大粒粉。[0050] 进一步地，所述(1)是预设规则，当标准没有改变时，不需要每次设置和读取数据；每次测量出口粒度分布和分析数据时，按S1?S4的步骤计算结果，上述调整方向确定后，调整幅度的计算有两种方式，第一种方式是不管偏差大小，按最小幅度调整，调整后再次测量输出粉末粒度，根据粒度再次调整，逐渐修正到标准值允许偏差范围内；第二种方式是根据偏差大小，计算调整幅度，调整电机转速，异常处理时，按区间设定异常偏差允许范围，设异常偏差上限为该区间标准值的百分比p1(单位％)，下限为该区间标准值的百分比p2(单位％)，测量值与标准值比较时，若偏差超过异常偏差允许范围，即测量值>标准值*(1+p1)或者测量值<标准值*(1?p2)，则该数据作为异常被记录下来，加入该区间的异常序列；每加入一个新异常数据，判断是否在规定时间段内该区间异常次数达到设定次数m，如果是，则在计算机中提示报警。

[0051] 具体实施例中，纠正规则允许误差5％以内，粒径分布标准值和3组数据如下表所示：[0052][0053][0054] 具体实施例1，检测数据和区间比较结果、各大区块的汇总结果如表中实测数据1所示。计算机计算结果显示Z左>0，Z右<0，即细粒粉占比偏大，分析结果给出调整方向是降低电机转速；采用第一种调整幅度的方式，按最小调整幅度调整；计算机最后给出PLC的调整命令是电机转速减1。[0055] 具体实施例2，检测数据和区间比较结果、各大区块的汇总结果如表中实测数据2所示。计算机计算结果显示Z左<0，Z右>0，即大粒粉占比偏大，分析结果给出调整方向是提高电机转速；采用第一种调整幅度的方式，按最小调整幅度调整；计算机最后给出PLC的调整命令是电机转速加1。[0056] 具体实施例3，检测数据和区间比较结果、各大区块的汇总结果如表中实测数据3所示。计算机计算结果显示Z左<0，Z中>0，Z右<0，即细粒粉和大粒粉占比偏小，中间块占比偏大，再比较|Z左|和|Z右|，结果是|Z左|<|Z右|，大粒粉离标准值的偏差比细粒粉大，分析结果给出调整方向是降低电机转速；采用第一种调整幅度的方式，按最小调整幅度调整；计算机最后给出PLC的调整命令是电机转速减1。[0057] 具体实施例中，对30?40μm粒度区间，粒度占比标准值为4％，异常处理设定异常偏差允许范围上限p1为90％，下限p2为50％，规定报警时间段为1分钟，设定报警次数m为10，即在1分钟内异常达到10次，则在计算机中提示报警。测量值与标准值比较时，若测量值>标准值异常上限(4％*(1+90％))或者测量值<标准值异常下限(4％*(1?50％))，则该数据作为异常被记录下来，标为1，加入该区间的异常序列；则每加入一个新异常数据，判断是否在1分钟内该区间异常次数达到10次。下表为30?40μm粒度区间某一时间段的异常记录，序号

14的9:32:54的异常，满足1分钟内异常达到10次，触发报警。

[0058][0059] 具体实施例中，选用的粒度分析仪采用激光衍射法测试粒径，通过获取颗粒的散射模式实时输出粒度的分布，在线生成实时粒度数据并传输，实现工艺过程连续测量。测量精确、连续，粒度测量范围0.1?2500μm，系统扫描周期最低可达250毫秒(可调)，每秒最多可测量4次整体粒度的分布，每年可完成超过百万次的测量，实施例中扫描周期为300毫秒，工作压力小于10bar，温度10?70℃，湿度35％?80％(不能冷凝)，提供标准的4?20mA信号输出，OPC、Modbus、Profibus等工业通讯标准接口，可选择光纤通讯、网线通讯、本地USB通讯。分析仪采用多重散射修正技术，样品遮光度范围最高可达95％，完全消除测量时样品浓度波动对结果的影响。全自动采样，无需人工干预，测量数据自动传送到计算机；对超高密相的大型工艺管线(例如水泥厂)，增加螺旋输送器以保证取样均匀性。[0060] 雷蒙磨分级器电机采用三相异步变速电机，由PLC自动控制。[0061] 本发明一种雷蒙磨出粉粒度自动调节系统，自动测量出粉粒度分布，根据测量结果计算调整方向和幅度，自动控制电机转速调整出粉粒度分布，使出粉粒度分布维持在标准值范围内。除了分级器叶片转速，其他参数也会对粉料粒度产生影响，本系统不仅可以控制分级器电机，对其他有关参数也可以联合控制。同时本系统不仅可以应用在雷蒙磨中，在其他磨粉系统中，若可以通过调节参数稳定出口粉料粒度分布，且参数可通过PLC等自动调节，也可以应用本系统。[0062] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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