JPH0367741B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、粉砕機の負荷の最適設定値の自動探
索を行う粉砕システムの制御方法に関する。

（従来の技術） セメント粉砕等をチユーブミルなどの粉砕機を
用いて行うシステムの制御法として、負荷を定値
制御する方法がある。これは、被粉砕物の粉砕機
通過量や粉砕機内滞留量等で表わされる負荷を最
大粉砕効率が得られるように最適値に設定するも
のである。この場合最適設定値は、被粉砕物の性
状や粉砕機の状態により変化し、一定ではない。
そこでこの変化に対応するため、定値制御の設定
値を可変とし、各設定値毎に一定時間平均粉砕効
率を計算して比較することにより、より高い方向
に設定値を変更するという、最適設定値の自動探
索を行うシステム制御法が用いられる。この最適
設定値探索制御に当つては、設定値の水準毎の粉
砕効率が同一粉末度ベースで比較できることが前
提となる。この意味で、粉砕された製品の粉末度
の測定および粉末度の制御は不可欠である。しか
しながら従来は、上述の負荷の最適設定値探索制
御と粉末度の制御とはそれぞれ独立に行われてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、粉砕機の負荷の最適設定値探索
制御と製品の粉末度制御とが独立に行われている
従来の制御システムにおいては、次のような不都
合があつた。

第１に、負荷制御の設定値を変更した場合、過
渡的に粉砕系が不安定になる。従つて設定値水準
間の効果を比較するためには、設定値変更後一定
時間は粉砕効率の計算を待機しなければならな
い。従来の制御法では系の安定化のための時間が
長く、また待機時間も安全を見て長めに設定され
るので、最適点の探索速度が遅くなる。

第２に、粉砕効率を比較する設定値水準間で
は、設定値変更の効果以外の要因、例えば被粉砕
物の性状変化等が入ると判断を誤つて、粉砕効率
の悪い方へ設定値を変更する場合が生じる。従来
の制御法ではこれに対する対策が不十分であり、
最適点探索精度および速度の両面で問題がある。

第３に、負荷制御の設定値変更に伴い、製品の
粉末度が変動するが、フイードバツク制御のみで
は粉末度を安定化させるために時間がかかる。

本発明は上記した問題を解決し、負荷の最適値
探索の精度および速度向上を図つた粉砕システム
の制御方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、外乱によつて変化する負荷の最適設
定値を探索し、粉砕系の設定値を最適点に追従さ
せる制御をオンライン山登り法等により行うに当
つて、負荷制御の設定値の変更に連動させて製品
の粉末度のフイードフオワード制御を行うように
したことを特徴とする。この場合粉砕系の安定化
の判断は、負荷の測定値と共に粉末度の測定値を
利用して行う。また被粉砕物の性状の変化につい
ても負荷測定値と粉末度測定値とにより検出し、
設定値変更の誤判断を回避する。

（作用） 上述のような負荷設定値の変更と連動させた粉
末度のフイードフオワード制御を行うことによ
り、従来のように粉末度の変動を検出してこれに
基づいて粉末度制御を行う方法に比べて粉砕系の
不安定期間を短縮することができる。また粉末度
測定値と負荷測定値を利用することにより、粉砕
系の安定化を確実に判断することができ、設定値
水準比較中の外乱による最適設定値探索制御にお
ける設定値の変更の誤判断を回避することもでき
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例の粉砕システム構成
を示す。図において、１は例えばボールミルなど
の粉砕機であり、供給機３から供給された被粉砕
物を粉砕する。粉砕機１の排出口から排出された
粉砕物はバケツトエレベータ４によりセパレータ
２へ搬送される。セパレータ２は、粉砕物を分級
して一部を製品として排出し、残りは再度粉砕機
１へ戻す。粉砕機１の排出口側には負荷測定装置
５があり、ここでの測定値に基いて調節計６によ
り、粉砕機１の負荷が一定になるように供給機３
が制御される。セパレータ２の排出口には粉砕物
の粉末度測定装置８があり、ここでの測定値に基
いて調節計９によりセパレータ２が制御される。
７は計算機であり、被粉砕物供給量、粉砕系動力
等のデータの他、負荷測定装置５や粉末度測定装
置８の出力等が入力される。計算機７からは、負
荷調節計６に対して負荷の目標値が与えられ、粉
末度調節計９に対して粉末度制御のためのフイー
ドフオワード信号が与えられる。

この粉砕システムの制御動作を、第２図のフロ
ーチヤートを参照して説明する。まず、この粉砕
システムはある負荷制御の設定値で安定に動作し
ているものとする。このときの粉砕量を一定時間
積算して粉砕効率を算出する（ステツプS1）。

次いで、計算機７からは、粉砕負荷制御の最適
設定値を探索すべく、調節計６に目標値の変更が
指示される（ステツプS2）。なお、粉砕機１の負
荷の大きさは、バケツトエレベータ４の電流ある
いは電力や粉砕機１から出る音圧により測定され
る。負荷設定値を変更した時、生産粉末度の変動
が予想される。そこで、計算機７のフイードフオ
ワード制御により調節計９で粉末度の制御を行う
（ステツプS3）。より具体的に説明すれば、粉砕
機１の負荷は例えば被粉砕物の粉砕機通過量が多
くなると大きくなり、粉砕機出口の粉末度も粗く
なる。そして、粉砕機通過量が多くなるとセパレ
ータ２に挿入される粉体量も多くなる。そこで、
負荷設定値を大きくする方向に制御した場合、セ
パレータ２の回転数を上げ、粉末度分布の微調整
が必要な時は風量を下げるように制御する。

なお、一旦フイードフオワード制御を行つた後
は、粉末度測定装置８により粉末度を測定し、こ
の粉末度が所定範囲にあるか否かを判定し（ステ
ツプS4）、粉末度が所定範囲となるようにフイー
ドバツク制御が行われる。ここで、粉末度が所定
範囲からずれた場合、セパレータ２の回転数や風
量を変更し（ステツプS5）、再びステツプS4に戻
る。粉末度が所定範囲にある場合は、粉末度が所
定値により近くなるようにセパレータ２の回転数
や風量を修正し（ステツプS6）、粉砕量の積算ス
テツプ（ステツプS7）に移る。

このようなフイードフオワード制御を行うこと
により、粉末度測定装置８で粉末度の変動を検出
してから粉末度制御を行う従来法に比べて、粉砕
系の設定値変更による不安定時間を短縮すること
ができる。不安定時間は即ち新たな負荷設定値で
の粉砕効率の計算を行うことができない待ち時間
であるが、この実施例ではこれが短縮されること
になる。

次に粉砕系の安定化のタイミングは、粉末度測
定装置８と粉砕機負荷測定装置５の各出力をそれ
ぞれ、予め求められた粉末度と粉砕機負荷の整定
パターンと比較することにより判断される。粉末
度又は粉砕機負荷の一方だけではこの安定化タイ
ミングの判断が難しい。このため従来は安全を見
込んで長い待ち時間を設定していたが、この実施
例では粉末度と粉砕機負荷の両方のデータを利用
することにより確実な判断が可能になる。これに
より結果的に最適設定値の探索速度の向上が図ら
れる。

この後ある一定時間、粉砕機の供給量と粉砕計
動力を計算機７で積算して平均粉砕効率を求める
（ステツプS7〜S9）。この平均粉砕効率（今回の
平均粉砕効率Ａ）を他の負荷設定時の効率（前回
の平均粉砕効率Ｂ）と比較する（ステツプS10）。
そして、（Ａ−Ｂ）の判定結果に応じて、より効
率のよい方へ更に負荷設定値を変更し（ステツプ
S11〜S13）、フイードフオワード制御（ステツプ
S3）に戻る。以上の制御を繰返すことにより、
変化する最適設定値に対して粉砕計の負荷設定値
を速やかに追従させることができる。

一方、粉砕効率の水準比較中に被粉砕物の性状
等が急変した場合、各設定値毎の比較が設定値変
更以外の要因により変わつてしまい、判断を誤つ
て効率の悪い方へ設定値変更を行うケースが生じ
る。一度判断を誤ると、数サイクル後に真の最適
値に到達する迄の間粉砕効率は低下する。この実
施例ではこの様な被粉砕物の性状変化を、粉末度
測定装置８および粉砕機負荷測定装置５の出力に
より検出する。そして性状変化が検出された場合
は一旦過去のデータを消却し、粉砕系が安定した
後再度、設定値毎の粉砕効率比較の動作をスター
トさせる。これにより被粉砕物の性状変化等によ
る設定値変更の誤判断が回避できる。

この実施例のシステムを具体的にセメント粉砕
プロセスに適用した例を次に説明する。粉末度測
定装置にはレーザ回析式のものを用い、セメント
試料は工程からサンプリングして気相に分散させ
て粒度分布を測定した。この測定値が要求される
値になるようにエアセパレータの回転数および風
量を制御した。同時にこの粒度に関するデータは
計算機に入力した。

粉砕機はチユーブミルであり、その負荷はミル
通過量即ちミル出口の輸送機であるバケツトエレ
ベータの駆動モータの消費電力から求めた。他の
公知の手段例えば、マイクロフオンなどで音を検
出することによりミル内滞留量を検出することも
できる。ミル負荷制御の初期値は、人が設定す
る。その後計算機に最適点探索開始の指令を与え
ると、計算機は粉末度とミル通過量が目標値に一
致しているか否かをチエツクし、一致していれば
粉砕量と電力の積算を開始し、予め指定した時間
経過後、平均粉砕効率を計算する。この間にミル
通過量や粉末度に異常が検出された場合には、積
算をクリアし、粉砕系が安定した後再度積算を開
始する。

次に、ミル通過量設定値を予め決められた方向
に予め決められた幅だけ変更する。この変更と同
時に、予想される粉末度変化に対するフイードフ
オワード制御としてセパレータを操作する。そし
てミル通過量と粉末度が安定すると、この設定値
に対する粉砕効率を計算するために、粉砕量と電
力の積算を始める。平均粉砕効率を計算した後、
前回の設定値での粉砕効率と比較する。そしてよ
り粉砕効率のよい方向へ予め決められた幅だけ設
定変更をする。

この方法により、従来90分であつた設定値変更
後の待ち時間が40〜70分に短縮され、また最適設
定値探索の精度も向上した。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、負荷の最適設定
値探索制御に粉末度制御の情報を利用することに
より、従来に比べて高精度、高速かつ高効率の最
適設定値探索型の粉砕システム制御が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる粉砕システ
ムの概略構成を示すブロツク図、第２図は同実施
例装置の動作を説明するためのフローチヤートで
ある。 １……粉砕機、２……セパレータ、３……供給
機、４……バケツトエレベータ、５……粉砕機負
荷測定装置、６……調節計、７……計算機、８…
…粉末度測定装置、９……調節計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉砕機の負荷制御の設定値を可変して粉砕効
   率を求め、粉砕効率が最大となる負荷の最適設定
   値を自動探索する粉砕システムの制御方法におい
   て、粉末度を検出して該粉末度が一定となるよう
   に制御するフイードバツク制御に加え、負荷制御
   の設定値の変更に伴つて製品の粉末度のフイード
   フオワード制御を行なうようにしたことを特徴と
   する粉砕システムの制御方法。