[实用新型]球磨机节能控制系统

说明书

本实用新型公开了一种球磨机节能控制系统，包括信号采集单元、数据处理单元、评估单元和优化控制单元；所述信号采集单元包括内部振动信号采集模块、外部振动信号采集模块和工作电流信号采集模块；所述评估单元包括参数提取模块、智能决策评估模块和嵌入式工控机硬件平台，所述嵌入式工控机硬件平台用于所述参数提取模块和所述智能决策评估模块运行；所述优化控制单元包括模型辨识模块、工况识别模块和稳定性分析模块。本实用新型通过对球磨机的运行状态进行监测，并通过RBP神经网络与球磨机的负荷状态联系，实现球磨机运行状态的智能评估；又且，通过优化控制单元确保球磨机运行状态的稳定性，减轻人工操作的负担，提高球磨机的研磨质量。

技术领域

本实用新型属于球磨机节能技术领域，特别是涉及一种球磨机节能控制系统。

背景技术

球磨机作为物料加工碎化的关键设备，在矿产、水泥、化工、电力等多个行业得到广泛应用。该设备具有容量大、破碎比高、运动稳定的优点，但存在负荷检测难度大、能耗高、损耗大等缺点。

表征球磨机运行状态的一个重要参数是球磨机负荷，包括钢球负荷、物料负荷和水负荷。其中，钢球负荷表征了球磨机的研磨能力，物料负荷表征了球磨机的生产能力，水负荷表征了球磨机的研磨环境条件和磨矿浓度条件。这三种负荷因素所构成的总负荷即决定了球磨机的运动效率和能耗情况。

球磨机研磨质量的好坏直接决定着成品合格率的高低，而提高研磨质量的最重要的途径就是保持球磨机负荷的相对稳定。这样不仅可以提高成品质量，而且能够降低电耗，减少对设备的损耗，达到节能降耗的目的，从而降低企业的生产成本。传统的人工操作常常出现偏空磨或偏饱磨的现象，导致球磨机负荷的剧烈波动，而采用一般的PID控制方法也很难达到预期的控制效果。这些方式主要受到下面问题的限制：

(1)球磨机负荷监测难度大，保证球磨机在最佳负载状态下工作的可控性不强，容易出现饱磨、空磨等非正常工况。传感器测得的振动信号通过DSP+MCU的架构进行信息存储、负荷预测及报警操作，硬件设计比较复杂；

(2)获取球磨机运行状态信号(包含振动信号和球磨机工作电流信号)的精度不高，导致对球磨机运行负荷状态的评估不准确；

(3)现有工程实践中，一般采用人工经验操作方式来控制球磨机，这种简单方式的缺陷在于过度依赖人工经验，人工操作方式不仅不能获取稳定的研磨质量，而且在物料使用和生产用电方面会形成较大的浪费，对生产安全也会形成一定的负面影响。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种球磨机节能控制系统，通过对球磨机的运行状态进行监测，并通过RBP神经网络与球磨机的负荷状态联系，实现球磨机运行状态的智能评估；又且，通过优化控制单元确保球磨机运行状态的稳定性，减轻人工操作的负担，提高球磨机的研磨质量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种球磨机节能控制系统，包括信号采集单元、数据处理单元、评估单元和优化控制单元；

所述信号采集单元包括内部振动信号采集模块、外部振动信号采集模块和工作电流信号采集模块；所述内部振动信号采集模块设有4个，4个所述内部振动信号采集模块以90°间距分布在球磨机的滚筒内壁上；所述外部振动信号采集模块设有3个，3个所述外部振动信号采集模块分布在球磨机的滚筒外壁的两端和中间；所述工作电流信号采集模块位于球磨机的驱动电机上；

所述评估单元包括参数提取模块、智能决策评估模块和嵌入式工控机硬件平台，所述嵌入式工控机硬件平台用于所述参数提取模块和所述智能决策评估模块运行；

所述优化控制单元包括模型辨识模块、工况识别模块和稳定性分析模块；

所述内部振动信号采集模块、外部振动信号采集模块和工作电流信号采集模块分别与所述数据处理单元的输入端电连接，所述优化控制单元和所述评估单元分别与所述数据处理单元的输出端电连接；