RU1796571C - Система контрол запаса материала в многосекционном бункере - Google Patents

Abstract

Использование: при контроле запасов сыпучих материалов в многосекционном бункере дробильных и обогатительных фабрик , а также на предпри ти х черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов и химической промышленности. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что дл  каждой секции бункера, исход  из ее конкретной конфигурации , выбираетс  характерна  точка зона загрузки (измерени ), контроль уровн  в которой в наибольшей степени отражает функциональную зависимость объема материала в секции от измер емого уровн , а также использование в специально организованные моменты времени значений текущего уровн  материала, измеренного с помощью одного датчика текущего уровн , установленного на подвижной части загрузочной тележки. Устранение ошибок в контроле , измерении и передаче информации достигаетс  схемным соединением датчика контрол  зоны измерени , датчикеггекущего. уровн  материала в секции бункера, датчика остановки, инвертора, ключа, порогового элемента, логического элемента И и блока сигнализации. При этом преобразователи веса и уровн  позвол ют подавать на интегрирующие и корректирующие входы интеграторов сигналы единой физической сущности (а именно в единицах объема, м3). Использование данной системы контрол  позвол ет повысить точность и достоверность информации о количестве материала в каждой секции и во всем бункере в целом, уменьшить веро тность возникновени  аварийных ситуаций, св занных как с полной разгрузкой, так и переполнением отдельных секций бункера, повысить равномерность распределени  материала по всей длине бункера и соответственно снизить потери рабочего времени и повысить производительность последующего технического оборудовани  на 0,4%. 4 ил. М ю Оч ел ч

Description

Изобретение относитс  к контролю запасов сыпучих материалов в многосекционных бункерах дробильных и обогатительных фабрик и может быть использовано на предпри ти х черной и цветной металлургии, промышленности

строительных материалов- и химической промышленности.

Известно устройство дл  загрузки бункеров сыпучим материалом, содержащее загрузочное устройство (катучий конвейер), установленный над расположенными вплотную один к другому р дом бункеров, с приодом перемещени , ключом, датчиками поожени , блоками интегрировани .

Известное устройство не обеспечивает контрол  запасов материала в секци х бункера (отдельных бункерах), что не позволит рганизовать оперативное управление загрузки бункера с учетом запасов материала в секци х бункера и тем самым может привести к аварийным ситуаци м, св занным с переполнением одних и разгрузкой других екций бункера, просто м и поломкам технологического оборудовани .

; Наиболее близким кизобретению вл ет- с  устройство дл  загрузки многосекционной емкости сыпучим материалом, содержащее передвижную загрузочную тележку с приводом, атчики положени  загрузочной тележки, датчики весовой производительности выходных потоков материала из секций бункера, интеграторы с корректорами, причем выходы датчиков положени  загрузочной тележки соединены с соответствующими входами коммутатора.

Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность определени  запаса материала в секци х бункера, вызванна  тем, что коррекци  определ емого значени  запаса производитс  только при достижении уровнем материала в секци х бункера своего верхнего значени . Из-за этого происходит длительное накопление ошибки при интегрировании показаний весов в св зи с отсутствием непрерывного контрол  уровн . Кроме того, отсутствие фиксированного контрол  точек загрузки секций бункера, при значительной прот женности секций (6-12 с) приводит к дополнительным погрешност м коррекции по показани м датчика верхнего уровн  из-за неучета угла естественного откоса и конфигурации загрузочного конуса в пространстве загружаемой секции.

К существенным недостаткам известного устройства можно отнести низкую надежность и сложность реализации, вызванную необходимость установки датчиков контрол  верхнего уровн  на каждой секции бункера , а также необходимость контрол  входной производительности, что затрудне- но в св зи с конструктивными особенност ми загрузочной тележки и значительными транепо ртными запаздывани ми по подающему такту от места установки весов до точки загрузки материала.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  запаса материала в многосекционных бункерах. . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в систему контрол  запаса материала в многосекционном бункере, включающую привод передвижной загрузочной тележки , соединенный с блоком управлени  перемещени  тележки, датчики положени 

загрузочной тележки, датчики веса, установленные на выходе каждой секции, интеграторы с корректорами и коммутатор, соответствующие входы последнего соединены с выходами датчиков положени  загрузочной тележки, дополнительно введены датчик остановки загрузочной тележки, блок отображени  информации, функцио- нальный.преобразователь, последовательно соединенные датчики уровн  материала

в секции бункера, дополнительный функциональный преобразователь, ключ, пороговый элемент, блок передачи информации и блок сигнализации, а также последовательно соединенные датчик контрол  зоны измерени , установленный на подвижной части загрузочной тележки, инвертор и логический элемент И, второй вход которого св зан с датчиком .остановки загрузочной тележки и выход - с блоком сигнализации,

при этом каждый датчик веса через соответствующие последовательно соединенные функциональный преобразователь и интегратор с корректором св зан с блоком отображени  информации, а датчик контрол 

зоны измерени  подключен к ключу.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что дл  каждой секции бункера исход  из ее конкретной конфигурации выбираетс  путем установки датчиков положени  тележки , характерна  точка (зона) загрузки (измерени ), контроль уровн  в которой в наибольшей степени отражает функциональную зависимость объема материала в секции от измер емого уровн . Кроме того

сущность изобретени  заключаетс  .в ис- пользовании в специально организованные моменты времени, значений текущего уровн  материала измеренного с помощью одного датчика текущего уровн ,установленного на подвижной части за- гр узочной тележки.. Устранение ошибок в контроле, измерении и передаче информации достигаетс  схемным соединением датчика контрол  зоны измерени , датчика

текущего уровн  материала в секции бункера ,, датчика остановки, инвертора, ключа, порогового элемента, логического элемента И и блока сигнализации.

Существенным  вл етс  использование преобразователей веса и уровн , позвол ющих подавать на интегрирующие и корре к- тирующие входы интеграторов сигналы единой физической сущности (а именно в единицах объема, м ).

, Существенной дл  достижени  поставленной цели  вл етс  вс  совоупность признаков изобретени , в св зи с тем, что она позвол ет одновременно повысить точность контрол , как за счет совокупности средств контрол  (вес, положение, уровень, зона, остановка), так и за счет схемы их соединений, обеспечивающей реализацию наиболее эффективной последовательности обработки измеренных технологических параметров.

Из анализа научно-технической и патентной литературы авторам неизвестны способы и системы, позвол ющие контролировать запас материала аналогичным образом , поэтому за вка соответствует критери м новизна и существенные отличи .

На фиг.1 показана структурна  блок- схема системы контрол  запаса материала в многосекционном бункере; на фиг.2 - схема реализации интегратора с корректором; на фиг.З - схема реализации функциональных преобразователей веса и уровн ; на фиг А - схема реализации порогового элемента . ,.-. .;. . . :

Блок-схема системы контрол  запаса включает датчики 1 положени  загрузочной тележки, датчики 2 весовой производительности выходных потоков материала из секций бункера, функциональные преобразователи веса 3, интеграторы 4 с корректорами , блок отображени  информации 5, блок сигнализации 6, датчик 7 текущего уровн  материала в секции бункера, функциональный преобразователь уровн  8, ключ 9, пороговый элемент 10, блок передачи информации. 11, датчик 12 контрол  зоны измерени . Инвертор 13, логический элемент И 14, датчик 15 остановки загрузочной тележки, коммутатор 1&, блок управлени  17 приводом тележки, тележка 18с приводом ..

Система контрол  запаса материала в многосекционном бункере, изображенна  на фи г; 1, содержит привод передвижной загрузочной тележки 18, соединенный с блоком управлени  перемещени  тележки 17, датчики положени  загрузочной тележки 1, датчики веса 2, установленные на выходе каждой секции, интеграторы с корректорами 4 и коммутатор 16, соответствующие входы последнего соединены с выходами датчиков положени  и загрузочной тележки, датчик остановки загрузочной тележки 15, блок отображени  информации 19, функциональный преобразователь 8, последовательно соединённые датчик уровн  материала в секции бункера 7, дополнительный функциональный преобразователь 3,

ключ 9, пороговый элемент 10, блок передачи информации 11 и блок сигнализации 6, а также последовательно соединенные датчик контрол  зоны измерени  12, установленный на подвижной части загрузочной тележки 18, инвертор 13. и логический элемент И 14, второй вход которого св зан с датчиком остановки загрузочной тележки 15 и выход - с блоком сигнализации 6, при этом

0 каждый датчик веса 2 через соответствующие последовательно соединенные функциональный преобразователь 3 и интеграторе корректором 4 св зан с блоком отображени  информации 19, а датчик контрол  зоны

5 измерени  12 подключен к ключу 9.

В качестве датчиков положени  1 могут быть использованы дискретные датчики, состо щие из пары геркон-магнит, при этом герконы устанавливаютс  неподвижно

0 вдоль тракта перемещени  загрузочной тележки , а магнит устанавливаетс  на подвйж- . ной части загрузочной тележки. :В качестве датчиков 2 можно использовать конвейерные весы отечественного про5 изводства типа АВ или ЛТМ.

В качестве датчика остановки 15 может быть использовано токовое реле, например типа РТ, подключаемое напр мую или через трансформатор тока в одну из фаз питани 

0 привода загрузочной тележки.

Датчик контрол  зоны измерени  12 также может быть представлен в виде пары геркон-магнитГно при этом геркон устанавливаетс  на подвижной части загрузочной

5 тележки, а магниты (по числу секций) располагаютс  стационарно вдоль тракта движени  загрузочной тележки в местах, соответствующих зонам измерени .

Блок управлени  17в простейшем вари0 анте представл ет собой кнопочный пульт управлени  движением загрузочной тележки с кнопками Вперед, Назад, Стоп,

Блок сигнализации 6 может быть представлен любым устройством дл  звуковой

5 (например, электрический звонок) или световой сигнализации (например, лампа накаливани ).

Блок отображени  информации может быть выполнен из набора (по числу секций).

.0 показывающих стрелочных, узкопрофильных или цифровых приборов.

Блок передачи информации представл ет собой радиостанцию, располагаемую на подвижной части загрузочной тележки и

5 приемник, располагаемый стационарно.

Схема реализации интегратора с корректором 4, выполненна  на операционном усилителе 140 УД 7, сопротивлени х RI и R2. конденсаторе С и полевом транзисторе Т показана на фиг.2. В схему также входит

ключ, который может быть реализован с помощью известной схемы.

Функциональные преобразователи 3 и 4 могут быть реализованы по схеме фиг.З с использованием сопротивлений Ri, R2....R6 (по количеству точек аппроксимации графика функции преобразователей), операционного усилител  140 УД 7 и стабилитронов VL V2, Уз, V/i.

Схема реализации порогового элемента приведена на фиг.4 и  вл етс  частью известной схемы.

Коммутатор 16 и ключ 9 могут быть выполнены в виде известных ключей.

Индикатор - стандартный элемент серии 155 ЛН1...

Элемент логического И - стандартный элемент серии 155 ЛН 1.

Система работает следующим образом.

1. Вариант I: .

Исходное состо ние: загрузочна  тележка стоит в зоне измерени  i-й секции бункера. .....

Состо ние датчиков (см.фиг. 1):

- на выходе датчика текущего уровн  7 электрический сигнал, пропорциональный измеренному значению уровн  материала в секции, над которой стоит загрузочна  тележка Ui h .

- на выходе 1-го датчика положени  1 - электрический сигнал, соответствующий уровню логической единицы Ui . 1, а на выходах остальных датчиков положени  - электрические сигналы, соответствующие логическому нулю Ur 00 1); j 1,2,3...

- на выходе датчика контрол  зоны измерени  12 - электрический сигнал логической единицы Ui2 1.

- на выходах датчика веса 2 - электри ческие сигналы, пропорциональные расходам материала из соответствующих секций бункеров (т/ч), Uz Qj, j - номер секции 0 1,2,3,...); -.. ; .

- на выходе датчика остановки 15 - электрический сигнал логической единицы

Ui5 1

Работа схемы (фиг. 1).

Функциональные преобразователи веса 3 преобразовывают сигналы U2j, масштабированные в. физических единицах весового расхода материала (т/ч), в электрические сигналы Уз , масштабированные в физических единицах объемного расхода материала (м3/ч), с одновременной инверсией этих сигналов, т.е. сигналы Уз и U2 имеют противоположную пол рность.

Сигналы Уз поступают на интегралы с корректорами 4 на интегрирующие входы и таким образом происходит вычисление значени  объема материала в каждой секции по Формуле .

+ /U3(t)dt или

Vj V0j - / fi(U2i(t)dt,

где fi - функци  преобразовани  масштаба т/ч в масштаб м3/ч без инверсии.

Значение V0j  вл етс  корректирующим начальным значением интегрировани  и записываетс  дл  каждого интегратора 4 при подключении к его корректирующему входу (через коммутатор 16) выхода блока передачи информации 11.

Коммутатор 16 выполн ет подключение выхода блока передачи информации 11 в соответствии с управл ющими сигналами , поступающими от датчиков положени  1 таким образом, что выход блока передачи информации 11 соедин етс  с

корректирующими входами того интегратора 4, соответствующий которому датчик положени  1 находитс  в состо нии , корректирующие входы интеграторов 4 наход тс  в неподключенном состо нии и поэтому значение V0j(j & 1) дл  этих интеграторов остаютс  неизменными.

Коррекци  значени  V0| производитс  посто нно, пока соединены выход блока передачи информации 11 и корректирующий

вход j-ro интегратора 4.

На блок передачи информации 11 сигнал , пропорциональный бъему материала в секции,поступает через схему осто щую из блоков 8, 9 и 10.

В функциональном преобразователе уровн  производитс  преобразование электрического сигнала, пропорционального из- меренному уровню материала в секции в электрический сигнал, пропорциональный

объему материала в секции : .

u8 f2(u7),

С помощью ключа 9 сигнал И8 передаетс  дл  дальнейшей обработки на вход порогового элемента 10, так как загрузочна  тележка находитс  в зоне измерени , т.е. У12 1 (в противном случае сигнал И8 считаетс  неинформативным и на выходе ключа 9 будет сигнал И9 0).

Пороговый элемент 10 служит дл  фил ь- грации помех в диапазоне сигналов близких к0.

Ug, при L) Uio , npnUg Un

где Un - пороговое значение электрического сигнала помехи, определ етс  конкретно дл  каждого случа  на основании экспериментальных данных пр мых замеров.

Блок передачи информации служит дл  передачи электрического сигнала Й10 с подвижного объекта на вход коммутатора 16.

Схема, состо ща  из блоков 13, 14., 15, 6, служит дл  сигнализации оператору, управл ющему загрузочной тележкой 18 через блок управлени  17, о неверной остановке загрузочной тележки (не в зоне измерени ). Табл.1 состо ний, характеризующа  работу этой схемы,приведена ниже,

Прин тому исходному состо нию соответствует строка 4 табл. 1.

По сигналу блока сигнализации 6 опера- торпринимает решение об изменении положени  загрузочной тележки и формирует необходимые дл  этого команды через блок управлени  17.

Блок отображени  информации 5 служит дл  визуального представлени  информации о запасах материала в секци х бункера по сигналам U4, поступающим с выходов интеграторов 4, и фиксировани  этих запасов на диаграммной ленте.

Описанный прибор раскрывает сущность работы системы функционального назначени  и взаимодействи  блоков схемы.

В табл.2 представлены другие возможные , исход  из технологических ситуаций, варианты исходных состо ний.

Дл  вариантов II-IV, приведенных в табл.2, работа блоков 1,2,3,4,5J,8,10,11,16 аналогична их работе дл  варианта датчика контрол  зоны измерени , которое дл  со ответствующих вариантов определ етс  логическими сигналами: .

0, Ui2MI 0, Ui2lv 1;

U9 0, и9Ш 0,U9IV U8. Работа схемной цепочки/состо щей из блоков 13, 14, 6 определ етс  состо нием датчика контрол  зоны измерени  12 и дат- чика остановки 15. При этом соответствие вариантов табл.2 и состо ний блоков 12, 13, 14, 15, и 6, определ емых строками табл.1, будет следующим:

Вариант II - строка 2 табл.1 Вариант III-строка 1 табл.1 Вариант IV- строка 3 табл....1 Таким образом, включение блока сигнализации 6 в работе будет происходить только в ситуации, определенной дл  варианта -П.

Таким как варианты I - IV определ ютс  состо ни ми дискретных датчиков 12 и 15, то и переход от одного варианта к другому осуществл етс  дискретно (скачком), при этом динамических процессов, вли ющих на работу системы,при изменении вариантов нет.

Использование системы контрол  запасов материала в многосекционных бункерах позвол ет повысить точность и достоверность информации.о количестве материала в каждой секции и во всем бункере, уменьшить веро тность возникновени  аварийных ситуаций, св занных как с полной разгрузкой, так и переполнением отдельных секций, бункера, повысить равномерность распределени  материала по всей длине бункера и соответственно снизить потери рабочего времени и повысить производи- тельность последующего технологического оборудовани  на 0,4%.

Claims (1)

1. Формулаизобретени  Система контрол  запаса материала в многосекционном бункере, включающа  привод передвижной загрузочной тележки, соединенный с блоком управлени  перемещени  тележки, датчики положени  загру- .зочной тележки, датчики веса, установленные на выходе каждой секции, интеграторы с корректорами и коммутатор, соответствующие входы последнего соединены с выходами датчиков положени  загрузочной тележки,отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности определени  запаса материала, она снабжена датчиком остановки загрузочной тележки, блоком отображени  информации, функциональным преобразователем, последовательно

   соединенными датчиком уровн  материала в секции бункера, дополнительным преоб- разователем. ключом, пороговым элементов , блоком передачи информации и блоком сигнализации, а также последовательно соединенными датчиком контрол  зоны измерени , установленным на подвижной части загрузочной тележки, интегратором и логическим элементом И, второй вход которого св зан с датчиком остановки загрузочной тележки, выход - с блоком сигнализации, при этом каждый датчик веса через соответствующие последовательно соединенные функциональный преобразователь и интегратор с корректором св зан с блоком отображени  информации, а датчик контрол  зоны измерени  подключен к ключу.

   Исходное состо ние

   Загрузочна  тележка стоит над i-й секцией, но не в зоне измерени 

   Загрузочна  тележка движетс  над i-й, но не над зоной измерени 

   Загрузочна  тележка стоит над 1-й секцией и находитс  в зоне измере . -;- .. ний . .. :: .-- ,.. ....; ..

   Таблица 1

   Таблице 2

   Вариант

   II

   ill

   IV

   .

   .--- Oaepamofip. /

   :Ч.Х:;;

   17

   Фиг.1

   (Сигнал коррекции нач. у ел.)

   Ъ -ЕЮ

   Фиг.1

   Уг

   -№

   н№947:

   Фхг.З

   НИ

   W A3

   т

   Ш 75К