BRPI1008527B1 - Method and adjustment system of the loading material flow rate in a loading process of a cuba oven ". - Google Patents

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

Pedido de Patente de Invenção para “MÉTODO E SISTEMA DE AJUSTE DA TAXA DE FLUXO DE MATERIAL DE CARGA EM UM PROCESSO DE CARREGAMENTO DE UM FORNO DE CUBA”.

Campo técnico A presente invenção se refere, geralmente, ao processo de carregamento de um forno de cuba, em particular um alto-fomo. Mais especificamente, a presente invenção se refere a um método e sistema de ajuste da taxa de fluxo do material de carga por um filtro superior dentro do forno, utilizando uma válvula do controle de fluxo.

Estado da técnica É bem sabido que, além da sobrecarga apropriada de materiais, a distribuição geométrica do material de carga em um alto-fomo tem influência decisiva no processo da produção de metal quente, visto que ela determina, entre outros, a distribuição de gás. Para atingir um perfil de distribuição desejado em vista de um processo ótimo, são importantes dois aspectos básicos. Primeiro, o material deve ser direcionado ao lugar geométrico apropriado na linha de estoque para atingir um padrão desejado, normalmente uma série de anéis concêntricos fechados ou uma espiral. Segundo, a quantidade apropriada do material de carga por superfície de unidade deve ser carregada em relação ao padrão.

Com relação ao primeiro aspecto, a distribuição bem alvejada geometricamente pode ser atingida utilizando uma instalação de carregamento na parte superior equipada com uma calha de distribuição, que é rotativa em tomo do eixo do fomo, e articulada em tomo do eixo perpendicular do eixo rotacional. Durante as últimas décadas, este tipo de instalação de carregamento, comumente referido como BELL LESS TOP™, vem tendo uso difundido por toda a indústria, entre outros, porque ele permite direcionar o material de carga de forma precisa para qualquer ponto da linha de estoque pelo ajuste adequado da rotação da calha e dos ângulos articulados. Um exemplo anterior da instalação de carregamento é apresentado na patente norte-americana n.° 3.693.812 concedida a PAUL WURTH. Na prática, este tipo de instalação é utilizado para descarregar ciclicamente seqüências recorrentes dos lotes do material de carga dentro do forno por meio da calha de distribuição. A calha de distribuição é normalmente alimentada por um ou mais filtros superiores (também chamados de filtros de materiais) dispostos na parte superior ascendente do forno da calha, o que propicia armazenagem intermediária para cada lote e serve como um canal de gás do forno.

Em vista do segundo aspecto, isto é, do controle da quantidade de material carregado por área de superfície unitária, o tipo de instalação de carregamento supracitado é normalmente equipado com uma válvula respectiva do controle de fluxo (também chamada de comporta de materiais) para cada filtro na parte superior, isto é, de acordo com a patente norte-americana n.° 4.074.835. A válvula do controle de fluxo é utilizada para ajustar a taxa de fluxo do material de carga descarregado pelo respectivo filtro dentro do forno via calha de distribuição para obter a quantidade apropriada do material de carga por superfície unitária por meio de uma abertura de válvula variável. O ajuste da taxa de fluxo geralmente visa obter uma distribuição de peso diamétrica, simétrica e circumferencialmente uniforme em relação ao padrão desejado, que, normalmente, exige uma taxa de fluxo constante. Outro objetivo importante é sincronizar o final da descarga de um lote com respeito ao final do padrão descrito pela calha de distribuição. Por outro lado, o filtro pode ser esvaziado antes que a calha alcance o final do padrão (“fora do alcance”) ou pode haver material restante a ser descarregado após o padrão ter sido completamente descrito pela calha (“além do alcance”).

Os pedidos de patente japoneses JP 04 198412, JP 56 047506 e JP 59 229407 propõem métodos que visam impedir situações fora do alcance ou além do alcance. Em cada um destes métodos, a abertura da válvula da válvula do controle de fluxo é fixa durante a descarga de um lote apresentado, porém reajustada para uma descarga subseqüente caso as situações fora do alcance ou além do alcance tenham ocorrido. Como alternativa ao reajuste da abertura da válvula, JP 56 047506 também sugere variar a velocidade rotacional da calha de distribuição, enquanto é mantida a abertura da válvula não modificada. Como é entendido, embora seja abordado o problema das situações fora do alcance ou além do alcance, os métodos propostos em JP 04 198412, JP 56 047506 e JP 59 229407 não garantem uma taxa de fluxo constante exigida para a distribuição de peso circunferencialmente uniforme em relação ao padrão desejado. De fato, com a abertura da válvula que permanece constante durante a descarga de um lote apresentado, a taxa de fluxo varia inevitavelmente durante a descarga, entre outros lotes, em virtude a massa residual decrescente que permanece no filtro.

Em outras abordagens conhecidas, a abertura da válvula é, portanto, variada durante o tempo de descarga de um lote apresentado. Em uma abordagem típica deste tipo, a válvula do controle de fluxo é inicialmente ajustada em uma posição “média” predeterminada, isto é, abertura de válvula “média” correspondente à taxa de fluxo média. Na prática, a taxa de fluxo médio é determinada em função do volume inicial do lote armazenado no respectivo filtro da parte superior e o tempo exigido pela calha de distribuição para a descrição completa do padrão desejado. A abertura de válvula correspondente é normalmente oriunda de um conjunto de características de válvulas teóricas predeterminadas para diferentes tipos de material, especialmente de curvas que traçam a taxa de fluxo em relação à abertura da válvula para diferentes tipos de material. Conforme discutido, isto é, na patente européia n.° EP 0 204 935, uma válvula característica para um tipo de material apresentado e uma válvula apresentada podem ser obtidas por experiência. EP 0 204 935 propõe a regulagem da taxa de fluxo por meio de um controle na realimentação online durante a descarga de um lote em função do peso residual monitorado ou alteração de peso do material de carga no filtro da parte superior de descarregamento. Em contraste com as patentes norte-americanas anteriores n.° 4.074.816 e 3.929.240, EP 0 204 935 propõe um método que, ao começar com uma abertura de válvula média predeterminada, aumenta a abertura da válvula em caso de taxa de fluxo insuficiente, porém não reduz a abertura da válvula em caso de taxa de fluxo excessivo. EP 0 204 935 também propõe a atualização de dados indicando a posição da válvula exigida para garantir certa saída de um tipo particular de material, isto é, a válvula característica para um tipo particular de material à luz de resultados obtidos do carregamento anterior. O pedido de patente japonês JP 2005 206848 apresenta outro método de controle de realimentação online da abertura da válvula durante o tempo de descarga de um lote. De acordo com JP 2005 206848, a abertura da válvula é reajustada por meio de um “controle dinâmico”, que utiliza ação de controle integral e proporcional, em etapas ou intervalos discretos. Cada intervalo corresponde a uma revolução completa da calha de distribuição rotativa durante a descarga. Este “controle dinâmico” online reajusta a abertura da válvula em um intervalo subsequente durante a descarga em função do peso residual a ser descarregado e do tempo de descarga restante. Além disso, JP 2005 206848 propõe aplicar dois cálculos, uma correção de “controle de avanço” e uma correção de “controle de retrocedimento”, para determinar de forma mais precisa a abertura da válvula inicial exigida para o primeiro intervalo de descarga, isto é, a primeira revolução da calha. A patente européia EP 0 488 318 apresenta outro método de regulagem da taxa de fluxo por meio de um controle em tempo real do grau de abertura da válvula do controle de fluxo e também sugere o uso de tabelas que representam a relação entre o grau de abertura e a taxa de fluxo, de acordo com diferentes tipos de material semelhantes à válvula característica supracitada. EP 0 488 318 propõe um método que visa obter uma proporção constante da taxa de fluxo (média) para diâmetro de grão durante a descarga para alcançar uma distribuição do fluxo de gás mais uniforme. A prática da regulagem de fluxo “online”, de acordo com EP 0 204 935, é efetivamente difundida. Apesar dos seus benefícios óbvios em relação à distribuição de peso circunferencialmente uniforme, esta abordagem carece de melhora. Por exemplo, ela é considerada não suficientemente adaptável a uma maior variedade de propriedades do lote, isto é, aos lotes consistindo em uma mistura de materiais de carga diferentes, ou a uma maior variedade de condições de operação da instalação de carregamento da parte superior, Além disso, abordagens conhecidas do controle de retrocedimento “online”, isto é, de acordo com EP 0 204 935 ou JP 2005 206848, exigem seleção precisa e mudança dos parâmetros de controle para atingir bons resultados.

Problema técnico O primeiro objetivo da presente invenção é apresentar um método simplificado e um sistema simplificado de ajuste da taxa de fluxo do material de carga no carregamento de um forno de cuba.

Este objetivo é alcançado por um método e sistema como descritos aqui.

Descrição Geral da Invenção A presente invenção se refere a um método de ajuste da taxa de fluxo do material de carga em um processo de carregamento de um forno de cuba. Em particular, de um alto-fomo. Este processo de carregamento normalmente envolve uma sucessão cíclica de lotes do material de carga que formam um ciclo de carregamento e são descarregados dentro do forno por um filtro na parte superior, utilizando uma válvula do controle de fluxo. Conforme será compreendido, um lote representa, portanto, uma quantidade ou lote apresentado do material de carga, isto é, um enchimento de filtro ou carga, a ser carregado dentro do fomo em uma das diversas operações que constituem um ciclo de carregamento.

De acordo com o método proposto, um conjunto respectivo de regulagens das válvulas plurais é armazenado para cada lote. Como é entendido, as regulagens plurais no presente contexto significam mais de uma regulagem e, normalmente, regulagens múltiplas. Cada regulagem da válvula de um conjunto é associada a um estágio diferente da descarga do respectivo lote para o qual o conjunto é armazenado. Preferivelmente, cada processo de descarga do lote é dividido em estágios ou períodos subseqüentes para que cada estágio corresponda a uma condição de operação diferente de um aparelho de distribuição utilizado para distribuir o lote descarregado. Em particular, cada estágio corresponde preferivelmente a uma posição de articulação diferente de uma calha de distribuição do aparelho de distribuição.

De acordo com o método proposto, um lote apresentado de um ciclo de carregamento é descarregado com a válvula do controle de fluxo sendo regulada para cada estágio, de acordo com a regulagem da válvula associada ao estágio em questão. Doravante, a abertura da válvula permanece constante durante cada estágio da descarga, respectivamente, embora ela possa mudar de estágio para estágio. Além disso, em cada estágio diferente, é determinada uma taxa de fluxo médio corrente na qual o material de carga é descarregado.

De acordo com o método proposto, um aspecto principal do ajuste da taxa de fluxo reside na correção de cada uma das regulagens das válvulas plurais utilizadas para operar a válvula do controle de fluxo. Mais especificamente, cada regulagem da válvula para um lote apresentado é corrigida em modo off-line, isto é, imediatamente após o estágio apresentado de uma descarga ser concluído ou após o lote ser completamente descarregado ou mesmo pouco antes de uma descarga subsequente do lote apresentado. Para cada regulagem da válvula, a correção é feita em função da taxa de fluxo médio corrente determinado para o estágio ao qual a regulagem da válvula é associada.

Será observado que o ajuste da taxa de fluxo é simplificado e tomando-se mais consistente em virtude do aspecto “off-line” da correção da regulagem da válvula, de acordo com a invenção. Entre outras, a necessidade de selecionar e aperfeiçoar parâmetros de controle, como exigido em relação aos métodos de controle de retrocedimento “online” do estado da técnica, é eliminada. O método proposto não está sujeito a resultados insatisfatórios e de instabilidade devido a parâmetros de controle impróprios ou mudanças nas propriedades do lote. Além disso, embora a regulagem “online”, de acordo com os princípios de EP 0 204 935 ou JP 2005 206848, envolva a necessidade de determinar apropriadamente a abertura da válvula inicial para iniciar a descarga, esta necessidade é eliminada pelo método proposto. Além disso, a abordagem proposta do ajuste da taxa de fluxo se adapta automaticamente às mudanças das condições de operação na instalação de carregamento da parte superior de estágio para estágio durante a descarga, isto é, no fechamento da válvula do controle de fluxo, e, também, entre os lotes.

Um sistema correspondente de ajuste da taxa de fluxo é proposto na reivindicação 8. De acordo com a invenção, o sistema compreende principalmente um meio de memória que armazena o respectivo conjunto de regulagens das válvulas plurais para cada lote e um meio de computação programável adequado (isto é, um computador ou PLC) programado para executar os aspectos principais do método proposto como resumido acima.

As características preferidas do método e sistema propostos são definidas nas reivindicações dependentes 2-7 e 9-14, respectivamente.

Breve descrição dos desenhos Uma modalidade preferida da invenção é descrita a seguir, a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo em que: A FIG. 1 é uma vista esquemática transversal e vertical de uma válvula do controle de fluxo associada a um filtro na parte superior de uma instalação de carregamento de alto-fomo; A FIG. 2 é um gráfico ilustrando uma família de curvas características predeterminadas traçando uma taxa de fluxo em relação à regulagem da válvula, como determinado pela medição de tipos de material diferentes e por uma válvula do controle de fluxo específico; A FIG. 3 é um gráfico de fluxo ilustrando esquematicamente fluxo de dados relacionados à obtenção e correção de uma válvula específica característica para cada lote do material de carga; A FIG. 4 é uma tabela de uma característica de válvula específica expressa como uma seqüência de valores de regulagem da válvula discretos (ângulo de abertura α da FIG. 1) e uma seqüência associada dos valores da taxa de fluxo médio discretos; A FIG. 5 é um gráfico de uma curva ilustrando a característica da válvula específica da FIG. 4; A FIG. 6 é um gráfico de curvas ilustrando uma característica da válvula especifica inicial (linha sólida) e uma característica da válvula específica corrigida (linha quebrada). A FIG. 7 é um gráfico de fluxo ilustrando esquematicamente um fluxo de dados relacionado ao ajuste da taxa de fluxo de acordo com a presente invenção; A FIG. 8 é um gráfico da válvula específica característica ilustrando etapas utilizadas em relação à correção e atualização de cada uma das regulagens das válvulas plurais para uso na descarga de um lote apresentado.

Descrição detalhada com referência aos desenhos A FIG. 1 ilustra esquematicamente uma válvula do controle de fluxo 10 na saída de um filtro superior 12 em uma instalação de carregamento superior de um alto-fomo, isto é, de acordo com o pedido PCT n.° WO 2007/082630. Durante a descarga periódica do material de carga, a válvula do controle de fluxo 10 é utilizada para controlar a taxa de fluxo (de massa ou volumétrica). Como é bem conhecido, para um perfil de carregamento adequado, a taxa de fluxo tem que estar coordenada com a operação de um aparelho de distribuição no qual o material é alimentado na forma de um fluxo 14, como ilustrado na FIG. 1. Normalmente, a taxa de fluxo deve ser coordenada com a operação de uma calha de distribuição articulada e rotativa (não mostrado). Conforme será explicado, a taxa de fluxo é um processo variável determinado basicamente pela abertura da válvula (área de abertura / seção transversal aberta) da válvula 10.

Na modalidade ilustrada na FIG. 1, a válvula do controle de fluxo 10 é configurada de acordo com os princípios gerais da patente norte-americana n.° 4.074.835, isto é, com um obturador da válvula 16 articulado em frente a um canal membro 18 de seção transversal geralmente octogonal ou oval. Nesta modalidade, a regulagem da válvula controlável (variável manipulada) é o ângulo aberto α da válvula 10 que determina a posição articulada do obturador 16 e, deste modo, a abertura da válvula. Doravante, o símbolo “a” é expresso, isto é, em [°] e representa a regulagem da válvula para a válvula 10 da FIG. 1 meramente para fins de ilustração. De fato, a presente invenção não é limitada, em sua aplicação, a um tipo específico de válvula de controle de fluxo. É igualmente aplicável a qualquer outro design adequado, como aqueles apresentados na patente européia n.° EP 0 088 253, em que a variável manipulada é o deslocamento do eixo de uma válvula macho, ou na patente européia n.° EP 0 062 770, em que a variável manipulada é a abertura de uma válvula de diafragma íris. A FIG. 2 ilustra curvas traçando a taxa de fluxo em relação à regulagem da válvula para tipos de materiais diferentes, respectivamente, a saber: substâncias finas aglomeradas, coque, peletes e minerais, para um tipo apresentado da válvula do controle de fluxo (as curvas da FIG. 2 são de uma válvula de controle de fluxo macho do tipo como apresentado em EP 088 253), Cada curva é obtida empiricamente de modo conhecido, isto é, baseada em medições da taxa de fluxo para diferentes regulagens da válvula, utilizando um lote representativo de um tipo de material apresentado que tem propriedades típicas, em particular granulometria e peso de lote total. As curvas, como ilustradas na FIG. 2, expressam uma válvula genérica predeterminada característica pertencente a certo tipo de material.

MODO DE CQRRECÂO DA CARACTERÍSTICA DA VÁLVULA

Esta seção descreve, com referência às FIGS. 3-6, um modo preferido de obtenção e correção das características da válvula específica do lote, denominado “modo de correção característico da válvula”.

Como ilustrado na FIG.3, um número limitado de características da válvula predeterminada 20 é apresentado para indicar a relação entre a taxa de fluxo e a regulagem da válvula da válvula do controle de fluxo 10 como pertencente a certo tipo de material. Por exemplo, somente duas características padrão, uma para material de coque (“C”) e uma para material de ferro (“O”), são apresentadas, como mostrado na FIG. 3, embora possíveis futuras características predeterminadas, isto é, para material de sinter e material de peletes, respectivamente (ver FIG. 2), não sejam excluídas. As características da válvula predeterminada 20 são apresentadas de acordo com os tipos de material utilizado em um ciclo de carregamento desejado e obtidas de forma conhecida, isto é, como discriminadas em relação à FIG. 2. As características predeterminadas 20 são armazenadas em qualquer formato adequado em um aparelho de armazenagem de dados, isto é, um disco rígido de um sistema de computador implementando uma interface de máquina humana (HMI) para interação do usuário em relação ao processo de controle da operação de carregamento do alto-fomo ou em uma memória retentiva de um controlador lógico programável (PLC) do sistema de controle do processo. A FIG. 3 ilustra também um diagrama de uma primeira estrutura de dados 22 rotulada como “dados (HMI) de Interface” compreendendo itens dos dados relacionados ao processo de controle do processo de carregamento. A estrutura de dados 22 é utilizada no HMI e apresenta um padrão corrente de regulagens e parâmetros específicos do usuário, isto é, uma “fórmula” de controle do processo de carregamento. Ela pode ter qualquer formato apropriado para conter dados (“...” na coluna “BLT”) adequados para o controle do processo da instalação de carregamento, isto é, para escolher o padrão de carregamento desejado, e (“...” na coluna “Armazenamento”) para o controle do processo de um armazenamento automático, isto é, para fornecer o peso desejado, composição de material e disposição dos lotes. Para cada lote, é apresentado um respectivo registro de dados, como ilustrado por fileiras na representação tabular da estrutura de dados 22 na FIG. 3 (ver identificador “lote n.° 1”... “lote n,° 4”). Para a finalidade do controle de armazenamento, cada registro de dados do lote inclui, pelo menos, o indicativo de dados da composição de material do lote ao qual o registro de dados é associado. Para a finalidade da presente invenção, a expressão “registro” se refere a qualquer número de itens relacionados das informações lidadas como uma unidade, independentemente de qualquer estrutura de dados específica (isto é, não implica necessariamente o uso de uma base de dados).

Como ilustrado na FIG. 3, uma válvula específica característica “VC1 específica”, “VC2 específica”, “VC3 específica” e “VC4 específica” é armazenada para cada lote para que a respectiva válvula específica característica seja destinada, isto é, bijetoramente associada a cada lote. Como as características predeterminadas 20, cada válvula específica característica também indica a relação entre a taxa de fluxo e a regulagem da válvula. Mais especificamente, cada característica específica “VC1 específica...VC4 específica” expressa uma relação entre o valor da taxa de fluxo médio e a entrada de manipulação utilizada como regulagem para controlar a válvula do controle de fluxo 10. De fato, devido ao desgaste do obturador da válvula 16, a abertura da válvula corrente pode variar em uma mesma regulagem de válvula α durante a existência da válvula do controle de fluxo 10.

Conforme será compreendido, ao invés de pertencer a certo tipo de material, cada uma das características da válvula “VC1 específica...VC4 específica” é específica para um lote, isto é, ela expressa a relação supracitada para um lote em particular ao qual é associada. Esta bijeçao pode ser implementada de forma simples ao armazenar uma válvula característica específica como um item dos dados do respectivo registro de dados “lote n.° l”...“lote n.° 4” existente para o lote associado em uma modalidade como ilustrada na FIG. 3. Outras formas adequadas de armazenar as características da válvula específica (isto é, em uma estrutura de dados separada) estão, naturalmente, dentro do escopo da invenção. Como posteriormente ilustrada pelas setas 23 na FIG. 3, quando os dados do lote são originados (isto é, pela entrada do usuário), cada válvula específica característica “VC1 específica...VC4 específica” é inicializada para refletir uma das características da válvula predeterminada (“O” / “C”) que é, preferivelmente, escolhida de acordo com um tipo de material predominante contido no lote em questão. As últimas informações pode ser oriundas dos dados de controle do armazenamento do registro de dados “lote n.° 1 ...lote n.° 4”, que, conforme expresso, inclui, pelo menos, dados indicativos da composição do material. Caso sejam usados formatos compatíveis (ver abaixo), as características da válvula específicas “VC1 específica...VC4 específica” podem simplesmente ser inicializadas como cópias da válvula predeterminada característica apropriada 20. Como é observado, a inicialização, como ilustrada pelas setas 23, é somente exigida uma vez, a saber, antes que a “fórmula” refletida pelo conteúdo da estrutura de dados 22 seja colocada dentro da produção pela primeira vez, isto é, quando nenhuma característica anterior da válvula específica é disponível (ver abaixo).

Como visto posteriormente na FIG. 3, uma segunda estrutura de dados temporária 24, rotulada como “dados de controle do Processo”, é oriunda da primeira estrutura de dados 22 em uma etapa ilustrada pela seta 25. Dependendo das particularidades do design do HMI e do sistema de controle do processo a ser utilizado, a segunda estrutura de dados 24 pode ser inicializada como uma cópia idêntica ou similar da primeira estrutura de dados 22 e é armazenada em uma memória de dados, normalmente uma memória não retentiva, de um aparelho de computação programável, isto é, um sistema de computador do tipo PC implementando o HMI, um servidor local ou um PLC de um sistema de controle do processo. O conteúdo da estrutura de dados 24 é utilizado como “cópia de trabalho” para os fins do controle de processo corrente. Semelhante à primeira estrutura de dados 22, a segunda estrutura de dados 24 inclui diversos registros de dados “lote n.° 1 ...lote n.° 4”, cada um definindo propriedades de um lote a ser carregado e parâmetros de carregamento na parte superior do forno (coluna “BLT”), incluindo uma característica de válvula específica destinada “VC1 específica...VC4 específica” para cada lote definido (ilustrado por uma fileira com sombreado cinza na representação tabular da FIG. 3). A FIG. 3 ilustra esquematicamente um sistema de controle do processo 26 de arquitetura conhecida, isto é, uma rede de PLC's conectada a um servidor apropriado. No modo conhecido, o sistema de controle do processo 28 se comunica com os componentes de automação da armazenagem (isto é, tanques de pesagem, filtros de pesagem, extratores, transportadores, etc.) e a instalação de carregamento na parte superior (isto é, unidade de comando de uma calha de distribuição articulada e rotativa, válvulas de vedação do filtro, equipamento de pesagem, etc.), como indicado pelas setas 27. Como ilustrado pela FIG. 3, o sistema de controle do processo 26 controla a válvula do controle de fluxo 10, normalmente via um controlador de válvula associada 28. Abaixo, como ilustrado esquematicamente pela seta 29, o sistema de controle do processo 26 apresenta a entrada de manipulação utilizada como regulagem para controlar a válvula do controle de fluxo 10 pelo controlador 28.

Em uma etapa ilustrada pela seta 31, os dados relevantes exigidos para o controle do processo são oriundos de um registro de dados, isto é “lote n.° 1” da estrutura de dados temporários 24, como ilustrado na FIG. 3, e fornecido para o sistema de controle do processo 26. Para este efeito, a segunda estrutura de dados 24 pode ser armazenada em uma memória externa ao sistema de controle do processo 26 ou interna a este último, isto é, dentro de um PLC do próprio sistema de controle do processo 26.

Em relação à obtenção e correção das características da válvula específica do lote para um lote apresentado, isto é, de acordo com o registro de dados “lote n.° 1”, como ilustrado na FIG. 3, as etapas do processamento de dados a seguir são executadas: a) determinar um sinal da taxa de fluxo (antes da descarga); b) originar uma regulagem da válvula solicitada que corresponde ao sinal da taxa de fluxo da característica da válvula específica apropriada (antes da descarga); c) determinar uma taxa de fluxo médio corrente em que o lote apresentado foi descarregado (após a descarga); d) corrigir a característica da válvula específica armazenada associada ao lote apresentado, caso apropriado, isto é, em caso de um desvio estipulado entre o sinal da taxa de fluxo e a taxa de fluxo médio corrente determinada (após a descarga) A etapa acima d) é preferivelmente executada por um módulo de software 32 implementado no sistema do computador que fornece o HMI. As etapas acima a) a c) são preferivelmente implementadas em um sistema de controle de processo existente 26, como ilustrado na FIG. 3, Outras implementações das etapas a) a d) no sistema de controle do processo 26 ou o sistema de computador HMI, ou distribuído em ambos, estão também dentro do escopo da presente apresentação.

No modo de correção característico da válvula, o módulo 32 opera, em particular, na característica da válvula específica do lote apresentado a ser descarregado. Para este efeito, as características da válvula específicas “VC1 específica...VC4 específica” podem ter qualquer formato apropriado em termos de estrutura de dados. Elas podem ser armazenadas na forma de uma coleção ordenada em série de pares de valores de taxa de fluxo e valores de regulagem de válvula representado uma discretização que aproxima uma curva de característica verdadeira. Mesmo em uma forma mais simples, ao invés de armazenar os dois valores de um par, pode ser suficiente para armazenar uma seqüência isolada (lista ordenada) dos valores de regulagem da válvula ai (coluna à direita da representação tabular na FIG. 4) como pontos discretos ou amostras tiradas em intervalos de taxa de fluxo fixos SV =^-7, ou vice- versa, visto que o índice i da seqüência permite determinar a seqüência de intervalo fixo correspondente. Para fins de ilustração, as características da válvula específicas são doravante consideradas na forma de uma série de pares indexados (f, ;a, ), como ilustrado na FIG. 4, em que a taxa de fluxo é expressa em etapas fixas W =VM-Vj e.g. de 0,05m3/s, embora outras formas adequadas de digitalização de uma característica sejam consideradas estando dentro do escopo da invenção.

As modalidades preferidas das etapas acima a) a d) são as seguintes: a) determinar o sinal da taxa de fluxo Antes de descarregar um lote apresentado, é calculado um sinal da taxa de fluxo V, normalmente ao dividir o peso líquido do lote pelo tempo de descarregamento do lote total visado, o resultado multiplicado pela densidade média deste lote (para taxas de fluxo volumétricas). O peso líquido é normalmente determinado utilizando o equipamento de pesagem do filtro adequado, isto é, como apresentado nas patentes norte-americanas US 4.071.166 e US 4.074.816. O sistema de controle do processo 26, ao qual o equipamento de pesagem é conectado, insere os resultados da pesagem ou do sinal da taxa de fluxo calculado no módulo 32, como ilustrado pela seta 33. O tempo de descarregamento visado corresponde ao tempo exigido pelo aparelho de distribuição para completar o padrão de carregamento desejado. Este tempo é predeterminado pelo cálculo, isto é, em função do comprimento do padrão de carregamento desejado e da velocidade do movimento da calha. O tempo de descarregamento visado e a densidade média estão incluídos com um item nos dados do respectivo registro, isto é, “lote n.° 1”, da estrutura de dados temporária 24, e na entrada do sistema de controle 26, de acordo com a seta 31 ou o módulo 32, de acordo com a seta 35, dependendo de onde a etapa a) é implementada. b) origem da regulagem da válvula solicitada da característica da válvula específica Para descarregar um lote apresentado, a característica da válvula específica associada, isto é, “VC1 específica” para “lote n.° 1” na FIG. 3, como efetivamente armazenada, é inserida no módulo 32, de acordo com a seta 35. Tendo determinado o sinal da taxa de fluxo (ver seção a) acima), a regulagem da válvula solicitada α que corresponde ao sinal da taxa de fluxo V é originada da característica da válvula específica do lote apresentado pela interpolação linear, como melhor ilustrada nas FIGS. 4-5.

Mais especificamente, os valores da taxa de fluxo adjacente Vl; VM na característica da válvula específica entre os quais o sinal da taxa de fluxo Vs é compreendido, são determinados de acordo com a inequação: (D e utilizados, em conjunto com os seus valores de regulagem da válvula associada a:;ai+,, para interpolação da válvula de regulagem da válvula solicitada a, de acordo com a equação: com i determinado para que a, <a<aM.

Por exemplo, com os valores, como ilustrados na FIG. 3 (para válvula predeterminada característica “C”) em e em tomo do resultado de uma precisão de 0,1°, o ângulo de abertura solicitado como regulagem de válvula para um sinal da taxa de fluxo de 0,29m3/s, de acordo com a equação (2), é <x = 29,5°.

Antes de iniciar a descarga do lote apresentado, o módulo 32 libera a regulagem da válvula solicitada <x determinada de acordo com a equação (2) do sistema de controle do processo 26, como ilustrado pela seta 37. O sistema de controle do processo 32, por sua vez, libera a regulagem da válvula solicitada α na forma de um sinal adequado como entrada de manipulação (sinal de controle da válvula) ao controlador 28 para operar a válvula de controle 10 (ver seta 29). c) origem da taxa de fluxo médio corrente Após o lote apresentado ter sido descarregado, é conhecido o tempo corrente exigido para a descarga (isto é, por meio do equipamento de pesagem ou outros sensores adequados, tais como transmissores de vibração) para que, semelhante à determinação do sinal da taxa de fluxo, a taxa de fluxo médio corrente em que o lote apresentado foi descarregado possa ser determinada de acordo com: com Vreal sendo a taxa de fluxo médio corrente, W sendo o peso do lote líquido total, isto é, como obtido do equipamento de pesagem conectado ao sistema de controle do processo 26, pavg sendo a densidade de lote média (isto é, obtida do registro de dados de acordo com a seta 35) e trealt sendo o tempo levado para o descarregamento efetivo do lote apresentado. O resultado Vrml é inserido no módulo 32, de acordo com a seta 33 caso a etapa c) seja implementada no sistema de controle do processo. d) correção da válvula específica característica associada ao lote apresentado Após o lote ter sido completamente descarregado, a taxa de fluxo médio corrente Vna, é comparada com o sinal da taxa de fluxo Vs. Em caso de um desvio estipulado (variância de controle) entre eles, é considerada necessária uma correção da característica da válvula específica para minimizar gradualmente o desvio em relação as descargas subseqüentes de lotes idênticos, isto é, de acordo com o registro de dados lote n.° 1. Em outras palavras, a correção causa ajuste gradual da taxa de fluxo para o sinal desejado. No modo de correção característico da válvula, a correção é a função principal do módulo 32 e é, preferivelmente, executada da seguinte forma: A diferença entre o sinal da taxa de fluxo e a taxa de fluxo corrente é calculada de acordo com: (4) Um desvio estipulado é considerado tendo ocorrido caso a válvula absoluta da diferença resultante, de acordo com (4), satisfaça a inequação (5) com Tx sendo um fator de tolerância máxima utilizado para ajustar o desvio máximo além do qual nenhuma correção é executada e T2 sendo um fator de tolerância mínimo utilizado para ajustar o desvio mínimo exigido para executar uma correção da válvula específica característica. Em caso de um desvio AV >TrVs, um alarme é preferivelmente gerado pelo HMI para indicar condições anormais. Os valores adequados podem ser, isto é, 7;= 0.2 e T2 = 0.02.

Embora a correção dos valores da taxa de fluxo e a manutenção dos valores de regulagem da válvula (como intervalos de amostragem) sejam teoricamente possíveis, é considerado preferido executar a correção dos valores de regulagem da válvula ao mesmo tempo em que são mantidos inalterados os valores da taxa de fluxo.

Além disso, para manter uma característica consistente, a correção é preferivelmente executada pelo ajuste de cada um dos valores de regulagem da válvula individual cij pela aplicação de um período de correção respectivo de cada um dos valores de regulagem da válvula ai. O respectivo período de correção é preferivelmente determinado utilizando uma função escolhida para aumentar com 0 desvio corrente AV e para diminuir com a diferença, preferivelmente com a distância em termos de índice de seqüência, entre 0 valor de regulagem da válvula a ser corrigido e 0 valor de regulagem da válvula que se aproxima ou é igual ao valor de regulagem da válvula solicitada. Apropriadamente, a magnitude do tempo de correção variará de acordo com AV, embora seja menor quanto mais “remoto” for 0 valor da regulagem a ser corrigido a partir da regulagem da válvula solicitada a, como determinado, isto é, pela equação (2). Em uma modalidade preferida, este tempo de correção é determinado da seguinte forma: Para a regulagem da válvula solicitada a, 0 valor de regulagem da válvula corrigida, que teria sido solicitado para atingir 0 sinal da taxa de fluxo solicitado, é: (6) com utilizando-se as notações das equações (2) e (4).

Apropriadamente, um período de correção respectivo C„, para cada um dos valores de regulagem da válvula an, é, respectivamente, determinado da seguinte forma: com O respectivo termo de correção C„ resultando da equação (8), que é então aplicado em cada regulagem da válvula da válvula específica característica apresentada: onde a' é o valor de regulagem da válvula corrigida, an é o valor de regulagem da válvula (não corrigida) efetivamente considerada na seqüência, Vn é a taxa de fluxo médio correspondente de acordo com a característica (não corrigida) corrente, i identifica o índice de seqüência, de modo que ai < a < aM, N é o número total de valores na válvula característica específica (comprimento em seqüência), n é o índice de seqüência (posição na seqüência de acordo com a tabela da FIG. 4) e A, é um fator de ganho constante definido do usuário que permite impedir a sobrecorreção (instabilidade) ao limitar o termo de correção C„, com valores preferidos sendo 5 > AT, > 2. A correção é preferivelmente limitada de acordo com: com amin e amm sendo as regulagens de válvula permitidas no mínimo e máximo, respectivamente. Como é compreendido, outras funções adequadas podem ser usadas para calcular um tempo de correção Cn cuja magnitude aumenta com um desvio corrente crescente ΔΚ e diminui com uma diferença crescente entre a regulagem da válvula a ser corrigida a„ea regulagem da válvula solicitada a.

Em uma etapa posterior, o módulo 32 garante preferivelmente que a sequência dos valores de regulagem da válvula é aumentada estrita e monotonicamente, isto é, ao operar uma seqüência de código do programa a seguir (em pseudo-código): pelo qual qualquer valor de regulagem da válvula, que é menor ou igual ao valor de regulagem da válvula que precede em seqüência, é aumentado até que um aumento monotonicamente estrito seja alcançado para garantir uma inclinação positiva da curva característica.

Após a conclusão dos cálculos, o módulo 32 corrige cada um dos valores de regulagem da válvula da válvula específica característica considerada ao substituir an com a'n para n = L..N. A FIG. 6 ilustra um possível resultado da correção acima discriminado com uma curva em linha sólida representando a válvula específica característica não corrigida e uma curva em linha partida representando a válvula específica característica corrigida baseado em pares dos valores da taxa de fluxo e nos valores de regulagem da válvula (k, ;<*,).

Segue uma seqüência de programa exemplar em pseudo-código para executar os cálculos de correção supra: SEQUÊNCIA

Correção da curva de fluxo característica -- antes do descarregamento -“Find index below value in characteristic curve” "to avoid negative inclination of the corrected characteristic curve” Após a correção ter sido feita, o módulo 32 retoma à válvula específica característica corrigida resultante, como ilustrado pela seta 39 na FIG. 3. Esta saída é usada no modo de correção característico da válvula para atualizar a característica da válvula específica efetivamente armazenada para o lote em questão, isto é, “VC 1 específica” para o lote n.° 1. Ao repetir o procedimento acima para cada lote de um ciclo de carregamento e em cada descarga, respectivamente, a taxa de fluxo respectiva é gradualmente (após cada descarga) ajustada para o sinal da taxa de fluxo desejado. Além disso, o uso da válvula específica característica atualizada na estrutura de dados 24, a válvula específica característica armazenada correspondente na estrutura de dados do HMI22, como identificada, utilizando o identificador de lote (“lote n.° 1”) e o identificador de fórmula (“fórmula n.°: X”) são também atualizados, como ilustrado pela seta 41 na FIG. 3. Desta forma, os desvios da taxa de fluxo são reduzidos ou eliminados em usos futuros da mesma “fórmula” (não havendo inicialização futura de acordo com as setas 23, uma vez que uma atualização, de acordo com a seta 41, tenha sido efetuada para uma fórmula apresentada).

Embora o modo de correção característico da válvula, como descrito acima, refira-se a uma única característica de válvula específica por lote, será compreendido que, em caso de uma instalação de filtros múltiplos, uma característica de válvula específica destinada para cada válvula do controle de fluxo é armazenada para cada lote, respectivamente, e corrigida quando a válvula do controle de fluxo respectiva é utilizada. Equivalentemente, lotes de materiais idênticos, isto é, que têm peso desejado idêntico, composição de material e disposição, como fornecido pelo armazenamento automático, são considerados, preferivelmente, lotes diferentes, onde quer que estejam armazenados, em filtros diferentes de uma instalação de filtros múltiplos.

De acordo com a modalidade preferida, o modo de correção característico da válvula descrito acima é inicialmente executado durante os vários ciclos de carregamento para apresentar características de válvula específica confiáveis. Posteriormente, estas características são utilizadas no ajuste da taxa de fluxo de acordo com um segundo modo subseqüente de operação quer será detalhado abaixo. Outras abordagens de obtenção da característica da válvula para uso no segundo modo de operação, isto é, utilizando a característica da válvula predeterminada sem correção, estão também dentro do escopo da invenção. MODO DE DESCARGA DA ABERTURA VARIÁVEL ÍVAD) Esta seção descreve, com referência às FIGS. 7-8, um modo preferido de ajuste da taxa de fluxo de acordo com a invenção, doravante denominado modo VAD.

Como ilustrado por meio de uma representação tabular de uma estrutura de dados 42 na FIG. 8 (ver identificador “VAD conjunto 1”...“VAD conjunto 4”), um respectivo conjunto de dados é armazenado para cada lote ocorrido no ciclo de carregamento. Cada conjunto “VAD conjunto 1”...“VAD conjunto 4”) compreende regulagens de válvulas plurais, respectivamente, cada regulagem da válvula sendo associada a um estágio diferente no processo de descarga do respectivo lote.

Como é compreendido, o processo de descarga de qualquer lote apresentado pode ser subdividido em diferentes estágios sucessivos, cada um correspondente a uma condição de operação diferente do aparelho de distribuição que controla a distribuição do material de carga durante a descarga de acordo com um padrão de distribuição desejado. Em particular e mais preferivelmente, cada estágio corresponde a uma articulação diferente, isto é, posição de inclinação de uma calha de distribuição do aparelho de carregamento. Altemativamente, o processo de descarga pode ser subdividido em estágios sucessivos que correspondem à revolução completa da calha de distribuição, respectivamente, ou qualquer outro parâmetro adequado relacionado ao padrão de descarga desejado. Os diferentes estágios em relação aos quais um conjunto, isto é, “VAD conjunto 1”, inclui uma regulagem de válvula associada, podem ser determinados utilizando os parâmetros de carregamento da parte superior (coluna “BLT”) apresentados na estrutura de dados 24 para o respectivo lote.

Um conjunto “VAD conjunto 1”... “VAD conjunto 4” representa uma seqüência temporal das regulagens da válvula variável a serem utilizadas em sucessão durante uma descarga de um lote apresentado para operar a válvula do controle de fluxo 10 em sincronia com os estados de operação do aparelho de distribuição. Embora ilustrados por uma estrutura de dados separados 42, os conjuntos “VAD conjunto 1”... “VAD conjunto 4” podem ser armazenados em qualquer forma adequada, separadamente ou como parte de outra estrutura de dados, isto é, estrutura de dados 24, em uma memória de dados, isto é, em memória não retentiva de um sistema de computador PC implementando o HMI de um PLC do sistema do controle de processo 26.

Em caso de uma válvula do controle de fluxo 10 do tipo como ilustrado na FIG. 1, as regulagens da válvula representam normalmente os valores do ângulo de abertura a, como utilizados com fins ilustrativos a partir deste momento. Os conjuntos das regulagens de válvulas plurais podem ser armazenados de qualquer forma adequada, isto é, como uma série de dados de comprimento fixo, o comprimento da série correspondente ao possível número de posições discretas da calha, com itens de séries sendo definidos somente para aquelas posições da calha que são utilizadas na descarga do respectivo lote. As posições da calha utilizadas podem ser determinadas, isto é, utilizando a estrutura de dados 24.

Para a descarga de um lote apresentado no modo VAD, o sistema de controle 26 utiliza o respectivo conjunto das regulagens da válvula “VAD conjunto 1”... “VAD conjunto 4” para operar a válvula do controle de fluxo 10, como ilustrada pela seta 29 na FIG. 8. Mais especificamente, o sistema de controle 26 opera a válvula do controle de fluxo 10 em uma abertura de válvula constante (isto é, abertura de válvula) durante cada estágio diferente da descarga, de acordo com a regulagem da válvula associada. Entretanto, em oposição ao modo inicial de correção característica da válvula, durante uma descarga do lote a abertura da válvula pode variar de estágio para estágio, isto é, da posição articulada para a posição articulada da calha, de acordo com as regulagens da válvula associada. A regulagem da válvula pode, portanto, variar cada vez que o e estado de operação do aparelho de distribuição, isto é, a posição articulada da calha de distribuição, variar. Por outro lado, em oposição à abordagem proposta em EP 0 204 935, o controle de realimentação online de regulagem da válvula é executado durante a descarga.

De fato, no modo VAD, o sistema de controle 26 determina a taxa de fluxo médio corrente em que o material é descarregado durante cada estágio, respectivamente, isto é, utilizando o equipamento de pesagem de filtro conectado ao controle do sistema 26, para uma correção off-line subseqüente das regulagens da válvula associada a ser discriminada abaixo. O processamento de dados no modo VAD inclui os seguintes aspectos principais: i) inicialização/atualização das regulagens da válvula do conjunto armazenado para um lote apresentado em função do sinal da taxa de fluxo solicitado; ii) correção das regulagens da válvula do conjunto armazenado para um lote apresentado de modo off-line, basicamente em função da taxa de fluxo médio corrente determinada para cada estágio associado.

De acordo com a modalidade ilustrada na FIG. 8, o módulo 32 é configurado para executar as etapas supra. Outras implementações estão igualmente dentro do escopo da invenção. Na modalidade preferida, para executar as etapas i) e ii), o módulo 32 utiliza as características da válvula específica “VC1 específica”...“VC4 específica” da estrutura de dados 24 como resultado da operação no modo de correção característico. A etapa i) é executada normalmente antes da descarga de um lote apresentado e necessária somente no início ou em caso de mudanças do sinal da taxa de fluxo. A etapa ii) é executada normalmente após a descarga do lote apresentado. As modalidades preferidas das etapas supra i) a ii) são as seguintes: i) inicializacão/atualizacão das regulagens da válvula No modo VAD, antes de descarregar um lote apresentado do ciclo de carregamento, são fornecidos os seguintes dados, isto é, do módulo 32: - o sinal da taxa de fluxo anterior VUST utilizado para a descarga precedente (se houver) do lote apresentado, isto é, apresentado de acordo com a seta 41 do sistema de controle 26; - o sinal da taxa de fluxo solicitado Vsp a ser utilizado para a descarga do lote apresentado, isto é, calculado como discriminado supra para a etapa a) e apresentado de acordo com a seta 41; - a válvula específica característica, isto é, “VC 1 específica” do lote apresentado, como armazenada na estrutura de dados 24, fornecida como ilustrada pela seta 43; - o conjunto das regulagens da válvula, isto é, “VAD conjunto 1 ”, armazenada para o lote apresentado, como ilustrada pela seta 45.

Antes da primeira descarga de um lote apresentado no modo VAD, seu respectivo conjunto de regulagens da válvula (isto é, “VAD conjunto 1”) é inicializado. Para este efeito, uma regulagem da válvula é definida para cada estágio na descarga, isto é, para cada posição articulada utilizada, como oriunda da estrutura de dados 24. Estas regulagens da válvula são, então, inicializadas na regulagem da válvula que corresponde ao sinal da taxa de fluxo solicitado VSP, de acordo com a característica da válvula (isto é, “VC 1 específica”) específica do lote apresentado, preferivelmente obtida de acordo com o modo de correção característico da válvula descrito acima.

Nas descargas subseqüentes no modo VAD, qualquer mudança significativa do sinal da taxa de fluxo efetivamente apresentado VSI,, com respeito ao sinal da taxa de fluxo anterior V,AST, desencadeia preferivelmente uma atualização de cada uma das regulagens da válvula do conjunto armazenado para o lote apresentado. Para este efeito, a diferença absoluta entre o sinal da taxa de fluxo anterior e o sinal da descarga seguinte é calculado e comparado a uma tolerância de variação predeterminada de acordo com: em que T3 é normalmente uma tolerância de variação definida de usuário, que é predeterminada, isto é, utilizando o HMI.

Caso a inequação seja satisfeita, um valor atualizado para cada regulagem da válvula do conjunto armazenado para o lote apresentado é calculada da seguinte forma: em que: a, é a regulagem da válvula atualizada (isto é, ângulo de abertura da válvula do controle de fluxo 10) para o estágio t, isto é, para posição da calha t; a0., é a regulagem da válvula anterior para estágio t; Δα, é o tempo de atualização para estágio t; VIASr é o sinal da taxa de fluxo anterior; VSP é o sinal da taxa de fluxo solicitado (para a descarga seguinte); e ΔΚ é a variação da taxa de fluxo entre o sinal da taxa de fluxo solicitado e o sinal da taxa de fluxo anterior, O valor do termo de atualização Δα, é determinado para corresponder à variação da taxa de fluxo AV baseada na válvula específica característica, que é associada ao lote apresentado a ser descarregado.

Como ilustrado na FIG. 8, a atualização é preferivelmente executada da seguinte forma: A válvula característica é utilizada para determinar uma primeira taxa de fluxo Fl;í que corresponde ao sinal da taxa de fluxo armazenado anterior a0;) pela interpolação linear, de acordo com em que i identifica o índice da sequência da válvula característica para que ai - ao:i < aM; como ilustrado na FIG. 8.

Uma segunda taxa de fluxo V2v é determinada como a soma da primeira taxa de fluxo Vv, e a variação do sinal AV, de acordo com: em que a variação do sinal AV pode ser positiva ou negativa, FIG. 8, apresentando um exemplo referente a AV>0.

Um segunda regulagem da válvula a2., que corresponde a esta segunda taxa de fluxo Vlf é também determinada pela interpolação linear, de acordo com: em que j identifica o índice da seqüência da característica da válvula para que < K, < V/f], como ilustrado na FIG. 8. O termo de atualização Δα, para a regulagem da válvula em questão é determinado utilizando a segunda regulagem da válvula a2.,, de acordo com: Em outras palavras, considerando as equações (13) e (17), a regulagem da válvula a, é atualizada de forma igual à segunda regulagem da válvula a2í. Como será observado, a atualização da regulagem da válvula em função do sinal da taxa de fluxo solicitado é preferivelmente implementada pela modificação do ângulo de abertura anterior a0., para cada estágio pela variação local Δα, que corresponde à variação do sinal da taxa de fluxo de ΔΫ, de acordo com a válvula específica característica, ver FIG. 8.

As regulagens da válvula atualizada são preferivelmente limitadas de acordo com: com amin e amx sendo as regulagens de válvula mínima e máxima permitidas, respectivamente, e também preferivelmente de acordo com: com ã sendo o valor da regulagem da válvula padrão por todas as regulagens da válvula do conjunto e S, sendo um limite de spam definido para usuário, normalmente predeterminado, para garantir que cada regulagem da válvula atualizada esteja dentro de um alcance predeterminado em relação ao valor padrão. A inicialização e atualização das regulagens da válvula para cada estágio, como descrito acima, é um aspecto preferido, porém auxiliar, de ajuste da taxa de fluxo, de acordo com a invenção, visto que pode não ser exigido caso um sinal da taxa de fluxo invariável esteja associado a cada lote do ciclo de carregamento. O aspecto principal do ajuste da taxa de fluxo, de acordo com a invenção, corresponde à etapa supra ii) da correção das regulagens da válvula, que é preferivelmente executada da seguinte forma: ii) correção das regulagens da válvula No modo VAD, cada uma das regulagens da válvula do conjunto armazenado para um lote apresentado é corrigida de modo off-line respectivamente. A correção de uma regulagem da válvula depende principalmente da taxa de fluxo padrão corrente determinada para o estágio associado. Um modo preferido de correção é implementado da seguinte forma: Para corrigir as regulagens da válvula após a descarga, são fornecidos os seguintes dados: - o sinal da taxa de fluxo V utilizado para a descarga do lote apresentado, isto é, fornecido para o módulo 32 pelo sistema de controle do processo 26 de acordo com a seta 41; - as taxas de fluxo padrão corrente V determinadas para cada estágio t na descarga, em particular, para cada posição de inclinação da calha, isto é, apresentada no módulo 32 pelo sistema de controle do processo 26 de acordo com a seta 41, - a válvula específica característica, isto é, “VC 1 específica” do lote apresentado, como armazenado na estrutura de dados 24, e fornecido para o módulo 32, como ilustrado pela seta 43; - o conjunto das regulagens da válvula, isto é, “VAD conjunto 1”, efetivamente armazenado para o lote apresentado, como ilustrado pela seta 45. A taxa de fluxo padrão corrente Vm para cada estágio t é determinada após o lote apresentado ter sido completamente descarregado, ou após um estágio da descarga apresentado ser concluído. Estas taxas de fluxo padrão correntes são determinadas de qualquer modo adequado, isto é, análogo ao cálculo da taxa de fluxo descrita acima para a etapa b), isto é, pelo sistema de controle do processo 26, utilizando o equipamento de pesagem conectado.

Ao utilizar as taxas de fluxo padrão correntes e determinadas VAcl;í, o desvio da taxa de fluxo (erro da taxa de fluxo) é determinado para cada estágio t, respectivamente, de acordo com: Uma correção para qualquer regulagem da válvula apresentada é executada caso o valor absoluto do desvio da taxa de fluxo para o estágio associado exceda uma tolerância de desvio predeterminado de acordo com a inequação: em que Γ4 é normalmente uma tolerância de desvio definida de usuário que é predeterminada, isto é, utilizando o HMI.

Para ajustar a taxa de fluxo durante uma descarga subseqüente do lote apresentado da taxa de fluxo solicitado, cada regulagem da válvula para a qual a inequação (21) possui, é corrigida off-line de acordo com: em que a\ é a regulagem da válvula corrigida, a, é a regulagem da válvula não corrigida armazenada associada ao estágio t, e ha, é um tempo de correção a ser determinado para cada estágio t, respectivamente, e K2 é normalmente uma constante predeterminada definida de usuário para impedir a correção excessiva, com K2, preferivelmente, para que K2 > 2. O termo de correção ha,, para cada estágio t, é preferivelmente determinado, utilizando interpolação linear na característica específica da válvula do lote apresentado de modo similar para a o tempo de atualização, como descrito acima. Entretanto, o valor do desvio da taxa de fluxo hV, será normalmente diferente para cada estágio t. Pela referência à FIG. 8, a correção é preferivelmente executada da seguinte forma: A válvula característica é utilizada para determinar uma primeira taxa de fluxo Vv, que corresponde ao sinal da taxa de fluxo a, não corrigido armazenado a pela interpolação linear, de acordo com: em que i identifica o índice da seqüência da característica da válvula para que a, <a,< aM, como ilustrado na FIG. 8.

Uma segunda taxa de fluxo V2.{ é determinada como a soma da primeira taxa de fluxo VVi e o desvio da taxa de fluxo AV, para o estágio associado t de acordo com: em que a variação do sinal AVt pode ser positiva ou negativa.

Uma segunda regulagem da válvula a2l que corresponde a esta segunda taxa de fluxo K, é também determinada pela interpolação linear, de acordo com: em que j identifica o índice da seqüência da característica da válvula para que F, < V2J < Fy+I e aj < a2., < aJ+i, como ilustrado na FIG. 8. O termo de correção off-line Δα, para a regulagem da válvula em questão, isto é, para a etapa t, é determinado utilizando a segunda regulagem da válvula a2;, de (16), de acordo com: Para cada estágio t em que um desvio da taxa de fluxo significativo ocorrido, isto é, para o qual a inequação é satisfeita (21), a regulagem da válvula não corrigida associada α é corrigida ao aplicar o tempo de correção correspondente a, de acordo com a equação (22).

Semelhante às equações (18) e (19), a correção das regulagens da válvula é preferivelmente para que cada regulagem da válvula corrigida α seja limitada de acordo com: sendo amine amx as regulagens de válvula mínima e máxima permitidas, respectivamente, e ainda mais preferivelmente de acordo com: Uma seqüência de programação exemplificativa em pseudo-código para realizar a correção apresentada acima na seção (ii) é a seguinte: IF BLT results transmitted = TRUE THEN

FUNCTIONS

END FUNCTION FUNCTION MGAngleLimitsfa, ã, ChutePositionUsed, amax, amin, 5,) De forma semelhante, uma seqüência de programação exemplificativa em pseudo-código para realizar a atualização apresentada acima na seção (i) é a seguinte: Embora o modo VAD como descrito acima se refira a um único conjunto de regulagens de válvula por lote, deve ser entendido que, no caso de uma instalação de múltiplos silos, um conjunto independente de regulagens de válvula para cada válvula de controle de fluxo é armazenado para cada lote respectivamente.

Em resumo, o ajuste da taxa de fluxo, de acordo com o modo VAD supra, varia a abertura da válvula durante o descarregamento de um lote sem a necessidade do controle de retrocedimento online. Após o lote ter sido descarregado, a taxa de fluxo padrão corrente por estágio, isto é, por posição de calha utilizada, é comparada ao sinal da taxa de fluxo inicialmente solicitado. Após cada descarga, a abertura da válvula para cada estágio é gradualmente corrigida, se necessário, para alcançar a saída da taxa de fluxo desejado para cada estágio. Para cada estágio durante a descarga, a abertura da portinhola do material é constante, porém pode variar de estágio para estágio, isto é, de acordo com posições de calha diferentes. Para apresentar resultados de correção ideais no modo VAD, diversas descargas de lote inicial são preferivelmente executadas no modo de correção característica da válvula, como descrito acima.

Legenda/Lista de expressões referenciais: 10 válvula do controle de fluxo 12 filtro da parte superior 14 fluxo do material de carga 16 obturador da válvula 18 membro do canal 20 característica da válvula predeterminada 22 estrutura de dados para HMI 24 estrutura de dados temporários para controle de processo 26 sistema do controle de processo 28 controlador da válvula 32 módulo do software “lote n.° 1”,.. identificador do registro de dados do lote “lote n,° 4” “VC1 específico”... válvula específica característica “VC4 específico” 23,25,27,29,31, setas indicativas de dados/fluxo de sinal (FIG. 3) 33,35,37,39,41 42 estrutura de dados dos conjuntos VAD 27,29,41,43 e 45 setas indicativas de dados/fluxo do sinal (FIG. 7) REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Método de ajuste da taxa de fluxo de material de carga em um processo de carregamento de um fomo de cuba, em particular de um alto-fomo, caracterizado por: lotes de material de carga serem descarregados dentro do fomo por um silo na parte superior, utilizando uma válvula de controle de fluxo associada ao silo na parte superior para controlar a taxa de fluxo do material de carga alimentado em um dispositivo de distribuição para controlar a distribuição do material de carga dentro do fomo, em particular um dispositivo de distribuição compreendendo uma calha de distribuição rotativa e articulável, cada lote representando uma quantidade de material de carga que é armazenado intermediariamente no silo da parte superior para ser descarregado dentro do fomo; o método compreendendo: a armazenagem de um respectivo conjunto de regulagens de válvulas plurais para cada lote, cada regulagem de válvulas de um conjunto sendo associada a um estágio diferente durante a descarga do respectivo lote da respectiva parte superior do silo, para que cada estágio diferente corresponda a uma condição de operação diferente do dispositivo de distribuição durante a descarga do respectivo lote, em particular em uma posição de articulação diferente da calha de distribuição; para a descarga de um lote apresentado: em cada etapa da descarga do lote apresentado: a operação da válvula do controle de fluxo em uma abertura de válvula constante na base do conjunto de válvulas associadas ao estágio; apresentado uma taxa de fluxo real média na qual o material de descarga é descarregado durante o estágio; e a correção de cada uma das regulagens de válvula plurais do conjunto armazenado para o lote desligado apresentado em função da taxa de fluxo real média apresentada para o estágio associado.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela correção de cada uma das regulagens de válvulas plurais do conjunto armazenado para o lote apresentado desligado ser determinada em função da taxa de fluxo real média apresentada para o estágio associado e de um ponto de ajuste da taxa de fluxo solicitado.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender também, antes da descarga de um lote apresentado: a obtenção de um ponto de ajuste da taxa de fluxo solicitado para o lote apresentado; e a atualização de cada uma das regulagens de válvula plurais do conjunto armazenado para o lote apresentado em função do ponto de ajuste da taxa de fluxo solicitado.

4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por compreender também uma válvula específica característica para cada lote de material de carga, cada válvula específica característica sendo associada a um lote e indicando a relação entre a taxa de fluxo e a regulagem da válvula da válvula do controle de fluxo para o lote associado, em que a correção da regulagem da válvula armazenada do conjunto armazenado para um lote desligado apresentado em função da taxa de fluxo real média, apresentada para o estágio associado, e do ponto de ajuste da taxa de fluxo solicitado, compreende: - determinar um desvio da taxa de fluxo entre o ponto de ajuste da taxa de fluxo solicitado e a taxa de fluxo real média determinada para o estágio associado; e, caso o desvio da taxa de fluxo exceda uma tolerância de desvio predeterminada: - determinar uma primeira taxa de fluxo correspondente à regulagem da válvula armazenada, utilizando a válvula específica característica associada ao lote apresentado; - determinar um segundo fluxo de taxa como a soma da primeira taxa de fluxo e do desvio da taxa de fluxo; - determinar uma segunda regulagem de válvula correspondente à segunda taxa de fluxo, utilizando a válvula específica característica associada ao lote apresentado; - determinar um termo de correção como uma função da diferença entre a segunda regulagem da válvula e a regulagem da válvula armazenada; - aplicar o termo de correção à regulagem da válvula armazenada para obter uma regulagem da válvula armazenada corrigida.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por: a atualização de uma regulagem da válvula armazenada do conjunto armazenado para um lote apresentado em função do ponto de ajuste da taxa de fluxo solicitado, compreende: - a obtenção de um ponto de ajuste da taxa de fluxo prévia utilizado para a descarga precedente de um lote apresentado; - a determinação de uma variação da taxa de fluxo entre o ponto de ajuste da taxa de fluxo solicitado e a saída da taxa de fluxo prévia; e, caso a variação da taxa de fluxo exceda uma tolerância de variação predeterminada: - a determinação de uma primeira taxa de fluxo correspondente à regulagem da válvula armazenada, utilizando a válvula específica característica associada ao lote apresentado; - a determinação de uma segunda taxa de fluxo como a soma da primeira taxa de fluxo e d a determinação de determinar uma segunda regulagem de válvula correspondente a uma segunda taxa de fluxo, utilizando a válvula específica característica associada ao lote apresentado; - a utilização da segunda regulagem de válvula para atualizar a regulagem de válvula armazenada.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pela correção de cada uma das regulagens de válvula plurais do conjunto armazenado para um lote apresentado também compreende: - a determinação de um valor de regulagem de válvula médio a partir de todas as regulagens de válvula plurais do conjunto; - a garantia de que cada regulagem de válvula corrigida do conjunto esteja dentro de uma faixa predeterminada em relação ao valor de regulagem de válvula médio.

7. Sistema de ajuste da taxa de fluxo do material de carga em uma instalação de carga para um forno de cuba, em particular para um alto-fomo, a instalação compreendendo um dispositivo de distribuição para controlar a distribuição do material de carga dentro do forno, em particular um dispositivo de distribuição compreendendo uma calha de distribuição rotativa e articulável, um silo para armazenar intermediariamente lotes de material de carga a ser descarregado no fomo e uma válvula de controle de fluxo associada ao silo para controlar a taxa de fluxo do material de carga no dispositivo de distribuição, cada lote representando uma quantidade de material de carga que é armazenado intermediamente na parte superior do silo para ser descarregado dentro do forno, caracterizado por compreender: uma memória de dados armazenando um conjunto respectivo de regulagensde válvula plurais para cada lote, cada regulagem de válvula de um conjunto associado a uma etapa diferente durante a descarga do lote respectivo da respectiva parte superior do silo, para que cada etapa diferente corresponda a uma condição de operação diferente do dispositivo de distribuição durante a descarga do respectivo lote, em particular em uma posição de articulação diferente da calha de distribuição; um dispositivo de computação programável programado para executar as etapas abaixo para a descarga de um lote apresentado: em cada etapa da descarga de um lote apresentado: operar a válvula do controle de fluxo em uma abertura de válvula constante na base da regulagem de válvula associada em cada estágio; determinar a taxa de fluxo real média em que o material de carga é descarregado durante o estágio; e corrigir cada uma das regulagens de válvula plurais do conjunto armazenado para o lote desligado apresentado em função da taxa de fluxo real média determinada para o estágio associado.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo dispositivo de computação programável ser programado para corrigir cada uma das regulagens de válvula plurais do conjunto armazenado para o lote desligado apresentado em função da taxa de fluxo real média determinada para o estágio associado e de um ponto de ajuste da taxa de fluxo solicitada.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo dispositivo de computação programável ser programado para executar as etapas abaixo antes da descarga de um lote apresentado: obter uma saída da taxa de fluxo apresentada para o lote apresentado; atualizar cada uma das regulagens de válvula plurais do conjunto armazenado para o lote apresentado em função da saída da taxa de fluxo apresentada.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por compreender também: uma memória de dados armazenando uma válvula específica característica para cada lote de material de carga, cada válvula específica característica sendo associada a um lote e indicando a relação entre a taxa de fluxo e a regulagem da válvula do controle de fluxo para o lote associado, e em que o dispositivo de computação programável é programado para que a correção de uma regulagem de válvula armazenada do conjunto armazenado para um lote desligado apresentado em função da taxa de fluxo real média apresentada para o estágio associado e da saída da taxa de fluxo solicitada compreenda: - a determinação do desvio da taxa de fluxo entre a saída da taxa de fluxo solicitada e a taxa de fluxo real média apresentada para o estágio associado; e, caso o desvio da taxa de fluxo exceda uma tolerância de desvio predeterminado: - a determinação da primeira taxa de fluxo correspondente à regulagem da válvula armazenada, utilizando a válvula específica característica associada ao lote apresentado; - a determinação de uma segunda taxa de fluxo como a soma da primeira taxa de fluxo e do desvio da taxa de fluxo; - a determinação de uma segunda regulagem de válvula correspondente à segunda taxa de fluxo, utilizando a válvula específica característica associada ao lote apresentado; - a determinação de um termo de correção como uma função da diferença entre a segunda regulagem de válvula e a regulagem de válvula armazenada; - a aplicação do termo de correção na regulagem de válvula armazenada para obter uma regulagem de válvula armazenada corrigida.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo dispositivo de computação programável ser programado para que a atualização de uma regulagem de válvula armazenada do conjunto armazenado para um lote apresentado em função da saída da taxa de fluxo solicitada compreenda: a obtenção de uma saída da taxa de fluxo prévio utilizado para a descarga precedente de um lote apresentado; - a determinação de uma variação da taxa de fluxo entre a saída da taxa de fluxo apresentado e a saída da taxa de fluxo prévio; e, caso a variação da taxa de fluxo exceda uma tolerância de variação predeterminada: - a determinação de uma primeira taxa de fluxo correspondente à regulagem da válvula armazenada, utilizando a válvula específica característica associada ao lote apresentado; - a determinação de uma segunda taxa de fluxo como a soma da primeira taxa de fluxo e da variação da taxa de fluxo; - a determinação de uma segunda regulagem de válvula correspondente à segunda taxa de fluxo, utilizando a válvula específica característica associada ao lote apresentado; - a utilização da segunda regulagem de válvula para atualizar a regulagem de válvula armazenada.

12. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 11, caracterizado pelo dispositivo de computação programável ser programado para que a correção de cada uma das regulagens da válvula plurais do conjunto armazenado para um lote apresentado compreenda: - a determinação de um valor de regulagem de válvula médio a partir das regulagens de válvula plurais do conjunto;- a garantia de que cada regulagem da válvula corrigida do conjunto esteja dentro de uma faixa predeterminada em relação ao valor de regulagem de válvula médio.