专利名称：球磨机负荷自动控制仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于球磨机负荷的自动控制仪器，特别涉及一种可对球磨机的负荷进行在线监测和反馈控制的仪器。
球磨机是一种大功率粉磨设备，运行时负荷是否正常对于提高产量、保证质量、降低电耗至关重要。专利号为ZL96215436.9的中国专利公开了一种“拾音式球磨机负荷变送器”，由振动传感器、前级放大电路、分频电路、特征谱识别电路、有效值计算电路、负荷计算电路、函数计算电路、归一化电路、伏安转换电路和运行状态分析电路构成。此种仪器通过噪声分析来计算识别球磨机的负荷量，虽然得到的数据较准确，但其不足之处是结构复杂，且只具有检测功能。专利号为ZL96217993.0的中国专利公开了一种“磨音电耳”，由主机、传感器两大部分构成，主机为8751单片机，设有RS-232接口和4～20mA模拟电流输出接口。此种磨音电耳虽然结构简单，但也仅具有球磨机负荷的检测功能。
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种球磨机负荷自动控制仪，它不仅具有检测功能，而且能根据所检测到的负荷及时调整，使球磨机始终运行在最佳料位上。
本实用新型的目的是这样实现的通过计算机对球磨机系统运行时钢球与衬板、钢球与物料碰撞时发出的声音进行采集，这些采集信号通过调整球磨机系统给料机的给料速度所对应的料位来得到，利用声发射技术对信号进行时域和频域分析，从而建立起适用于计算机控制球磨机负荷的模型。本实用新型提供的球磨机负荷自动控制仪包括音频传感器，二次放大滤波电路、A/D转换器、单片机、拨盘I、拨盘II、F/V转换器、可调电源、I/O接口、键盘和显示器。音频传感器安装在球磨机旁，接收物料破碎和变形释放出的声发射波并转换成电信号及将电信号进行一次放大；二次放大滤波电路的输入端与音频传感器的输出端相连，其输出端接A/D转换器，将音频传感器输出的电信号二次放大、滤波后输入A/D转换器；A/D转换器的输出端接单片机的输入端，将所接收到的电信号转换成数字信号送入单片机处理；拨盘I的输出端接单片机的输入端，根据现场情况提供给料机构的起动电流参考值；拨盘II的输出端接单片机的输入端，提供球磨机处于空磨与胀磨状态的音频值；F/V转换器的输入端接单片机的输出端，其输出端接可调电源的输入端，将从单片机接收到的反映球磨机负荷状况的频率信号处理后转换成电压或电源信号输入可调电源；可调电源的输出端接给料机构，根据球磨机的负荷状况对给料机构的给料速度进行控制；I/O接口与单片机、键盘、显示器相连，将键盘发出的信号输入单片机，将单片机输出的反映球磨机负荷状况的信号输送至显示器。
为了更好地实现发明目的，本实用新型还采取了以下技术措施
1.设置了与单片机输入端相连的上位机接口及与单片机输出端相连的D/A转换器、与D/A转换器的输出端相连的二次仪表接口，以便实现计算机联网。
2.可调电源选用调频电源或伺服电源。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1是根据本实用新型所提出的球磨机负荷自动控制仪的一种结构框图；图2是根据本实用新型所提出的球磨机负荷自动控制仪的又一种结构框图，设置了上位机接口及D/A转换器和二次仪表接口；图3是音频传感器的一种原理图；图4是二次放大滤波电路的一种原理图。
以下结合
本实用新型的具体结构。
实施例1本实施例中的球磨机负荷自动控制仪的结构如图1所示，由单片机、音频传感器、二次放大滤波电路、A/D转换器、拨盘I、拨盘II、I/O接口、键盘、显示器、F/V转换器、可调电源组成。单片机选用8031型，A/D转换器选用Max180型，I/O接口选用8279型、显示器选用LED型，F/V转换器选用LM331型，可调电源选用日本三棱公司生产SF-1调频电源，拨盘I、拨盘II均选用0-9拨键，键盘选用触模式按键；音频传感器的结构如图3所示，由音频敏感元件及运算放大器IC1与电阻R1R2R3R4构成的放大电路，运算放大器IC2与电容C1C2、电阻R5R6R7R8构成的滤波放大电路组成，IC1、IC2均选用OP-07型；二次放大滤波电路的结构如图4所示，由运算放大器IC3、IC4、IC5及它们所组配的电容C3C4C5C6C7、电阻R9R10R′RR11R12R13R14′R15R16组成，IC3和IC4的正输入端与音频传感器的输出端相连，IC3的输出端与IC5的负输入端相连，IC4的输出端与IC5的正输入端相连，IC3、IC4、IC5均选用OP-07型。
实施例2本实施例中的球磨机负荷自动控制仪的结构如图2所示。与实施例1不同之处是增设了与单片机输入端相连的上位机接口及与单片机输出端相连的D/A转换器、与D/A转换器相连的二次仪表接口。上位机接口选用RS485型，D/A转换器选用0832型，二次仪表接口选用4-20mA接线端，可调电源选用SDC-I伺服电源。本实施例中的其它构件的选用或结构同实施例1。
本实用新型具有以下优点1.与软件相配合，有效地解决了球磨机控制系统的滞后现象，响应时间可达到1分钟之内。
2.节能效果明显，能达到8％以上。
3.抗干扰性强，在各种恶劣环境中均能正常工作。
4.结构简单、操作方便、性能可靠，成本与类似仪器相比可降低50％以上。
权利要求1.一种球磨机负荷自动控制仪，包括音频传感器、二次放大滤波电路、A/D转换器、单片机、I/O接口、键盘、显示器，其特征在于还包括拨盘I、拨盘II、F/V转换器和可调电源，音频传感器安装在球磨机旁，接收物料破碎和变形释放出的声发射波并转换成电信号及将电信号进行一次放大，二次放大滤波电路的输入端与音频传感器的输出端相连，其输出端接A/D转换器，将音频传感器输出的电信号二次放大、滤波后输入A/D转换器，A/D转换器的输出端接单片机的输入端，将所接收的电信号转换成数字信号送入单片机处理，拨盘I的输出端接单片机的输入端，根据现场情况提供给料机构的起动电流参考值，拨盘II的输出端接单片机的输入端，提供球磨机处于空磨与胀磨状态的音频值，F/V转换器的输入端接单片机的输出端，其输出端接可调电源的输入端，将从单片机接收到的反映球磨机负荷状况的频率信号处理后转换成电压或电流信号输入可调电源，可调电源的输出端接给料机构，根据球磨机的负荷状况对给料机构的给料速度进行控制，I/O接口与单片机、键盘、显示器相连，将键盘发出的信号输入单片机，将单片机输出的反映球磨机负荷状况的信号输送至显示器。
2.根据权利要求1所述的球磨机负荷自动控制仪，其特征在于还设置有与单片机输入端相连的上位机接口及与单片机输出端相连的D/A转换器、与D/A转换器的输出端相连的二次仪表接口。
3.根据权利要求1或2所述的球磨机负荷自动控制仪，其特征在于可调电源选用调频电源或伺服电源。
4.根据权利要求3所述的球磨机负荷自动控制仪，其特征在于音频传感器由音频敏感元件及运算放大器IC1与电阻R1R2R3R4构成的放大电路，运算放大器IC2与电容C1C2、电阻R5R6R7R8构成的滤波放大电路组成。
5.根据权利要求4所述的球磨机负荷自动控制仪，其特征在于二次放大滤波电路由运算放大器IC3、IC4、IC5及它们所组配的电容C3C4C5C6C7、电阻R9R10R′RR11R12R13R14R15R16组成，IC3和IC4的正输入端与音频传感器的输出端相连，IC3的输出端与IC5的负输入端相连，IC4的输出端与IC5的正输入端相连。
专利摘要一种球磨机负荷自动控制仪,主要由音频传感器、二次放大滤波电路、A/D转换器、单片机、I/O接口、键盘、显示器、拨盘Ⅰ、拨盘Ⅱ、F/V转换器和可调电源组成。A/D转换器向单片机输入球磨机实际运行状况的信号,拨盘Ⅰ提供给料机构的起动电流参考值,拨盘Ⅱ提供球磨机处于空磨与胀磨状态的音频值、F/V转换器接收单片机处理后的信号并控制可调电源对给料机构进行无级调速。此种控制仪能使球磨机始终运行在最佳料位上。
文档编号B02C25/00GK2368608SQ982291
公开日2000年3月15日 申请日期1998年7月20日 优先权日1998年7月20日
发明者王庸贵, 杨齐寿, 任德均 申请人:四川省美创机械电子开发公司