專利名稱：用于檢測(cè)磨碎機(jī)料位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)磨碎機(jī)的被裝栽的滾筒的料位的方法。
背景技術(shù)：
所述的磨碎機(jī)比如可以是球磨機(jī)(ball mill)或者也可以是確定用 于磨碎粗顆粒的材料比如礦石或者水泥等的SAG ( semiautogenously grinding (半自磨))-磨碎機(jī)。在這樣的磨碎機(jī)的滾筒中進(jìn)行粉碎， 通常不知道滾筒中的當(dāng)前料位。也就是說料位依賴于許多參量.這些 參量的例子是精確的磨碎程度、為支持磨碎過程加入所述滾筒中的鋼 球的份額、這些球的磨損程度以及當(dāng)前在所述滾筒中存在的懸浮液的 固體份額。這些參量絕大多數(shù)在磨碎機(jī)的運(yùn)行過程中發(fā)生變化。其當(dāng) 前的數(shù)值就如料位本身的數(shù)值一樣是未知的。
因此在一定程度上準(zhǔn)確了解當(dāng)前的料位是十分有利的，因?yàn)槿藗?由此可以推斷出磨碎機(jī)運(yùn)行的效率。在磨碎機(jī)裝得過滿的情況下，粉 碎由于落差微小和已被粉碎的磨料的能量吸收而沒有效率。在磨碎機(jī) 裝得不足的情況下，滾筒壁以及同步器(Mitnehmer)會(huì)受損。根據(jù)當(dāng) 前的料位和必要時(shí)其它參數(shù)如有待磨碎的物料或固體成分的硬度，可 以更好地調(diào)節(jié)所述滾筒的轉(zhuǎn)速。
目前，根據(jù)操作人員的通過經(jīng)驗(yàn)獲得的經(jīng)驗(yàn)值由操作人員對(duì)料位 進(jìn)行估計(jì)。作為支持手段使用重量傳感器，所述重量傳感器檢測(cè)被裝 栽的滾筒在軸承上的支承重量。盡管使用這些附加設(shè)置的傳感器，但 這些估計(jì)方法還是非常不精確。近來也已開發(fā)出聲學(xué)的測(cè)量方法，但 這些測(cè)量方法同樣需要附加的用于錄音的傳感器。
常規(guī)的用于料位檢測(cè)的方法比如由企業(yè)Mollet料位技術(shù)有限公司 (Mollet Fiillstandstechnik GmbH)借助于網(wǎng)址http:〃www.mollet-gmbh.de/提供的旋轉(zhuǎn)葉片、擺錘及振動(dòng)測(cè)量方法更適合于靜止的儲(chǔ)備容 器，但不適合于磨碎機(jī)的旋轉(zhuǎn)的和被裝栽的滾筒。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是，說明一種方法和一種裝置，其實(shí)現(xiàn)了以 簡(jiǎn)單的方式在磨碎機(jī)運(yùn)行過程中為滾筒檢測(cè)當(dāng)前料位。該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求1的特征解決。在按本發(fā)明的用于檢測(cè) 磨碎機(jī)的被裝栽的滾筒的料位的方法中，
a) 借助于驅(qū)動(dòng)裝置向所述滾筒加栽驅(qū)動(dòng)力矩并且將其置于旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)之中，
b) 按照能夠預(yù)先給定的驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列來調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)裝置上的驅(qū) 動(dòng)力矩，
c) 檢測(cè)所述滾筒的由于驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列引起的轉(zhuǎn)速的時(shí)間上的轉(zhuǎn)速 變化曲線，，
d) 對(duì)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速變化曲線進(jìn)行分析，并且
e) 根據(jù)分析的結(jié)果來確定料位。
相對(duì)于以往常用的非常不精確的估計(jì)方法，按本發(fā)明的方法的突 出之處一方面在于更高的精度并且另一方面在于，該方法也可以自動(dòng) 化地并且尤其在所述磨碎機(jī)的連續(xù)的運(yùn)行過程中實(shí)施。因此尤其也可 以求得當(dāng)前的料位測(cè)量值。有利的是，按本發(fā)明的方法首先基于本來 為調(diào)節(jié)正常的磨碎機(jī)運(yùn)行而設(shè)置的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。該測(cè)量參量因此已經(jīng)以 合適的比如電子的形式在分析單元中供人使用。因此尤其不需要任何 附加的如在現(xiàn)有技術(shù)中比如用于所述滾筒的支承重量的重量傳感器一 樣的傳感器。所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列也可以以簡(jiǎn)單的方式在驅(qū)動(dòng)裝置上調(diào) 節(jié)，從而在總體上僅僅為按本發(fā)明的方法產(chǎn)生較低的實(shí)施開銷。
按本發(fā)明的方法的有利的設(shè)計(jì)方案由從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要 求的特征中獲得。
有利的是，在對(duì)來自所檢測(cè)的時(shí)間上的轉(zhuǎn)速變化曲線的轉(zhuǎn)速變化 曲線進(jìn)行分析時(shí)并且尤其在數(shù)字化之后借助于傅立葉變換產(chǎn)生轉(zhuǎn)速頻 率信號(hào)，尤其在所包括的頻率份額方面對(duì)該轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)進(jìn)行研究。 由于磨料碰撞到所述同步器上，在轉(zhuǎn)速中產(chǎn)生周期性的擾動(dòng)，借助于 傅立葉分析可以有效地檢測(cè)和分析所述擾動(dòng)。優(yōu)選從特定的頻率份額 的存在性、從其振幅中或者從其相位中推斷出料位。因此可以特別好 地和全面地對(duì)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行研究。在此很清楚這方面的開 銷。傅立葉變換可以簡(jiǎn)單地以電子方式且自動(dòng)化地實(shí)施。
按照一種另外的優(yōu)選的變型方案，作為驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列預(yù)先給定恒 定的驅(qū)動(dòng)力矩或者使用為了所述磨碎機(jī)的正常運(yùn)行尤其通過驅(qū)動(dòng)裝置 調(diào)節(jié)器預(yù)先給定的驅(qū)動(dòng)力矩。所述驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器因而尤其本來就已
6存在。所述驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器通常不僅可以預(yù)先給定驅(qū)動(dòng)力矩而且可以 預(yù)先給定轉(zhuǎn)速.在使用所提到的驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列時(shí)，所述料位檢測(cè)方法 尤其簡(jiǎn)單。因此，在實(shí)際上在不干預(yù)所述驅(qū)動(dòng)力矩的設(shè)定值或設(shè)置的 情況下就足夠了。于是，正常的磨碎機(jī)運(yùn)行甚至一點(diǎn)都沒有受到驅(qū)動(dòng) 力矩的因料位檢測(cè)引起的變化的不利影響。相應(yīng)地，可以根據(jù)所述轉(zhuǎn) 速變化曲線的傅立葉變換的分析來求得關(guān)于料位的感興趣的信息。
此外，優(yōu)選在分析轉(zhuǎn)速變化曲線時(shí)對(duì)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速變化曲線進(jìn) 行濾波，尤其是低通濾波，和/或平均值計(jì)算(中值)。由此可以消除 波動(dòng)，并且可以更加簡(jiǎn)單地確定用于所尋找的料位的已經(jīng)很好的第一 近似值。
此外，有利的是，在分析轉(zhuǎn)速變化曲線時(shí)求得被裝栽的和被驅(qū)動(dòng) 的滾筒的慣性矩。所述慣性矩是特別合適的中間參量，借助于該中間 參量可以簡(jiǎn)單地并且還以高精度確定當(dāng)前的料位。
此外，有利的是一種變型方案，在該變型方案中作為驅(qū)動(dòng)測(cè)試序 列預(yù)先給定具有至少一次跳躍式變化尤其是具有矩形脈沖的形式的變 化的驅(qū)動(dòng)力矩。尤其所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列具有兩次先后相隨的矩形脈沖 形的帶有相反的變化方向的變化。驅(qū)動(dòng)力矩中的一種這樣的階躍函數(shù) 導(dǎo)致轉(zhuǎn)速變化曲線中出現(xiàn)能夠容易地檢測(cè)和分析的反應(yīng)。于是也就是 尤其對(duì)所屬的階躍響應(yīng)進(jìn)行分析。
此外，有利的是，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)力矩的原始數(shù)值，所述驅(qū)動(dòng)力矩的
絕對(duì)變化在30%以下尤其在10%以下并且尤其在2°/。以下的范圍內(nèi)變 動(dòng)，于是，所述驅(qū)動(dòng)力矩的變化一方面足夠大，用于引起能夠分析的 反應(yīng)，并且另一方面還沒有大到明顯損害正常的磨碎機(jī)運(yùn)行的程度，
型;案中，所述兩個(gè)矩形脈沖除符號(hào)之外可以是相同的，口也就是對(duì)稱 的。不過，同樣也可以設(shè)想不同的或者非對(duì)稱的彼此相隨的矩形脈沖. 比如，所述兩種矩形脈沖可以具有不同的脈沖持續(xù)時(shí)間和脈沖高度， 但具有相同的時(shí)間積分。由此比如可以避免超過預(yù)先給定的最大的磨 碎機(jī)轉(zhuǎn)速.因此，選擇優(yōu)選具有負(fù)的變化方向的第一種脈沖以及具有 正的變化方向且具有與第一脈沖相同的絕對(duì)脈沖高度的第二脈沖。于 是所述負(fù)的笫一驅(qū)動(dòng)力矩-脈沖減緩轉(zhuǎn)速，而所述正的第二驅(qū)動(dòng)力矩-脈沖則將磨碎機(jī)再度加速到原來的轉(zhuǎn)速。有利的是，僅僅對(duì)負(fù)的驅(qū)動(dòng)
7力矩-脈沖進(jìn)行分析，因?yàn)樵隍?qū)動(dòng)力矩-脈沖為負(fù)時(shí)所述磨碎機(jī)力矩的影響更小。
有利的是一種另外的變型方案，在該變型方案中所述矩形脈沖具有尤其能夠預(yù)先給定的和由此已知的脈沖持續(xù)時(shí)間以及尤其同樣能夠預(yù)先給定的并且已知的確定驅(qū)動(dòng)力矩的變化的脈沖高度，并且借助于所述脈沖持續(xù)時(shí)間、脈沖高度和由于驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列引起的和所檢測(cè)的轉(zhuǎn)速變化來求得所述慣性矩的第一測(cè)量值。尤其確定平均的轉(zhuǎn)速變化并且由此通過求導(dǎo)確定所述慣性矩的平均值，其中優(yōu)選以靜態(tài)的也就是在時(shí)間上不變的慣性矩為出發(fā)點(diǎn)。
然后，所述很好地近似的慣性矩尤其與由脈沖持續(xù)時(shí)間和脈沖高度構(gòu)成的乘積(=分子)與所檢測(cè)到的(平均的)轉(zhuǎn)速變化(=分母)的商之間成比例，也就是在所提到的參量之間得到非常簡(jiǎn)單的且也在數(shù)字方面能夠非常容易地分析的關(guān)系。
按照一種另外的優(yōu)選的變型方案，為確定所述料位，將為所述被裝栽的和被驅(qū)動(dòng)的滾筒的慣性矩求得的第一測(cè)量值與圓弧扇形段的慣性矩進(jìn)行比較，用于由此尤其確定填注角度或者填注高度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)行過程中通常使用的轉(zhuǎn)速時(shí)，栽荷在所述滾筒內(nèi)部如此分布，使得所述填料始終很好地近似地布置在圓弧扇形段的內(nèi)部.因此，可以
來確定滾筒中的料位。 1
此外，有利的是，通過至少一個(gè)附加設(shè)置的校正因數(shù)來對(duì)慣性矩的時(shí)間或轉(zhuǎn)速依賴關(guān)系加以考慮。由此可以進(jìn)一步提高測(cè)量精度。
除此以外存在所述方法的一種有利的設(shè)計(jì)方案，在該方法中至少在驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列的持續(xù)時(shí)間的過程中切斷設(shè)置用于磨碎機(jī)的正常運(yùn)行的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。由此防止所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器進(jìn)行干預(yù)并且對(duì)通過所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列有針對(duì)性地且為分析目的引起的轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行調(diào)整
(ausregeln)。僅僅部分的再調(diào)整也會(huì)導(dǎo)致更不精確的測(cè)量結(jié)果，不過，如果所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器具有很長(zhǎng)的尤其處于所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列的持續(xù)時(shí)間的數(shù)量級(jí)中的或者甚至更大的時(shí)間常數(shù)，那就不一定需要切斷所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。
有利地規(guī)定，從所述轉(zhuǎn)速變化曲線和驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列中求得所述被擦系數(shù)。通過這樣的方法可以對(duì)摩擦力矩的轉(zhuǎn)速依賴關(guān)系加以考慮。
此外，有利的是，在線性模型的基礎(chǔ)上求得所述慣性矩和靜態(tài)的摩擦系數(shù)，其中所述線性模型描述轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)力矩之間的依賴關(guān)系。
k系，其中可以簡(jiǎn)單地確定所述線性模型的參數(shù)。'
此外，有利地規(guī)定，所述線性模型是PTl-元(PT1-Glied)，并且
值對(duì)所述PTl-元進(jìn)行調(diào)整。PTl-元僅僅具有兩個(gè)未知的參數(shù)，這兩個(gè)未知的參數(shù)可以在兩個(gè)不同的時(shí)刻通過對(duì)所述PTl-元的分析容易地確定。由此所需要的計(jì)算開銷很小，從而在存儲(chǔ)容量和計(jì)算效率有限的情況下也能夠求得所述參數(shù).
所述任務(wù)同樣通過控制裝置得到解決，利用該控制裝置能夠按照按權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的方法檢測(cè)磨碎機(jī)的被裝栽的滾筒的料位。為此，所述控制裝置設(shè)有程序代碼，該程序代碼包含控制指令，所述控制指令促使所述控制裝置實(shí)施按權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的方法。
此外，本發(fā)明延伸到用于磨碎機(jī)的控制裝置的機(jī)器可讀的程序代碼，該程序代碼具有控制指令，所述控制指令促使所述控制裝置實(shí)施上述方法。所述機(jī)器可讀的程序代碼也可以保存到已經(jīng)為所述磨碎機(jī)而存在的未設(shè)有按本發(fā)明的程序代碼的控制裝置上并且由此能夠在以往常規(guī)運(yùn)行的磨碎機(jī)上實(shí)施按本發(fā)明的方法。
此外，本發(fā)明延伸到存儲(chǔ)介質(zhì)或者說計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品上，所述存儲(chǔ)介質(zhì)或者說計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品具有存儲(chǔ)在其上的機(jī)器可讀的如上面所說明的程序代碼。


本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)從借助于附圖對(duì)實(shí)施例所作的以下^L明中獲得。其中
圖1是磨碎機(jī)的一種實(shí)施例，該磨碎機(jī)具有被裝栽的和能夠圍繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)地被驅(qū)動(dòng)的滾筒以及控制和調(diào)節(jié)單元，
圖2和3是在滾筒內(nèi)容物不同分布時(shí)按圖1的磨碎機(jī)的滾筒的垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的橫截面II-II或者說III-III，
圖4是通過所述控制和調(diào)節(jié)單元來調(diào)節(jié)的用于作用于所述滾筒的圖5是相應(yīng)于滾筒內(nèi)容物的平均的分布狀態(tài)的圓弧扇形段，圖6是作用于所述滾筒的驅(qū)動(dòng)力矩的負(fù)的階躍激勵(lì)及轉(zhuǎn)速的近似預(yù)期的階躍響應(yīng)的時(shí)間圖，并且
圖7是按圖4的所檢測(cè)的變化和預(yù)期的未受干擾的變化之間的差的時(shí)間圖。
彼此相應(yīng)的部件在圖1到7中用相同的附圖標(biāo)記來表示。
具體實(shí)施例方式
圖1示意示出了磨碎機(jī)1的一種實(shí)施例，該磨碎機(jī)1具有滾筒2以及控制和調(diào)節(jié)單元3.所述磨碎機(jī)1是構(gòu)造為球磨機(jī)或者構(gòu)造為SAG-磨碎機(jī)的磨礦機(jī)。所述滾筒2與給料豎井4相連接，有待磨碎的礦石材料5借助于所述給料豎井4到達(dá)所述滾筒2的內(nèi)部。為粉碎礦石材料5，所述被裝栽的滾筒2能夠借助于在本實(shí)施例中構(gòu)造為無(wú)傳動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置6圍繞著旋轉(zhuǎn)軸線7旋轉(zhuǎn)地被驅(qū)動(dòng)。
在所述滾筒2上設(shè)置了用于檢測(cè)所述滾筒2的轉(zhuǎn)速n的轉(zhuǎn)速傳感器8。該轉(zhuǎn)速傳感器8連接到所述控制和調(diào)節(jié)單元3上。所述控制和調(diào)節(jié)單元3尤其包括至少一個(gè)比如構(gòu)造為微型計(jì)算機(jī)、微處理器或者微型控制器-組件的形式的中央計(jì)算單元9、與所述轉(zhuǎn)速傳感器8相連接的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器10和連接到驅(qū)動(dòng)裝置6上的驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器11。所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器IO和驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器11借助于開關(guān)12彼此相連接。所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器10、驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器11和開關(guān)12連接到所述中央計(jì)算單元9上。
所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器10、驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器11和開關(guān)12可以是在物理
上存在的比如電子的組件，或者也可以是保存在未詳細(xì)示出的存儲(chǔ)器
中的軟件模塊，所述軟件模塊在其被調(diào)用之后在所述中央計(jì)算單元9
中運(yùn)行。所提到的各個(gè)部件9到11與在圖1中出于簡(jiǎn)潔原因未示出的
其它部件和/或單元相互作用。此外，所述控制和調(diào)節(jié)單元3可以構(gòu)造為一個(gè)唯一的單元或者構(gòu)造為多個(gè)單獨(dú)的子單元的組合。
下面也參照?qǐng)D2到7對(duì)所述磨碎機(jī)1的作用原理及特殊的方法流程和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。
由于所述滾筒2的通過驅(qū)動(dòng)裝置6引起的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將所加入的
10礦石材料5磨碎。為支持磨碎過程，可以在所述滾筒2中附加地加入鋼球。此外，在所述在本實(shí)施例中構(gòu)造為磨礦機(jī)的磨碎機(jī)l中輸入水，從而在所述滾筒2的內(nèi)部存在填料13,該填料13基本上是具有通過或多或少地被粉碎的礦石材料5和鋼球形成的固體份額的懸浮液，
從按圖2和3的橫截面示意圖中可以看出在旋轉(zhuǎn)的滾筒2內(nèi)部的填料13及其兩種可能的分布。在此示出所述滾筒2的垂直于旋轉(zhuǎn)軸線7的橫截面。這些示意圖大為簡(jiǎn)化。尤其沒有滾筒壁的細(xì)節(jié)，比如在所述滾筒壁的內(nèi)側(cè)上沿圓周方向分布布置的同步接片(Mknahmestege)或者同步器(Mitnehmer)(英語(yǔ)專業(yè)概念-Liner)。
填料13在滾筒2中的分布會(huì)在運(yùn)行過程中變化。其依賴于不同的參數(shù)，如填注高度并且在一定程度上也依賴于轉(zhuǎn)速。典型地給所述滾筒2填注45-50%,由此產(chǎn)生45°-55"的角度ot和大約140°的角度P 。此外，所述滾筒經(jīng)受隨機(jī)的波動(dòng)。在按圖2的分布狀態(tài)中，所述填料13的一部分由于所述滾筒2的同步效應(yīng)在所述滾筒內(nèi)壁上處于較上面的位置上。在這部分填料朝滾筒內(nèi)腔的最深的位置的方向滑落之后，所述填料具有在圖3中示出的分布狀態(tài)。這樣的變化可以周期性地和/或非周期性地重復(fù).
在運(yùn)行過程中，所述磨碎機(jī)1的填注程度依賴于不同的影響參數(shù)而變化。準(zhǔn)確地知道當(dāng)前的填注狀態(tài)是值得向往的，從而盡可能好地調(diào)節(jié)磨碎機(jī)運(yùn)行參數(shù)并且由此盡可能有效地安排所述磨碎機(jī)1的運(yùn)行。
所述磨碎機(jī)1由于專門實(shí)施的方法尤其也能夠在連續(xù)運(yùn)行的過程中確定滾筒2中填料13的料位.這種料位檢測(cè)基于所述滾筒2的轉(zhuǎn)速n的檢測(cè)和分析。
在這種方法的第一設(shè)計(jì)方案中，對(duì)所述轉(zhuǎn)速n的作為對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置6的驅(qū)動(dòng)力矩M的跳躍式變化的反應(yīng)的階躍響應(yīng)進(jìn)行分析。作為輸入?yún)⒘?，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩M的特殊的驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14。這借助于相應(yīng)的設(shè)定值在所述驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器11上進(jìn)行，于是所述驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器11觸發(fā)所述驅(qū)動(dòng)裝置6，使得其根據(jù)所期望的驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列H提供驅(qū)動(dòng)力矩M。
一種這樣的驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14的例子在圖4的上方的圖表中示出。所述驅(qū)動(dòng)力矩M的關(guān)于時(shí)間t繪出的曲線與基礎(chǔ)數(shù)值Mo之間具有短時(shí)間的和細(xì)微的偏差，所述驅(qū)動(dòng)力矩M在這個(gè)時(shí)刻由于所述驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器11的由正常的運(yùn)行要求引起的設(shè)定值而具有這個(gè)基礎(chǔ)數(shù)值M0.這些偏差是跳躍式的。尤其所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14包括兩個(gè)疊加在所述基礎(chǔ)數(shù)值M。上的具有脈沖高度△ M,或者說△ M2及脈沖持續(xù)時(shí)間A
或者說At2的矩形脈沖。
所述兩個(gè)矩形脈沖具有相反的符號(hào)。第一矩形脈沖導(dǎo)致所述驅(qū)動(dòng)力矩M的跳躍式的下降，第二矩形脈沖則導(dǎo)致所述驅(qū)動(dòng)力矩M的跳躍式的上升。這個(gè)順序是有利的，因?yàn)樗瞿ニ闄C(jī)1通常在其臨界的轉(zhuǎn)速n ^的大約80%處運(yùn)行。為了也在所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14的階段的過程中可靠地避免超過這個(gè)臨界的轉(zhuǎn)速n m，在此建議首先在時(shí)刻to和t,之間設(shè)置具有驅(qū)動(dòng)力矩M的下降的負(fù)的矩形脈沖并且之后才在時(shí)刻
t2和t3之間設(shè)置具有驅(qū)動(dòng)力矩M的上升的正的矩形脈沖。
對(duì)所述轉(zhuǎn)速n的作用是相應(yīng)的.所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14的第一負(fù)矩形脈沖使轉(zhuǎn)速n降低，而第二正矩形脈沖則導(dǎo)致上升返回到轉(zhuǎn)速原始值nn。在圖4的下方的圖表中示意示出了所述轉(zhuǎn)速n的借助于轉(zhuǎn)速傳感器8測(cè)量的以及在慣性矩恒定時(shí)預(yù)期的時(shí)間變化曲線15或者說16。根據(jù)測(cè)量的時(shí)間變化曲線15的平均以及根據(jù)用已知的參數(shù)At！和At2和作為未知的參數(shù)的由驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14引起的轉(zhuǎn)速變化An "均方根"-擬合("Root Mean Square" -Fits)的曲線，可以確定所述轉(zhuǎn)速變化厶n。在最簡(jiǎn)單的情況下，這可以借助于將在處于時(shí)刻h和t2之間的范圍內(nèi)求平均的測(cè)量的時(shí)間變化曲線15從轉(zhuǎn)速原始值n0中減去來進(jìn)行。在所述控制和調(diào)節(jié)單元3中來求平均，其中比如使用低通濾波?？傊?，可以由此求得通過所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14引起的轉(zhuǎn)速變化An。
為了保證作為決定性的測(cè)量參量有待檢測(cè)的轉(zhuǎn)速變化An沒有通過所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器10的快速干預(yù)而得到補(bǔ)償，借助于開關(guān)12將所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器IO斷開所述驅(qū)動(dòng)序列14的持續(xù)時(shí)間Ta。不過該措施并非強(qiáng)制需要?？梢允÷栽摯胧?，如果所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器IO的延遲時(shí)間大于所述驅(qū)動(dòng)序列14的持續(xù)時(shí)間TA。
從所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速變化An以及所述驅(qū)動(dòng)序列14的預(yù)先給定的參數(shù)可以為被裝栽的滾筒2的-首先作為在時(shí)間上恒定的因此假定靜態(tài)的- 慣性矩J算出非常好的估計(jì)值。
這種分析方法的出發(fā)點(diǎn)是以下關(guān)系。對(duì)于具有恒定的慣性矩J的旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量m的加速來說，需要按
12M。=,/， (1)eft
的加速力矩Ma，其中用w表示所述旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量m的角速度。在旋轉(zhuǎn)角ot和角速度w之間適用以下關(guān)系式
(2)
在按圖2和3的橫截面示意圖中一同繪出了旋轉(zhuǎn)角oc，所述填料13的質(zhì)量重心相對(duì)于在所述滾筒2靜止時(shí)的靜止位置相應(yīng)偏移了這個(gè)旋轉(zhuǎn)角ot
為了將所述滾筒2置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之中，由所述驅(qū)動(dòng)裝置6施加的驅(qū)動(dòng)力矩M反作用于比如通過在所述滾筒2的支承中的摩擦損失引起
的摩擦力矩Mr以及通過所述填料13的偏移引起的磨碎機(jī)復(fù)位力矩Mm
并且同時(shí)提供為旋轉(zhuǎn)所需要的加速力矩Ma,因此適用
M=/V/r+Mm+A^ (3)在假設(shè)靜態(tài)的慣性矩J且預(yù)先給定帶有兩個(gè)具有相同的脈沖高度
△ M，= AM2= AM和相同的脈沖持續(xù)時(shí)間At產(chǎn)At2-At的矩形脈沖
的驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14時(shí)，由
y — 60'AM.A/ — 「 AM'△/ (4)
2'7T-A/7 Aw
獲得方程式U)中的慣性矩J的所尋找的第一估計(jì)值，其中所述轉(zhuǎn)速
變化△ n從所測(cè)量的或者預(yù)期的轉(zhuǎn)速變化曲線15或者說16中獲得并且在以每秒弧度尺寸表明的角速度co和以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表明的轉(zhuǎn)速n之間進(jìn)行換算，C代表比例常數(shù)。
如此設(shè)計(jì)所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14的參數(shù)AM和At的大小，從而一方面在轉(zhuǎn)速變化曲線15或者說16中產(chǎn)生能夠檢測(cè)的測(cè)量效應(yīng)，但另一方面所述轉(zhuǎn)速變化An保持足夠地小，從而不顯著地?fù)p害在測(cè)量階段過程中尤其進(jìn)一步進(jìn)行的磨碎機(jī)運(yùn)行及尤其是所述磨碎機(jī)1的通過量。此外，所產(chǎn)生的小的轉(zhuǎn)速變化An保證，比如所述慣性矩J和磨碎機(jī)力矩Mm的轉(zhuǎn)速依賴關(guān)系不導(dǎo)致負(fù)擔(dān)并且也在實(shí)際上良好近似地產(chǎn)生這里首先假定的靜態(tài)的關(guān)系。因此，在本實(shí)施例中，所述脈沖高度AM！
=AM2= AM大約為基礎(chǔ)數(shù)值M。的5%。脈沖持續(xù)時(shí)間At， = At2 =
At則相應(yīng)地大約為5秒。借助于按照方程式(4)確定的慣性矩J估計(jì)值，可以推斷出真正感興趣的料位。
通常對(duì)所述慣性矩J來說適用以下關(guān)系式
<formula>formula see original document page 14</formula>(5 )
其中用r來表示微分的質(zhì)量dm與所述旋轉(zhuǎn)軸線7之間的間距.
如可以從按圖2和3的示意圖中看出，所述填料13至少平均地處于圃弧扇形段內(nèi)部。對(duì)于在圖2和3中示出的兩種分布狀態(tài)來說，一同繪出了所假設(shè)的圓弧扇形段的相應(yīng)的弦17或者說18。其假想的與滾筒壁之間的交點(diǎn)在圖2和3中同樣形成一同繪出的填注角P ，所述填注角P依賴于所述填料13在所述滾筒2內(nèi)部的相應(yīng)分布狀態(tài)。
已經(jīng)表明，假設(shè)圓弧扇形段形式的填料分布狀態(tài)在實(shí)際上得到很好地滿足，至少只要所述轉(zhuǎn)速n處于在臨界轉(zhuǎn)速n ^之下的通常的范圍內(nèi)》
因此，將按照方程式(4)確定的慣性矩J估計(jì)值與圍繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的圃弧扇形段形的質(zhì)量的有待以解析方式或者數(shù)字方式計(jì)算的慣性矩進(jìn)行比較提供了關(guān)于當(dāng)前填注的信息。
可以在參照按圖5的示意圖的情況下為圍繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的圓
孤扇形段形的質(zhì)量的慣性矩從方程式(5)中推導(dǎo)出以下計(jì)算規(guī)則
<formula>formula see original document page 14</formula> (6)
其中用p表示恒定假設(shè)的和大致已知的填料密度，用R表示滾筒半徑，并且用l表示沿所述旋轉(zhuǎn)軸線7的方向的軸向的滾筒長(zhǎng)度。
將按照方程式(4)確定的慣性矩J估計(jì)值代入方程式(6)中。所產(chǎn)生的關(guān)系式要么用解析法要么用數(shù)字法來解填注角P 。
如此求得的填注角P已經(jīng)是所述滾筒2的填注的尺度。在需要時(shí)可以按照
<formula>formula see original document page 14</formula>(7)將其換算為填注高度hf。
可以進(jìn)一步細(xì)化測(cè)量結(jié)果，如果將不同的影響參量的時(shí)間依賴關(guān)系尤其是所述慣性矩J的時(shí)間依賴關(guān)系一同加以考慮。此外，使所述力矩方程式(3)完全動(dòng)態(tài)化，也就是說采用單個(gè)力矩與時(shí)間t之間的依賴關(guān)系
M=A/r(/)+Mm(/) + M。(/) (8) 按照
A/,.(,) = M,*-w =A<-d; (9)
來假設(shè)依賴于轉(zhuǎn)速的摩擦力矩Mr (t)，其中用M:來表示時(shí)間恒定的
摩擦系數(shù)。按方程式(9)的乘積表達(dá)式的時(shí)間依賴關(guān)系因此僅僅通過 所述轉(zhuǎn)速n或者說角速度w來引起。
此外，對(duì)依賴于旋轉(zhuǎn)角的并且由此同樣依賴于時(shí)間的磨碎機(jī)特性 曲線加以考慮。所述磨碎機(jī)特性曲線進(jìn)入到所述磨碎機(jī)復(fù)位力矩Mm ")中
WX,sin(a) (10) 其中用M:,表示時(shí)間恒定的復(fù)位因數(shù)(Rttckstellungsfaktor )。時(shí)間
依賴關(guān)系由此又僅僅通過乘積因數(shù)sin ( oc )也就是說通過依賴于時(shí)間
的旋轉(zhuǎn)角oc來確定。
對(duì)于加速力矩Ma(t)，除了所述角速度(o的時(shí)間依賴關(guān)系之外現(xiàn)
在也對(duì)所述慣性矩J的時(shí)間依賴關(guān)系加以考慮。其由
來產(chǎn)生。
在考慮到方程式(9) - (11)的情況下可以將方程式(8)轉(zhuǎn)換為 M = ./.& + (J+AO.cif+(sin(a) (12) sin ( ot ) oc適用于小的旋轉(zhuǎn)角oc，在假設(shè)小的旋轉(zhuǎn)角a的情況 下，所述方程式(12)是減震的擺錘的微分方程式。
此外，為了盡可能真實(shí)地描繪在所述滾筒2的內(nèi)部的情況，采用 次要條件，該次要條件描述滑轉(zhuǎn)條件。如借助于圖2和3已解釋的， 在所述填料13在所述滾筒內(nèi)壁上到達(dá)特定的上面的位置時(shí)，它又向下 掉落或者滑動(dòng)?？梢詾檫@個(gè)上面的位置分配極限旋轉(zhuǎn)角ou。這個(gè)極限 旋轉(zhuǎn)角cu同樣依賴于角速度co。因此，在方程式(12)中作為次要條 件補(bǔ)充所述旋轉(zhuǎn)角ot的通過依賴于轉(zhuǎn)速的極限旋轉(zhuǎn)角ou確定的限制 A/ = ,/.<i + (J + A/:)'ci;+A^ -sin(min(a,a0(d;))) ( 13 )
方程式(13)可以用數(shù)字方式比如借助于圍繞著工作點(diǎn)ot。的展開 式來解，在此可以一同考慮關(guān)于所述磨碎機(jī)1的性能的比如在起動(dòng)階段過
程中或者在停機(jī)過程中已經(jīng)獲得的附加信息。尤其空的滾筒2的慣性 矩J可以在起動(dòng)過程中亳無(wú)問題地求得。除此以外，裝栽著測(cè)試填料 的滾筒2的慣性矩J也可以通過在起動(dòng)階段過程中進(jìn)行的滑行試驗(yàn)來 求得，在所述滑行試驗(yàn)中跳躍式地切斷所述驅(qū)動(dòng)裝置6.由此產(chǎn)生的振 動(dòng)的周期延續(xù)時(shí)間根據(jù)已知的用于減震的物理擺錘的方程式來獲得。 如此獲得的附加信息尤其可以用于對(duì)料位檢測(cè)方法進(jìn)行校準(zhǔn)。 在一種變型方案中，由此并且在考慮轉(zhuǎn)速n的檢測(cè)到的并且還未濾 波的變化曲線15的情況下求得依賴于時(shí)間和/或轉(zhuǎn)速的校正因數(shù)，在分 析所述方程式(4)和(6)時(shí)對(duì)所述校正因數(shù)加以考慮。這些校正因 數(shù)比如可以說明與所述填料13在滾筒2內(nèi)部的精確的圓弧扇形段形的 分布之間的依賴于時(shí)間的偏差。在此，因此也對(duì)包含在檢測(cè)到的變化 曲線15中的波動(dòng)進(jìn)行分析，用于獲得非常精確的和在時(shí)間上當(dāng)前的料 位結(jié)果。
在一種進(jìn)一步優(yōu)選的變型方案中，僅僅離線使用完全動(dòng)態(tài)的模擬， 用于能夠更好地分析和量化在方程式(13)中通過M; ci所說明的摩擦 及在方程式(13)中通過M:, sin(min(a，a。(d)))所說明的磨碎機(jī)復(fù)位力矩的 影響。因此，比如可以從方程式(13)的結(jié)構(gòu)中估計(jì)階躍響應(yīng)的形式。
如果在連續(xù)的運(yùn)行中所述旋轉(zhuǎn)角oc已經(jīng)達(dá)到滑轉(zhuǎn)條件oto，那么轉(zhuǎn) 速依賴性可以近似地線性化。在此大致適用
sin(min(or,(3r,)(ci0))《sin(Qr() + sdr)《sin(an) + sdr. cos(q^) ( 14 )
其中用e表示小的干擾。利用該近似簡(jiǎn)化所述方程式(13)，使得 其具有PTl-元的已知的結(jié)構(gòu)。
在階躍激勵(lì)中，PTl-元的微分方程式的解是已知的。它具有通用形
式
z 、1 (15)
l一exp
乂乂
其中用K表示振幅常數(shù)并且用Tpn表示PTl-元的時(shí)間常數(shù)。如果在時(shí) 刻to轉(zhuǎn)換到在圖6的上方的圖表中示出的具有所述驅(qū)動(dòng)力矩M的負(fù)的 階躍的階躍激勵(lì)19，那就在PTl-模型的基礎(chǔ)上為所述轉(zhuǎn)速n (t)產(chǎn)生 在圖6的下方的圖表中示出的階躍響應(yīng)20的下列基本結(jié)構(gòu)
16<formula>formula see original document page 17</formula>對(duì)于t〉to來說 U6a)
〃(/)="。 對(duì)于t〈to來說 U6b)
按方程式(15)或(16)的近似預(yù)期的函數(shù)與測(cè)量數(shù)據(jù)相適應(yīng)。這 種適應(yīng)(Fit)提供在方程式(15)或(16)中首先還不知道的參數(shù)K 或者說An和TVn,除了偏移no之外，至少在開始通過斜率
K — — ( 17 )
來確定對(duì)從Mo到Mo-AM的階躍的響應(yīng)。因此又產(chǎn)生靜態(tài)的情況(參 照方程式(4))。總之，因此通過使具有自由的參數(shù)T和K或者說A n的PTl-元與所測(cè)量的時(shí)間變化曲線15相適應(yīng)的方式也可以在動(dòng)態(tài)的 情況下從起始斜率K/T檢測(cè)慣性矩J。
在按方程式(14)的近似中，使非線性的(正弦的)份額線性化并 且被視為小的干擾s。通過所述PTl-元的起始斜率的分析，簡(jiǎn)化了解 析關(guān)系，因?yàn)榭梢钥s短幾個(gè)復(fù)雜的未知的項(xiàng).但如果比如也還考慮e 的更高的階，那么產(chǎn)生d的二次項(xiàng)，從而所述微分方程式(13)在解析 方面不再有解。
但是而后比如在干擾理論上可以用干擾方案(Stiirungsansatz ): a(/)"oO)+^0) + fa2(/) + ... ( 18 )
來推導(dǎo)出解，其中cx,> (t)是未受干擾的方程組的解。因此，從測(cè)量數(shù) 據(jù)中近似地通過從未受干擾的解中的推算來首先確定轉(zhuǎn)速n或者慣性 矩J。所述轉(zhuǎn)速n的由此產(chǎn)生的未受干擾的基本上相應(yīng)于按圖4的預(yù)期 的時(shí)間變化曲線16的解被從按圖4的所測(cè)量的時(shí)間變化曲線15中減 去。僅僅對(duì)在按圖7的圖表中示出的由此產(chǎn)生的干擾微分信號(hào)21在其 頻率份額方面進(jìn)行進(jìn)一步研究。這樣的處理方式在數(shù)字方面十分有利， 因?yàn)橐呀?jīng)消除了已知的絕對(duì)份額(-預(yù)期的時(shí)間變化曲線16)。
此外，可以從所檢測(cè)到的代表階躍響應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化曲線15中借助 于模型轉(zhuǎn)換并且在考慮重要的方程式(13)的情況下推斷出當(dāng)前的料 位。此外，可以在方程式(13)的基礎(chǔ)上建立以下方程組
)=JM-似:,sin(min(o;,a。(d)))-./'&j八, (19a )hp力 U9b)
該方程組包括兩個(gè)單個(gè)方程式。所述慣性矩J及其一階時(shí)間導(dǎo)數(shù),/是有 待確定的未知的參量。相反，現(xiàn)在已知預(yù)先給定的并且必要時(shí)也再次 測(cè)量的驅(qū)動(dòng)力矩M以及所測(cè)量的角速度&，該角速度&基本上相當(dāng)于 轉(zhuǎn)速n。此外，可以至少近似地借助于靜態(tài)的計(jì)算求得時(shí)間恒定的復(fù)位
因數(shù)A/;:以及時(shí)間恒定的摩擦系數(shù)M;。
所述微分方程式(13)的(數(shù)字的)解是依賴于不同的參數(shù)的旋 轉(zhuǎn)角a(J(t)，M(t)，a,，(t))或者說在給定J(t)和M(t)的情況下可容易地從 中確定的滾筒2轉(zhuǎn)速n(t)。但是首先對(duì)所述慣性矩J(t)來說興趣至少被 視為中間參量。模型轉(zhuǎn)換指的是方程式(13)的解析地解出J(t).對(duì)于 普通的動(dòng)態(tài)的微分方程式來說，這不成功。為獲得數(shù)字的解，比如可 以使用以下J的解函數(shù)(Ansatzfunktion ):
./(/) = jP。./。+jPl./1W + Pr/2(0 + ... (20)
由此向前解出所述微分方程式并且將結(jié)果與所測(cè)量的數(shù)值進(jìn)行比 較。在方程式(20)中，Jo表示靜態(tài)的問題的解并且J,(t)表示比如正 弦形的干擾函數(shù)，也就是比如J"t)-sin(t/Tst)。干擾周期性Tst尤其可 以從轉(zhuǎn)速n以及從所述同步器在滾筒2中的圓周間距中計(jì)算出來。參 數(shù)pn中的優(yōu)化問題比如用測(cè)量數(shù)據(jù)通過"最小平方"-擬合("Least Square"-Fit)來解決。這尤其可以自動(dòng)化地并且也在線也就是在磨碎 機(jī)運(yùn)行過程中來進(jìn)行。
在一種另外的優(yōu)選的變型方案中，力矩方程式(3)部分地動(dòng)態(tài)化。 所述慣性矩J和磨碎機(jī)力矩Mm被假設(shè)為靜態(tài)的，相反，按方程式(9) 的摩擦力矩Mr則被假設(shè)為依賴于轉(zhuǎn)速的。由此作為力矩方程式得到
M=M,(/)+Mm+M。(/) = A<-a+A/m+,/.， (21 )
如果將方程式(21)考慮用于驅(qū)動(dòng)力矩AM的階躍，那么該方程 式就簡(jiǎn)化為
H針丄.AM (22) ./ ,/
方程式(22)具有PTl-元的帶有微分方程式
18<formula>formula see original document page 19</formula>(23)
的結(jié)構(gòu)。
方程式(22)和(23)之間的比較提供以下關(guān)系
<formula>formula see original document page 19</formula>
方程式(24c)和(24d)在所述在方程式(21)中未知的且有待 確定的摩擦系數(shù)M;及慣性矩J與PTl-元的放大因數(shù)K和時(shí)間常數(shù)TVn 之間建立了關(guān)系。所述放大因數(shù)K和時(shí)間常數(shù)TPT1可以借助于參數(shù)識(shí) 別從驅(qū)動(dòng)力矩M和轉(zhuǎn)速n的測(cè)量值中求得.在此，應(yīng)該識(shí)別兩個(gè)參數(shù) K和Tfh,其中所述磨碎機(jī)特性的模型也就是PTl-元是線性的。
通過最小化算法進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，所述最小化算法比如將二次誤差 降低到最低限度.所述參數(shù)識(shí)別可以在時(shí)間上連續(xù)地或者在時(shí)間上離 散地來實(shí)施。因?yàn)楝F(xiàn)代的計(jì)算單元在時(shí)間上離散地工作，所以下面對(duì) 在時(shí)間上離散的參數(shù)識(shí)別進(jìn)行解釋。
如果使方程式(23)離散化，則得到
<formula>formula see original document page 19</formula>
其中At是掃描時(shí)間并且
<formula>formula see original document page 19</formula>
通過使在N個(gè)時(shí)間步驟上在模型輸出yi和相應(yīng)的測(cè)量值yi "*之間的二 次誤差的和最小化來計(jì)算未知的參數(shù).由此使質(zhì)量函數(shù) (GiitefuTiktional)最小化.作為重復(fù)測(cè)定的方程組的解以矩陣書寫方式得到
(27)
*1*
(28)
P=(MT . m" . mt . y
其中P是Pi和P2構(gòu)成的矢量并且y *'*是y2財(cái)?shù)統(tǒng)N+1 ^構(gòu)成的矢量。 M是矢量u和y構(gòu)成的矩陣，其中u包含所測(cè)量的輸入值iu到un并且 所述矢量y包含測(cè)量值yi **到y(tǒng)Nw*。
方程式(28)變得尤其簡(jiǎn)單，如果僅僅考慮N=2個(gè)時(shí)間步驟。因 為僅僅要確定兩個(gè)參數(shù)，所以考慮兩個(gè)時(shí)間步躁就已足夠。從方程式 (28)中得到
MT . M . p=MT y*1* (29) 通過縮寫的采用，從方程式(29)得到
A - p=b ( 30)
方程式(30)也可以求解p，從而得到以下方程式 p=A" ■ b (31)
對(duì)于未知的參數(shù)Pl和p2來說由此得到
p，= V",,-v (33)
和bz是矢量b的元素并且aij是矩陣A的在第i行和第j列中的元素。 因?yàn)閍,2總是等于a21，所以未知的參數(shù)p,和p2可以通過對(duì)兩個(gè)先 后相隨的時(shí)間步驟的分析來確定，其中僅僅對(duì)五個(gè)數(shù)值也就是an、 a12、 a22、 b,和b2進(jìn)行分析。由此也可以在具有有限的計(jì)算效率和存儲(chǔ)容量 的計(jì)算單元中確定未知的參數(shù)Pl和p2。借助于參數(shù)Pl和p2及已知的掃
描時(shí)間At，可以推算出所述PTl-元的放大因數(shù)K和時(shí)間常數(shù)TPT1。 此外，從所述放大因數(shù)K和時(shí)間常數(shù)TVn中可以推算出未知的摩擦系 數(shù)M:和未知的慣性矩J。利用這些計(jì)算出的參量，可以用已知的方式 推斷出所述滾筒2的料位。
如果方程組的條件差，那么單值分解(Singuiarwertzerlegung)就 提供了補(bǔ)救辦法，作為替代方案，也可以實(shí)施豪斯霍德變換 (Householdertransformation )或者根據(jù)格拉姆-施密特正交化(Gram-Schmidt)實(shí)施QR-分解。
利用所介紹的方法，也可以確定更加復(fù)雜的具有三個(gè)或者更多個(gè)自 由參數(shù)的線性模型。
所有前面所說明的方法步驟都在所述控制和調(diào)節(jié)單元3中尤其在 中央計(jì)算單元9中實(shí)施。這優(yōu)選自動(dòng)化地且周期性地在連續(xù)的磨碎機(jī) 運(yùn)行過程中進(jìn)行，從而在所述控制和調(diào)節(jié)單元3中存在非常精確地求 得的關(guān)于滾筒2的相應(yīng)當(dāng)前的填注的信息。這些信息可以用于更好地 控制和/或調(diào)節(jié)磨碎機(jī)運(yùn)行。
在所述用于料位檢測(cè)的方法的一種另外的設(shè)計(jì)方案中，也可以在沒 有專門預(yù)先給定的驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列14的情況下并且取而代之用所述驅(qū)動(dòng) 力矩M來工作，由于由所述驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器11為正常的磨碎機(jī)運(yùn)行作 出的設(shè)定值在所述驅(qū)動(dòng)裝置6上出現(xiàn)所述驅(qū)動(dòng)力矩M.所述轉(zhuǎn)速n的 也在這種情況下檢測(cè)到的變化曲線15于是在所述調(diào)節(jié)和控制單元3中 首先經(jīng)受傅立葉變換。
尤其在既存的頻率份額及其振幅和相位方面對(duì)所述轉(zhuǎn)速變化曲線 n的隨后作為傅立葉變換后存在的頻率信號(hào)進(jìn)行研究。由此可以推導(dǎo)出 關(guān)于所述滾筒2的當(dāng)前料位的以及必要時(shí)關(guān)于其它運(yùn)行參數(shù)如所述滾 筒2中的質(zhì)量分布、礦石材料5中的顆粒大小分布及鋼球份額的信息。
權(quán)利要求
1. 用于檢測(cè)磨碎機(jī)(1)的被裝載的滾筒(2)的料位(β、hf)的方法，其中a)借助于驅(qū)動(dòng)裝置(6)向所述滾筒(2)加載驅(qū)動(dòng)力矩(M)并且將其置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(ω)之中，b)按照能夠預(yù)先給定的驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列(14；19)來調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置(6)上的驅(qū)動(dòng)力矩(M)，c)檢測(cè)所述滾筒(2)的由于所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列(14；19)引起的轉(zhuǎn)速(n)的時(shí)間上的轉(zhuǎn)速變化曲線(15)，d)對(duì)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速變化曲線(15)進(jìn)行分析，并且e)借助于分析的結(jié)果來確定所述料位(β、hf)。
2. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在分析所述轉(zhuǎn)速變化 曲線(15)時(shí)借助于傅立葉變換從所檢測(cè)到的時(shí)間上的轉(zhuǎn)速變化曲線(15)中產(chǎn)生轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)，尤其在所包含的頻率份額方面對(duì)該轉(zhuǎn)速 頻率信號(hào)進(jìn)行研究。
3. 按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，從確定的頻率份額的 存在性、從其振幅中或者從其相位中推斷出料位.
4. 按權(quán)利要求2或3所迷的方法，其特征在于，作為驅(qū)動(dòng)測(cè)試序 列，預(yù)先給定恒定的驅(qū)動(dòng)力矩或者使用尤其通過驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)器(11) 為所述磨碎機(jī)(1)的正常運(yùn)行預(yù)先給定的驅(qū)動(dòng)力矩(M )。
5. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在分析所述轉(zhuǎn)速變化 曲線(15)時(shí)，對(duì)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速變化曲線(15)進(jìn)行濾波或?qū)ζ溥M(jìn) 行平均值計(jì)算。
6. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在分析所述轉(zhuǎn)速變化 曲線(15)時(shí)，檢測(cè)被裝栽的和被驅(qū)動(dòng)的滾筒(2)的慣性矩(J)。
7. 按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，作為驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列(14; 19)預(yù)先給定具有至少一次跳躍式的變化的尤其具有矩形脈沖的形式 的變化的驅(qū)動(dòng)力矩(M)。
8. 按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)力矩(M) 的變化(AM; AMi; △ M2)相對(duì)于所迷驅(qū)動(dòng)力矩(M )的原始數(shù)值在30 / 以下的尤其在10%以下的并且尤其在2%以下的范圍內(nèi)變動(dòng)。
9. 按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述矩形脈沖具有脈 沖持續(xù)時(shí)間(At; At,、 At2)及確定所述驅(qū)動(dòng)力矩(M)的變化的脈 沖高度(AM; AM" AM2)，并且借助于所述脈沖持續(xù)時(shí)間(At; △ t,、 At2)、脈沖高度(厶M; AIV^、 △ M2)和由于驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列(14) 引起的和所檢測(cè)的轉(zhuǎn)速變化(An)來求得所述慣性矩(J)的第一測(cè) 量值。
10. 按權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，為確定所述料位(B、 hf)，將為所述被裝栽的和被驅(qū)動(dòng)的滾筒(2)的慣性矩(J)求得的第 一測(cè)量值與圓弧扇形段的慣性矩(J)進(jìn)行比較，用于由此尤其確定填 注角度(B)或者填注高度(hf)。
11.按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過至少一個(gè)附加 設(shè)置的校正因數(shù)來對(duì)所述慣性矩(J )的時(shí)間或轉(zhuǎn)速依賴關(guān)系加以考慮。
12. 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少在所述驅(qū)動(dòng)測(cè) 試序列(14)的持續(xù)時(shí)間(TA)的過程中切斷為所述磨碎機(jī)(1)的正 常運(yùn)行設(shè)置的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(10)。
13. 按權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從所 述轉(zhuǎn)速變化曲線(15)和驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列(14; 19)中求得所述被裝載 的和被驅(qū)動(dòng)的滾筒(2)的慣性矩(J)以及依賴于轉(zhuǎn)速的摩擦力矩的靜態(tài)的摩擦系數(shù)(A/:)。
14. 按權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在線性模型的基礎(chǔ) 上求得所述慣性矩(J)和靜態(tài)的摩擦系數(shù)(M;)，其中所述線性模型 描述了轉(zhuǎn)速(n)與驅(qū)動(dòng)力矩(M)之間的依賴關(guān)系。
15. 按權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述線性模型是PT1-元，并且為求得慣性矩(J)和靜態(tài)的摩擦系數(shù)(M:)在兩個(gè)時(shí)刻用轉(zhuǎn) 速(n)和驅(qū)動(dòng)力矩(M)的測(cè)量值對(duì)所述PTl-元進(jìn)行調(diào)整。
16. 用于磨碎機(jī)(1)的控制裝置，具有程序代碼，該程序代碼則 具有控制指令，所述控制指令促使所述控制裝置實(shí)施按權(quán)利要求1到 15中任一項(xiàng)所述的方法。
17. 用于磨碎機(jī)(1)的控制裝置的機(jī)器可讀的程序代碼，該程序 代碼具有控制指令，所述控制指令促使所述控制裝置實(shí)施按權(quán)利要求1 到15中任一項(xiàng)所述的方法。
18. 存儲(chǔ)介質(zhì)，具有按權(quán)利要求17所述的保存在其上的機(jī)器可讀的程序代碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)被裝載的磨碎機(jī)滾筒(2)進(jìn)行料位檢測(cè)的方法。借助于驅(qū)動(dòng)裝置(6)向所述滾筒(2)加載驅(qū)動(dòng)力矩(M)并且將其置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(ω)之中。按照能夠預(yù)先給定的驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列來調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)裝置(6)上的驅(qū)動(dòng)力矩(M)。檢測(cè)所述滾筒(2)的由于所述驅(qū)動(dòng)測(cè)試序列引起的轉(zhuǎn)速的在時(shí)間上的轉(zhuǎn)速變化曲線并對(duì)其進(jìn)行分析。根據(jù)分析的結(jié)果來確定料位。該方法提供當(dāng)前的、精確的以及在連續(xù)的磨碎機(jī)運(yùn)行的過程中檢測(cè)到的關(guān)于所述滾筒(2)的填注的信息。
文檔編號(hào)B02C17/18GK101500710SQ200780030093
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月14日
發(fā)明者H·-U·洛弗勒, K·蒂希勒, N·貝克, S·斯米茨 申請(qǐng)人:西門子公司