Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор существующих щековых дробильных машин и способов их защиты 10
1.1 Классификация щековых дробильных машин 11
1.1.1 Щеко вые дробильные маши ны с простым движением щеки 13
1.1.2 Щековые дробильные машины со сложным движением щеки 14
1.1.3 Щековые дробильные машины с комбинированным движением щеки 16
1.2 Обзор существующих устройств защиты щековых дробильных машин 22
1.2.1 Устройства защиты, размещенные на приводной щеке 23
1.2.2 Устройства защиты, размещенные на неприводной щеке 28
1.2.3 Прочие устройства защиты
1.3 Обзор способов автоматизированного управления дро бильн ыми агрегатами 36
1.4 Выводы и постановка задач исследования 46
2. Математические зависимости функционирования щек дробильной машины при попадании недробимого тела в зону разрушения 49
2.1 Силовой анализ 50
2.2 Математическая зависимость работы дробильной машины с простым движением щеки пр и попадании в нее недробимых тел 51
2.3 Математическая зависимость работы дробильной машины со сложным движением щеки пр и попадании в нее недробимых тел 54
2.4 Математическая зависимость функционирования дробильной машины с поступательным движением щеки при попадании в нее недробимых тел 59
2.5 Проверка адекватности полученных математических зависимостей 63
Выводы: 69
3. Разработка конструкции и расчет параметров грузового предохранительного устройства 70
3.1 Кинематический анализ щековой дробильной машины 70
3.1.1 Кинематический анализ щековой дробильной машины с поступательным движением щеки 70
3.1.2 Кинематический анализ щековой дробильной машины со сложным движением щеки 75
3.1.3 Кинематический анализ щековой дробильной машины с простым движением щеки
3.2 Выбор принципа функционирования предохранительного устройства 82
3.3 Схема предохранительного устройства, жестко связанного с неприводной щекой
3.3.1 Определение формы гру з ового предохранителя 90
3.3.2 Анализ сил, действующих на неприводную щеку дробильной машины с жестко закрепленным предохранительным устройством. 92
3.4 Сх ема предохранительного устройства, за крепленного на подвесе 95
3.4.1 Анализ сил, действующих на неприводную щеку дробильной машины при гибкой связи с предохранителем 98
3.5 Применение грузовых предохранительных устройств 101
Выводы: 107
4. Разработка предохранительной системы, осуществляющей текущий контроль состояния и ликвидацию предаварийных ситуаций в щековой дробильной машине 108
4.1 Особенности и характеристики дробильной машины, как объекта контроля 109
4.2 Способы ликвидации предаварийной ситуации 115
4.3 Техническая реализация предлагаемого способа ликвидации предаварийной ситуации 116
4.3.1 Удаление недробимого тела из дробильной машины со сложным движением приводной щеки 118
4.3.2 Удаление недробимого тела из дробильной машины с поступательным движением приводной щеки 119
4.4 Алгоритмы оценки состояния дробильной машины 121
4.4.1 Использование косвенной оценки состояния дробилки 121
4.4.2 Использование прямой оценки состояния дробилки 126
4.4.3 Использование со вместной оценки состояния дробилки 129
4.5 Особенности применения предлагаемого способа ликвидации предаварийной ситуации 132
4.6 Экономическая эффективность предлагаемого способа ликвидации предаварийной ситуации 133
Выводы: 136
Основные выводы 137
Список использованной литературы
- Обзор существующих устройств защиты щековых дробильных машин
- Математическая зависимость работы дробильной машины со сложным движением щеки пр и попадании в нее недробимых тел
- Схема предохранительного устройства, жестко связанного с неприводной щекой
- Техническая реализация предлагаемого способа ликвидации предаварийной ситуации
Введение к работе
Актуальность. Практически во всех металлургических переделах
(кроме прокатного) в качестве исходного продукта требуется измельченный
материал, получаемый с использованием дробильных машин. Также
необходимо измельчать некоторые продукты металлургической
промышленности: шлаки и ферросплавы. Дробильные машины (в том числе и щековые) используются в составе дробильно-сортировочных комплексов, состоящих из питателей, предварительных грохотов, дробильного отделения и грохотов для разделения фракций продукта дробления. Так как дробильно-сортировочный процесс является непрерывным, остановка одного элемента неизбежно приводит к остановке всего комплекса. Аварийный выход из строя дробильной машины может быть вызван в том числе и попаданием в зону разрушения недробимого материала. Для предотвращения подобных аварий используют различные предохранительные устройства, например, распорные плиты, пружины и другие, не осуществляющие контроль состояния, что приводит к длительной остановке дробильной машины. Таким образом, разработка предохранительной системы дробильной машины, осуществляющей текущий контроль состояния, тем самым повышающей надежность вследствие уменьшения аварийных ситуаций и повышающей качество готового продукта из-за отсутствия недробимых тел в готовом продукте, является актуальной задачей.
Работа выполнена по гранту № 3а-14 в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».
Цель работы. На основе теоретических и экспериментальных
исследований разработать конструкцию и методы расчета
предохранительной системы дробильной машины, осуществляющей текущий контроль ее состояния.
В рамках диссертационной работы для реализации данного направления исследования определены следующие задачи:
-
Определить математическую зависимость угла отклонения неприводной щеки от размера недробимого материала в зоне дробления щековых дробильных машин для случаев простого, сложного и поступательного движения приводной щеки.
-
Экспериментально проверить адекватность полученных зависимостей.
-
Разработать способ ликвидации предаварийной ситуации, возникновение которой возможно в процессе работы щековой дробильной машины при попадании в зону разрушения недробимых тел.
-
На основе разработанного способа создать алгоритмы контроля параметров щековой дробильной машины.
-
Разработать грузовое предохранительное устройство дробильной машины.
-
Разработать методы расчета параметров грузового предохранительного устройства. Определить факторы, влияющие на момент, развиваемый неприводной щекой под действием заклиненного недробимого материала.
-
Определить области технологической применимости предложенных предохранительных устройств.
Научная новизна заключается в том, что:
Установлена математическая зависимость угла отклонения неприводной
щеки от размера недробимого материала в зоне дробления щековых
дробильных машин для случаев простого, сложного и поступательного
движения приводной щеки.
Разработаны методы расчета параметров конструкции грузовых
предохранительных устройств, предназначенных для различных типов
дробильных машин.
Выведена теоретическая зависимость для определения параметров
грузового предохранительного устройства. Полученная зависимость
проанализирована и определены факторы, влияющие на момент,
развиваемый неприводной щекой под действием заклиненного недробимого
материала.
Разработан способ ликвидации предаварийной ситуации, возникновение
которой возможно в процессе работы щековой дробильной машины при
попадании в зону разрушения недробимых тел.
Разработаны алгоритмы ликвидации предаварийной ситуации,
использующие возможности фиксирующего устройства, расположенного на
неприводной щеке.
Практическая значимость работы заключается в повышении надежности вследствие минимизации аварийных ситуаций при работе щековой дробилки и эффективности работы дробильного агрегата за счет повышения производительности вследствие уменьшения простоя машины и повышения качества готового продукта из-за отсутствия в нем недробимого материала.
В результате проведенного исследования были определены параметры (сила тока привода, угол отклонения неприводной щеки), позволяющие оценивать состояние дробильной машины. На основе этих параметров разработан способ ликвидации предаварийной ситуации, возникновение которой возможно в процессе работы щековой дробильной машины при попадании в зону разрушения недробимых тел.
Определены области технологической применимости предложенных
грузовых предохранительных устройств. Областью применения
предохранительного устройства, закрепленного на подвесе, являются производства, где необходимо измельчение материала с определенной прочностью дробимого материала, а для предохранительного устройства, жестко связанного с неприводной щекой такой областью являются любые производства, где эксплуатируются дробильные машины.
Показано, что предложенная конструкция грузового предохранителя применима и к другим дробильным машинам, например, валковым.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Математическая зависимость угла отклонения неприводной щеки от
размера недробимого материала в зоне дробления щековых дробильных
машин для случаев простого, сложного и поступательного движения
приводной щеки.
-
Результаты экспериментальной проверки выведенных математических зависимостей идентификации наличия недробимого материала в камере дробления щековой дробильной машины со сложным и поступательным движением неприводной щеки, подтверждающие соответствие зависимостей реальному процессу.
-
Конструкция грузовых предохранительных устройств, предназначенных для щековых и валковых дробильных машин и методы расчета их параметров.
-
Теоретическая зависимость определения параметров грузового предохранительного устройства. Полученная зависимость проанализирована и определены факторы, влияющие на момент, развиваемый неприводной щекой.
-
Конструкция фиксирующего устройства, расположенного на неприводной щеке. Предложенное фиксирующее устройство применимо в дробильных установках с грузовыми предохранительными устройствами.
-
Алгоритмы контроля параметров щековой дробильной машины, использующих прямую, косвенную и совместную оценку состояния. Согласно результатам проведенного сравнительного анализа из приведенных вариантов диагностирования и ликвидации предаварийной ситуации в дробильной машине наилучшим по критерию точности измерений является совместная оценка отклонения состояния дробильной установки.
Личный вклад автора состоит в разработке и проведении теоретических и экспериментальных исследований, обработке и обобщении полученных результатов, написании статей по теме диссертации. Все результаты, приведенные в диссертации, получены автором.
Степень достоверности обеспечена сочетанием методов
теоретического анализа, сходимостью определяемых величин, полученных различными методами, использованием классических положений евклидовой геометрии, аналитической механики и теории автоматического управления, совпадением теоретических расчетов с экспериментальными данными.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях:
Всероссийской (заочной) научной конференции студентов, аспирантов и
молодых ученых. (Старый Оскол, 2013); Научно-практической конференции
Фундаментальная наука и технологии – перспективные разработки (Москва,
2013); Международная научно-практическая конференция – Наукоемкие
технологии разработки и использования минеральных ресурсов
(Новокузнецк, 2014); 21 век: фундаментальная наука и технологии (North Charleston, USA, 2015)
Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 8 печатных работах, в том числе 3 в журналах, входящих в перечень ВАК. Получен один патент на изобретение.
Соответствие паспорту специальности. Диссертационная работа по своим целям, задачам, содержанию, методам исследования и научной новизне соответствует паспорту специальности – 05.02.13 «Машины, агрегаты и процессы» (металлургического производства).
- п.3 «Теоретические и экспериментальные исследования параметров машин
и агрегатов и их взаимосвязей при комплексной механизации основных и
вспомогательных процессов и операций».
- п. 7 «Разработка и повышение эффективности методов технического
обслуживания, диагностики, ремонтопригодности и технологии ремонта
машин и агрегатов в целях обеспечения надежной и безопасной
эксплуатации и продления ресурса»
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, основных выводов и приложений. Изложена на 146 машинописных страницах, содержит 68 рисунков, две таблицы, список использованных источников из 75 наименований.
Обзор существующих устройств защиты щековых дробильных машин
К первой группе относятся дробилки, у которых движение от кривошипа к подвижной щеке передается кинематической цепью. При этом траектории движения точек рабочей поверхности щеки представляют собой или части дуги окружности или прямые линии (рисунок 1.2) [5]. Эти машины называют щековыми дробилками с простым движением подвижной щеки. Согласно выполненной Б.В. Клушанцевым классификации (рисунок 1.1) кинематические схемы 1.1.1 – 1.4.5 – дробилки с простым движением подвижной щеки. Наиболее характерным представителем данной группы является кинематическая схема 1.1.1.
Во время работы такой дробилки (рисунок 1.2) щека совершает качательное движение, при этом наибольший ход сжатия Sн (горизонтальная составляющая траектории движения какой-либо точки щеки) имеет ее нижняя точка. – подвижная щека; 2 – неподвижная щека; 3 – кривошип Рисунок 1.2 – Щековая дробилка с простым движением щеки Существенным недостатком этих дробилок является малый ход сжатия в верхней части камеры дробления не обеспечивающий достаточную относительную деформацию подаваемых на дробление кусков и процесс дробления в верхней части камеры идёт не эффективно. Как следствие, нижние, более активные слои камеры, не обеспечиваются достаточным количеством материала. Таким образом, производительность верхней части значительно меньше, чем нижней. В результате, производительность дробильной машины определяется производительностью верхней части камеры дробления.
Фактическая производительность щековой дробилки определяется объемом выпадаемого готового продукта из камеры дробления при отходе подвижной щеки (холостом ходе), который у дробилки с простым движением щеки происходит два раза за один оборот кривошипа.
К дробилкам второй группы относятся дробилки, у которых кривошип и подвижная щека образуют единую кинематическую пару. В этом случае траектории движения точек подвижной щеки представляют собой замкнутые кривые, чаще всего эллипсы [5]. Согласно классификации (рисунок 1.1) кинематические схемы 2.1.1 – 2.4.4 – дробилки со сложным движением подвижной щеки. Наиболее характерным представителем данной группы, является кинематическая схема 2.1.1.
В процессе работы дробилки, относящейся ко второй группе (рисунок 1.3), подвижная щека в верхней части совершает практически круговое движение, обеспечивая тем самым стабильный захват и дробление исходного материала. Однако, приближаясь к середине камеры дробления, траектория движения точек щеки меняется на эллипсовидную, а в самом низу практически на прямолинейную. В результате, процесс захвата и дробления материала ниже середины камеры дробления идёт менее устойчиво, при этом дробимый материал выталкивается из зоны дробления при движении подвижной щеки вверх до тех пор, пока он, в конце концов, не будет захвачен и раздроблен. Таким образом, производительность нижней части камеры дробления значительно меньше, чем верхней.
В процессе работы дробилки подвижная щека двигается навстречу неподвижной щеке, захватывая и дробя исходный материал, и вниз, способствуя разгрузке раздробленного материала, при этом происходит форсированный выброс раздробленного материала из камеры дробления за счет движения щеки в сторону разгрузки. – подвижная щека; 2 – неподвижная щека; 3 – кривошип
Существует группа дробилок, у которых траектория движения подвижной щеки изменена с помощью различных конструктивных приемов, обеспечивающих примерно постоянную величину хода сжатия по всей высоте камеры дробления. Идея таких конструктивных решений сводится к сочетанию схем простого и сложного движений, что приводит к поступательному движению. Характерным примером такой гибридной дробилки является дробилка с общим эксцентриковым приводным валом [5] (рисунок 1.4), у которой круговое движение верхней части щеки обеспечивается вращением одного эксцентрика, а качание нижней части щеки происходит за счет движения распорной плиты, приводящейся другим эксцентриком. Производительность данной дробилки за счет постоянной величины сжатия больше, чем у выше рассмотренных, однако, из-за сложности изготовления и эксплуатации такая конструкция распространения не получила.
Математическая зависимость работы дробильной машины со сложным движением щеки пр и попадании в нее недробимых тел
На рисунке 2.2 изображена щековая дробилка с простым движением щеки с типичной конструкцией пружинного предохранителя, подпирающего неприводную щеку. Предполагается, что при попадании в камеру дробления недробимого материала неприводная щека отжимается, недробимый кусок проваливается и дробилка продолжает работать в номинальном режиме. – корпус дробилки; 2 – приводная щека; 3 – неприводная щека; 4 – предохранительное устройство; 5 и 6 – входное и выходное отверстия
Общий вид дробилки с простым движением щеки Для проверки данного предположения была составлена математическая зависимость работы щековой дробилки с простым движением щеки при попадании в камеру дробления недробимого куска произвольного размера в пределах от максимального до минимального по высоте камеры дробления.
В процессе работы в номинальном режиме приводная щека АВ (рисунок 2.3) совершает качательное движение сначала от одного крайнего начального положения, характеризующегося углом н, в сторону неприводной щеки DC (рабочий прямой ход), до другого крайнего конечного положения, характеризующегося углом н, а затем в противоположную сторону (холостой обратный ход). Принимается, что неприводная щека расположена вертикально.
Пусть в камеру дробления попал недробимый кусок, имеющий поперечный размер СВ, тогда под действием привода щека АВ при рабочем ходе будет воздействовать на неприводную щеку через недробимый кусок, представляющий собой в данном случае жесткую связь, и отжимать ее на угол , в крайнем положении соответствующий углу н. При обратном ходе приводной щеки неприводная щека под действием предохранительного устройства будет двигаться в сторону первоначального вертикального положения, а недробимый кусок оказывается в заклиненном положении, не имея возможности перемещаться вниз.
Далее цикл качания щек с заклиненным между ними недробимым предметом повторяется, следовательно, возникает аварийная ситуация, приводящая в дальнейшем к заваливанию дробилки без осуществления процесса дробления.
Для предотвращения заваливания дробилки из-за попадания в камеру дробления недробимого материала необходимо идентифицировать его наличие в камере дробления на первых «заклиненных» качаниях с целью своевременной остановки дробилки и извлечения недробимого куска. Так как предохранитель имеет линейную характеристику, аналогичную пружине (зависимость деформации пружины от действующей на неё силы) [34], а её предельное значение определяется из условия действия номинальной силы, необходимой для разрушения дробимого материала, то при работе дробилки в номинальном режиме неприводная щека поджимается предохранителем, и лишь при попадании в камеру дробления недробимого куска отклоняется на угол .
Таким образом, задача идентификации недробимого предмета в камере дробления сводится к фиксации момента, когда угол отклонения неприводной щеки достигнет своего максимума в зависимости от поперечного размера недробимого куска.
Рассмотрим два крайних положения щек при заклинивании (рисунок 2.3). Очевидно, что СВ=С В , АВ=АВ , DC=DC. Тогда косинус угла будет равен отношению высоты четырехугольника AB C D к DC. Высота четырехугольника AB C D равна произведению стороны АВ на косинус угла н:
Таким образом, отклонение щеки два и более раз на угол fi является признаком нахождения в камере дробления недробимого материала.
Из анализа полученной математической зависимости работы щековой дробилки с простым движением щеки при попадании в камеру дробления недробимого предмета (предаварийная ситуация) следует, что конструкция пружинного предохранителя выполняет функцию предотвращения аварийного выхода из строя дробилки из-за поломок элементов конструкции при попадании в камеру дробления недробимого материала, однако не позволяет удалить недробимый кусок, что приводит к «заваливанию» дробилки и ее остановке, чаще всего вручную оператором, для удаления недробимого предмета, что является весьма трудоемкой операцией.
На рисунке 2.4 изображена щековая дробилка со сложным движением щеки предохранительным устройством, подпирающим неприводную щеку. Предполагается, что при попадании в камеру дробления недробимого материала неприводная щека отжимается, недробимый кусок проваливается и дробилка продолжает работать в номинальном режиме. Также предполагается, что усилие, развиваемое предохранительным устройством превышает максимальное усилие технологического сопротивления, т. е. в штатном режиме работы неприводная щека остается неподвижной. – корпус дробилки; 2 – приводная щека; 3 – неприводная щека; 4 – предохранительное устройство; 5 и 6 – входное и выходное отверстия дробилки, 7 – упор
Для проверки данного предположения была составлена математическая зависимость работы щековой дробилки со сложным движением щеки при попадании в камеру дробления недробимого куска произвольного размера в пределах от максимального до минимального по высоте камеры дробления.
В номинальном режиме работы подвижная щека EB совершает колебания от своего начального положения, характеризующегося углом , до конечного положения, характеризующегося углом . Неподвижная щека расположена вертикально.
Схема предохранительного устройства, жестко связанного с неприводной щекой
Угловая скорость 4 и угловое ускорение 4 неприводной щеки дробильной машины с поступательным движением приводной щеки, полученные в данном пункте, необходимы для оценки инерционных сил и моментов, возникающих в неприводной щеке. При этом в расчетах будут использованы максимальные значения угловой скорости и углового ускорения. Так как эти параметры зависят от многих факторов, то отыскание максимальных значений параметров производится численно.
Для рассмотрения контура ABCEF необходимо повернуть оси координат на угол 1, таким образом, при использовании формул (3.5-3.12), выражающих углы, угловые скорости и ускорения звеньев контура ABCD, в частности звена AB и звена BC, угол, угловая скорость и ускорение которого совпадают с BC, необходимо к текущим углам добавить 1. В результате преобразований контур ABCEF будет выглядеть следующим образом: Для упрощения расчетов необходимо разбить контур ABCEF на треугольники. Первым будет рассмотрен треугольник ABF. Проецирование векторов на оси координат приводит к следующим уравнениям:
Угловая скорость б и угловое ускорение 6 неприводной щеки дробильной машины со сложным движением приводной щеки, полученные в данном пункте, необходимы для оценки инерционных сил и моментов, возникающих в неприводной щеке. При этом в расчетах будут использованы максимальные значения угловой скорости и углового ускорения. Так как эти параметры зависят от многих факторов, то отыскание максимальных значений параметров производится численно.
Представленная кинематическая схема будет рассматриваться по частям: контур ABCEF, анализ которого проведен в предыдущем пункте и шарнирный четырехзвенник FEGH. Значения угла отклонения 8, угловой скорости 8, и углового ускорения 8 определяются по аналогам формул (3.5, 3.9-3.12, 3.19-3.22, 3.25 и 3.28):
Угловая скорость s и угловое ускорение 8 неприводной щеки дробильной машины с простым движением приводной щеки, полученные в данном пункте, необходимы для оценки инерционных сил и моментов, возникающих в неприводной щеке. При этом в расчетах будут использованы максимальные значения угловой скорости и углового ускорения. Так как эти параметры зависят от многих факторов, то отыскание максимальных значений параметров производится численно.
Характерной особенностью систем рычажного уравновешивания, построенных на основе ломаного рычага, является то, что механизм уравновешивается полностью лишь в каком-то одном положении [42, 43]. Во всех других равновесие нарушено и возникают так называемые избыточные моменты, закон изменения которых в зависимости от угла поворота рычага диктуется самим уравновешивающим устройством.
Для нормального функционирования щековой дробильной машины необходимо, чтобы в исходном положении неприводная щека оказывала в направлении упора воздействие силой, несколько (на 5% [40]) превосходящее максимальное расчетное усилие, необходимое для измельчения материала, находящегося в камере дробления. Такое усилие рассчитывается исходя из технологических параметров дробильной машины: производительности и степени дробления.
Техническая реализация предлагаемого способа ликвидации предаварийной ситуации
Использование дробильных машин в качестве первичного звена на обогатительных предприятиях (в том числе и металлургической отрасли) [48, 49] делает необходимым контроль многих факторов, влияющих на экономический результат предприятия: кроме колебаний в физико-механических свойствах материалов, поступающих на дробление [49, 50, 51] и соблюдения заданной крупности выходного материала, необходимо обеспечивать энергоэффективность дробильного процесса. Обеспечение непрерывности дробильно-сортировочного процесса [52] также является важным фактором, т. к. остановка одного элемента неизбежно приводит к остановке всего комплекса, что приводит к значительным технико-экономическим затратам.
Значительная часть аварийных ситуаций, приводящих к длительным простоям дробильных машин, вызывается попаданием недробимого материала в камеру дробления. Для предотвращения подобных аварий используются различные виды предохранительных устройств. Наиболее распространенными являются разрушающиеся предохранители (распорные плиты), однако их ненадежность явилась причиной разработки предохранительных устройств неразрушающегося типа [53], рассмотренных в главе 3.
Для повышения надежности машины используются системы контроля на базе анализа основных параметров электропривода [54-57], которые являются эффективными для определения параметров состояния электродвигателя, но не позволяют судить о состоянии машины в целом, особенно ее механической части.
Для решения поставленной задачи повышения надежности и оперативности диагностики предлагается комбинированный подход автоматизированного сбора и обработки данных, характеризующих техническое состояние дробильной машины в разные моменты времени (контроля) [58, 59], совместно с системой параметрического управления электроприводом.
Также для повышения надежности дробильной установки необходима система устранения и предупреждения аварийных ситуаций в дробилке. При этом необходимо обеспечить минимизацию времени простоя оборудования для повышения экономической эффективности системы.
Для определения параметров машины в целом, необходимо рассмотреть части, составляющие эту машину.
Примером механической части дробильной машины служит дробилка со сложным движением щеки, представленная на рисунке 2.3.
Дробимый материал измельчается в зоне разрушения путем сжатия щек. При значительном отклонении прочности материала, подвергаемого дроблению, от ее номинального значения возникают аварийные ситуации. Для осуществления контроля за состоянием машины используются методы системного анализа и теории автоматического регулирования.
Электрическая часть (привод) машины представлена асинхронным электродвигателем [60].
С точки зрения системного анализа дробилка представляет собой детерминированную техническую систему, то есть такую, состояние которой в следующий момент времени однозначно определяется ее состоянием в настоящий момент времени и законами, описывающими переходы элементов и системы из одних состояний в другие, в которой поставленные цели могут быть полностью достигнуты в результате протекания внутренних явлений: физических, физико-химических, тепловых и т.п. [61] Составные части в детерминированной системе взаимодействуют точно известным образом. В эту систему входит сама дробилка и ее привод. С точки зрения теории автоматического регулирования они являются единым объектом [53]. Данный объект описывается следующим набором характеристик: - напряжение питания; - сила тока; - состояние размыкателя; - угол отклонения неприводной щеки; - прочность дробимого материала; - частота тока. Контроль напряжения питания, силы тока и его частоты осуществляется частотным преобразователем. После описания признаков объекта необходимо выбрать систему управления, в которой данный объект будет эксплуатироваться.
Наиболее надежной и простой в реализации системой управления объектом является система с обратной связью [62], т. е. замкнутая система, в которой управляемый объект воздействует на управляющее устройство, а управляющее устройство в зависимости от отклонения управляемой величины от предписанного значения, в свою очередь, воздействует на управляющий орган, а значит и на объект так, чтобы режим последнего удовлетворял определенным условиям. Наличие обратной связи лежит в основе работы любой автоматизированной системы, работающей по принципу отклонения [63].
Автоматизированные системы отличаются друг от друга объектами, физической природой регулируемых или управляемых величин, конструкциями элементов управляющих устройств. Тем не менее вне зависимости от этих различий соответствующие элементы автоматических систем выполняют одинаковые функции. Для автоматизированных систем можно установить функциональную схему, характеризующую функции, выполняемые элементами системы. Такая функциональная схема изображена на рисунке 4.1. Она состоит из:
В системе с обратной связью параметры распределяются следующим образом: входные параметры (эксплуатируемые технологическим процессом) и выходные параметры (генерируемые в технологическом процессе). Входные параметры разделяют на входные контролируемые, т.е. такие, значения которых в текущий момент времени известны, и входные неконтролируемые, значения которых в текущий момент времени непосредственно оценить не представляется возможным.