[发明专利]基于全域增效优化节能技术的大功率球磨机节能控制方法

说明书

本发明涉及一种基于全域增效优化节能技术的大功率球磨机节能控制方法。使用音频采集器采集球磨筒体内的音频信号，并通过傅里叶变换获得音频信号的频谱，然后将频谱与粒径分布进行相关性分析；并根据分析结果达到粒径分布，然后根据粒径分布输入节能控制公式，根据不同粒径的比例获得球磨机的转速，并控制执行该转速，以实现节能控制；节能控制方法可以以最快速度将装入的矿料粉碎成最终粉体的粒径，一方面球磨速度快，另一方面功率没有浪费，且精准控制转速实现了对球磨机自身损耗的降低，从多个方面实现了节能减排。

技术领域

本发明涉及节能控制领域，尤其涉及基于全域增效优化节能技术的大功率球磨机节能控制方法。

背景技术

球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。这种类型磨矿机是在其筒体内装入一定数量的钢球作为研磨介质。它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业。

现有技术的球磨机控制一般都是根据不同矿料的成分，设置一个预定的转速，然后以稳定的转速直接球磨至成品；由于针对不同的粒径分布所需的最优转速是不同的，因此稳定转速的方案导致了能源的浪费；但是如果要在球磨过程中不断采样进行分析，又会导致球磨过程数次中断，导致球磨时间增加，同样不利于节能减排。

公开号CN207780584U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；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。这种方法虽然可以实现实时检测，但是其采集的振动信号仅仅控制了球磨机的工作负荷，但是工作负荷和节能并不是直接相关的，最终节能还是要靠控制针对不同粒径的最佳转速。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题，提供一种基于全域增效优化节能技术的大功率球磨机节能控制方法，包括如下步骤：

步骤1：将矿料和磨球装入球磨机筒体内，并注入预定量的水，启动音频收集器收集球磨机筒体内的音频信号，开启球磨机以一稳定的速度开始球磨；

步骤2：球磨过程中每间隔10min从球磨机筒体内取样，并将取样装入缩分分析器进行缩分分析；将矿料的粒径分成n个级别，其中n≥5；缩分分析器得到当前时刻的球磨机筒体内各个粒径的矿料的比例；同时将取样前10s内音频收集器收集的球磨机筒体内的音频信号发送给节能分析模块；节能分析模块将该音频信号进行傅里叶变换，得到音频信号的频谱；

步骤3：球磨过程持续，不断进行缩分取样，直到球磨机内取样的分析结果显示完成球磨工序；取样M次，共得到M组粒径分布数据和M个音频信号的频谱；

步骤4：将得到的M粒径分布和M个音频信号进行相关性分析，从而建立频谱-粒径分析模型；

步骤5：将新的矿料和磨球装入球磨机筒体内，并注入预定量的水，启动音频收集器收集球磨机筒体内的音频信号，开启球磨机以一稳定的速度开始球磨；

步骤6：球磨过程中每间隔10min音频收集器对球磨机筒体内的音频信号进行取样10s，并将取样发送给节能分析模块；节能分析模块将该音频信号进行傅里叶变换，得到音频信号的频谱；节能分析模块的频谱输入频谱-粒径分析模型，得到球磨机内的n个粒径范围矿料的比例；

步骤7：节能分析模块控制球磨机转速控制器按照预设模型进行转动，实现节能。

音频收集器仅从球磨机的底部进行取样，且音频收集器与球磨机筒体之间采用液体耦合，不影响球磨机筒体的寿命。

设第m次取样n个粒径范围矿料的比例为N_m1：N_m2：…：N_mn；其中N_m1+N_m2+…+N_mn=1；1≤m≤M；