RU2366495C1 - Method to control loose components mixing - Google Patents

Method to control loose components mixing Download PDF

Info

Publication number
RU2366495C1
RU2366495C1 RU2008119863/15A RU2008119863A RU2366495C1 RU 2366495 C1 RU2366495 C1 RU 2366495C1 RU 2008119863/15 A RU2008119863/15 A RU 2008119863/15A RU 2008119863 A RU2008119863 A RU 2008119863A RU 2366495 C1 RU2366495 C1 RU 2366495C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxides
averaging
chemical elements
values
contents
Prior art date
Application number
RU2008119863/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Гладских (RU)
Владимир Иванович Гладских
Валерий Юрьевич Савинов (RU)
Валерий Юрьевич Савинов
Борис Борисович Зобнин (RU)
Борис Борисович Зобнин
Александр Александрович Сурин (RU)
Александр Александрович Сурин
Сергей Станиславович Головырин (RU)
Сергей Станиславович Головырин
Виктор Иванович Коротков (RU)
Виктор Иванович Коротков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority to RU2008119863/15A priority Critical patent/RU2366495C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2366495C1 publication Critical patent/RU2366495C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: starting component weight magnitudes are determined and leveled prior to feed the said components into averaging bin during preset time intervals. Content of chemical elements and oxides in the said components is determined. Weighted average content of chemical elements and oxides in aforesaid averaging bin for every preset time interval is determined. Time constant of dynamic variable describing the changing of weighted average contents of chemical elements and oxides in aforesaid bin is determined in its filling. Factor of transfer of aforesaid dynamic variable describing the changing of weighted average contents of chemical elements and oxides in aforesaid bin is determined in its filling is determined.
EFFECT: higher efficiency of control.
1 dwg

Description

Изобретение относится к способам для контроля и управления процессом смешивания текущих потоков сыпучих компонентов и может широко применяться в химической, строительной, силикатной, горнорудной, агломерационной, металлургической и других отраслях промышленности.The invention relates to methods for monitoring and controlling the process of mixing current flows of bulk components and can be widely used in chemical, construction, silicate, mining, sintering, metallurgical and other industries.

Известен способ усреднения сыпучих материалов в непрерывном потоке, по которому последовательно измеряют насыпную плотность сыпучего материала в неусредненном потоке, неусредненный поток разделяют на два вспомогательных потока по знакам приращения плотности перемешиваемого сыпучего материала, накапливают, смешивают, вновь измеряют приращение плотности, при превышении плотности над заданной сыпучий материал возвращают и вновь перемешивают с исходным (А.с. СССР №663423, кл. B01F 3/18, G05D 27/00, опубл. 25.05.1979 г.).A known method of averaging bulk materials in a continuous stream, which successively measure the bulk density of bulk material in an averaged stream, the averaged stream is divided into two auxiliary flows by signs of the density increment of the mixed bulk material, accumulate, mix, density increment is measured again, when the density exceeds the specified bulk material is returned and again mixed with the original (A.S. USSR No. 663423, class B01F 3/18, G05D 27/00, publ. 05.25.1979).

Недостатками известного способа являются энергоемкость, низкая производительность, повышенные потери при усреднении, исключена возможность использования способа для усреднения многокомпонентных сыпучих смесей и значительных (порядка тысяч тонн и выше) объемов усредняемых компонентов.The disadvantages of this method are energy consumption, low productivity, increased losses during averaging, the possibility of using the method for averaging multicomponent bulk mixtures and significant (about thousands tons and above) volumes of averaged components is excluded.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является известный способ усреднения сыпучих материалов в непрерывном потоке, предусматривающий дополнительный блок прогнозирования возмущений, обусловленных отклонениями фактических результатов анализа от расчетных значений (А.с. СССР №1122516, кл. B28C 5/60, опубл. 07.11.1984 г.).The closest in technical essence and the achieved effect is a known method of averaging bulk materials in a continuous stream, providing an additional unit for predicting disturbances due to deviations of the actual results of the analysis from the calculated values (AS USSR No. 1122516, class B28C 5/60, publ. 11/07/1984).

Недостатком известного способа является запаздывание информации о результатах измерений, что снижает эффективность управления процессом смешивания сыпучих компонентов.The disadvantage of this method is the delay in information about the measurement results, which reduces the efficiency of controlling the process of mixing bulk components.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности управления процессом смешивания сыпучих компонентов за счет прогнозирования средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов, например, железа, серы, оксида кальция, двуокиси кремния, в емкости усреднения, например на складе концентратов, на период ее полной загрузки.The technical task of the invention is to increase the efficiency of controlling the process of mixing bulk components by predicting the weighted average values of the contents of chemical elements and oxides, for example, iron, sulfur, calcium oxide, silicon dioxide, in the averaging tank, for example, in a concentrate warehouse, for the period of its full load.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в способе управления процессом смешивания сыпучих компонентов, включающем смешивание и дозирование, дополнительно определяют массы

Figure 00000001
сырьевых компонентов, поступающих в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, определяют содержания
Figure 00000002
химических элементов и оксидов в i-м сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, определяют средневзвешенные значения Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, определяют значения постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 и содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, по зависимостиThe technical result of the invention is achieved by the fact that in the method of controlling the process of mixing bulk components, including mixing and dosing, additionally determine the mass
Figure 00000001
raw components entering the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals determine the content
Figure 00000002
chemical elements and oxides in the ith feed component entering the averaging tank for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals determine the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, kth, (k + 1) th time intervals determine the values of the time constant T of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 and the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, according to

T=-t0/ln((Yk+l-Yk)/(Yk-Yk-l))T = -t 0 / ln ((Y k + l -Y k ) / (Y k -Y kl ))

где t0 - интервал квантования, с,where t 0 is the quantization interval, s,

определяют значения коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, по зависимостиdetermine the values of the transmission coefficient K of the dynamic link that describes the changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, according to

K=(Yk-Yk-1)/(1-(Yk+1-Yk)/(Yk-Yk-1),K = (Y k -Y k-1 ) / (1- (Y k + 1 -Y k ) / (Y k -Y k-1 ),

определяют переходную функцию β(t) прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения, а также прогнозируемые средневзвешенные значения содержаний

Figure 00000003
химических элементов и оксидов на весь период формирования емкости усреднения по зависимостямdetermine the transition function β (t) of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank, as well as the predicted weighted average values of the contents
Figure 00000003
chemical elements and oxides for the entire period of formation of the averaging capacity by dependencies

β(t)=K·(1-exp(-t/T))β (t) = K

Figure 00000004
Figure 00000004

где t - текущее время, ч;where t is the current time, h;

Т - инерционность емкости усреднения, ч;T is the inertia of the averaging capacity, h;

Тш - период формирования емкости усреднения с,T W - the period of formation of the averaging capacity s,

определяют целевую функцию J, обеспечивающую минимальное отклонение прогнозируемых средневзвешенных значений

Figure 00000005
содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения от заданного значения, по зависимостиdetermine the objective function J, providing the minimum deviation of the predicted average values
Figure 00000005
the content of chemical elements and oxides in the averaging tank from a given value, depending

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

где Qi - расход i-го сырьевого компонента, кг;where Q i is the consumption of the i-th raw component, kg;

β* - требуемое содержание химического элемента или оксида в емкости усреднения, %,β * - the required content of a chemical element or oxide in the averaging tank,%,

в соответствии с целевой функцией J определяют оптимальные задания регуляторам расходов сыпучих сырьевых компонентов, поступающих в емкость усреднения, путем приравнивания нулю частных производныхin accordance with the objective function J, the optimal tasks for the flow controllers of bulk raw materials entering the averaging tank are determined by equating the partial derivatives to zero

Figure 00000007
Figure 00000007

при выполнении ограниченийwhen fulfilling restrictions

ΣQi=Q*,ΣQ i = Q *,

Qimin≤Qi≤Qimax,Q imin ≤Q i ≤Q imax,

где Q* - сменное задание по объему сырья, загружаемому в емкость среднения, м3;where Q * is a shift task for the volume of raw materials loaded into the average tank, m 3 ;

Qimin, Qimax - соответственно минимально допустимый и максимально возможный объемы сырьевых компонентов смеси, м3,Q imin , Q imax - respectively, the minimum allowable and maximum possible volumes of raw components of the mixture, m 3 ,

синхронизируют значения

Figure 00000008
масс сырьевых компонентов, поступающих в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, значения
Figure 00000009
содержаний химических элементов и оксидов в сырьевых компонентах, поступающих в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, значения средневзвешенных Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, значения постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, и значения коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-l, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения.synchronize values
Figure 00000008
masses of raw components entering the averaging capacity for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, values
Figure 00000009
the content of chemical elements and oxides in the raw materials entering the averaging tank for the (k-1) th, kth, (k + 1) th time intervals, the values of the weighted average Y k-1 , Y k and Y k + 1 the content of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals, the values of the time constant T of the dynamic link describing changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 the contents of the chemical elements and oxides in homogenization vessel during its filling, and a k value of dynamic transmission link, describe it changes the values of average Y kl, Y k and Y k + l contents of chemical elements and oxides in homogenization vessel during its filling.

На чертеже изображена структурная схема для реализации предлагаемого способа управления процессом смешивания сыпучих компонентов.The drawing shows a structural diagram for implementing the proposed method for controlling the process of mixing bulk components.

Схема содержит по числу смешиваемых сырьевых компонентов накопительные емкости 1, анализатор 2 химического состава i-го сырьевого компонента, смеситель, выполненный в виде соответствующего поточного транспортера 3 i-го сырьевого компонента с соответствующим регулируемым приводом 4, дозатор расхода i-го сырьевого компонента, выполненный в виде последовательно соединенных соответствующих конвейерных весов 5, соответствующего регулятора 6 расхода i-го сырьевого компонента и соответствующего привода 4 соответствующего поточного транспортера 3 подачи i-го сырьевого компонента в емкость усреднения 7. Схема дополнительно содержит блок 8 расчета масс

Figure 00000010
i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, блок 9 расчета содержаний
Figure 00000011
химических элементов и оксидов в i-м сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, блок 10 расчета средневзвешенных значений Yk-l, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, блок 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-l, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, блок 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-l, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, последовательно соединенные блок 13 расчета переходной функции β(t) прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов или оксидов и прогнозируемых средневзвешенных значений
Figure 00000012
содержаний химических элементов или оксидов в емкости усреднения 7 на весь период ее формирования, входа которого соединены с выходами блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-l, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, и блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-l, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, блок 14 расчета целевой функции J минимизации отклонений прогнозируемых средневзвешенных значений
Figure 00000013
содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 от заданных значений, блок 15 расчета оптимального задания регулятору 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента и первый вход соответствующего регулятора 6 расхода i-го сырьевого компонента, второй вход которого соединен с первым выходом соответствующих конвейерных весов 5, а также блок 16 синхронизации работы блоков 8, 9, 10, 11, 12, выходы которого соединены с соответствующими им первыми входами блока 8 расчета значений массы
Figure 00000014
сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, блока 9 расчета значений содержаний
Figure 00000015
The scheme contains, by the number of raw components mixed, storage tanks 1, an analyzer 2 of the chemical composition of the i-th feed component, a mixer made in the form of a corresponding in-line conveyor 3 of the i-feed component with an appropriate adjustable drive 4, a flow meter of the ith feed component, made in the form of series-connected respective conveyor weights 5, the corresponding flow regulator 6 of the i-th feed component and the corresponding drive 4 of the corresponding in-line transport 3 and supplying i-th component of the feed in container 7. The averaging circuit further comprises a calculation unit 8 wt
Figure 00000010
i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, block 9 content calculation
Figure 00000011
chemical elements and oxides in the ith raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals, block 10 for calculating the weighted average values of Y kl , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing changes in the weighted average values of Y kl, Y k and Y k + l contents of chemical elements and oxides in the averaging process vessel 7 in its filling unit 12 for calculating coefficient values to k chi dynamic link describing changes of average Y kl values, Y k and Y k + l contents of chemical elements and oxides in capacitance averaging 7 during its filling, consecutively connected unit 13 for calculating the transfer function β (t) predicted average value of the content of chemical elements, or oxides and predicted weighted average values
Figure 00000012
the content of chemical elements or oxides in the averaging tank 7 for the entire period of its formation, the input of which is connected to the outputs of the block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing changes in the weighted average values of Y kl , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging capacitance in the process of filling it, and the block 12 for calculating the values of the transmission coefficient K of the dynamic link describing changes in the weighted average values of Y kl , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in Update 7 in the process of filling it, block 14 for calculating the objective function J of minimizing deviations of the predicted average weighted values
Figure 00000013
the content of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 from the given values, the block 15 for calculating the optimal task for the flow controller 6 of the i-th bulk feed component and the first input of the corresponding flow controller 6 of the i-th feed component, the second input of which is connected to the first output of the corresponding conveyor scales 5, as well as a block 16 for synchronizing the operation of blocks 8, 9, 10, 11, 12, the outputs of which are connected to the corresponding first inputs of block 8 for calculating the mass values
Figure 00000014
the raw material component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, kth, (k + 1) th time intervals, block 9 for calculating the contents
Figure 00000015

химических элементов и оксидов в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, блока 10 расчета средневзвешенных Yk-l, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-l, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, и блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-l, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, при этом выход соответствующего анализатора 2 химического состава i-го сырьевого компонента последовательно соединен с вторым входом блока 9 расчета содержаний

Figure 00000016
химических элементов и оксидов в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, второй выход соответствующих конвейерных весов 5 i-го сырьевого компонента последовательно соединен с вторым входом блока 8 расчета масс расчета значений массы
Figure 00000017
i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-l)-й, k-й, (k+l)-й интервалы времени, первые, вторые и третьи выхода блока 8 расчета масс расчета значений массы
Figure 00000018
i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, и блока 9 расчета содержаний
Figure 00000019
химических элементов и оксидов в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым, шестым, седьмым входами блока 10 расчета средневзвешенных значений Yk-l, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, первый, второй и третий выхода которого соединены соответственно с вторыми, третьими и четвертыми входами блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, и блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения.chemical elements and oxides in the i-th feed component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, block 10 for calculating the weighted average Y kl , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals, unit 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y kl , Y k and Y k + l of the content of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 in the process of filling it, and block 12 for calculating the values of the transmission coefficient K dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y kl , Y k and Y k + 1 of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 in the process of filling it, while the output of the corresponding analyzer 2 of the chemical composition of the i-th raw component is connected in series with the second input of the block 9 content calculations
Figure 00000016
chemical elements and oxides in the i-th feed component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, the second output of the corresponding conveyor weights 5 of the i-th feed component connected in series with the second input of mass calculation unit 8 for calculating mass values
Figure 00000017
ith raw component entering the averaging tank 7 for the (kl) th, k th, (k + l) th time intervals, the first, second and third outputs of block 8 for calculating masses for calculating mass values
Figure 00000018
i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, and block 9 content calculation
Figure 00000019
chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals are connected respectively to the second, third, fourth and fifth, the sixth, seventh inputs of block 10 for calculating the weighted average values of Y kl , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1)-th time intervals, the first, second and third outputs of which are connected respectively with the second, third and fourth inputs of block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link, o isyvayuschego changing average Y k-1 values, Y k and Y k + l contents of chemical elements and oxides in the averaging container 7 during its filling, and block 12 for calculating the coefficient values of the K transfer dynamic link describing changes of average values Y k-1, Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling.

В качестве блоков 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 используется компьютер, например, IBM PC-совместимый, в котором по специальной программе, алгоритм которых описан ниже, осуществляются операции суммирования, вычитания, интегрирования, синхронизации сигналов и дальнейшей обработки величин, определяемых математической постановкой задачи.As blocks 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, a computer is used, for example, an IBM PC-compatible, in which, according to a special program, the algorithm of which is described below, the operations of summation, subtraction, integration, synchronization are performed signals and further processing of quantities determined by the mathematical formulation of the problem.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Исходный материал смешиваемого i-го сырьевого сыпучего компонента из соответствующей накопительной емкости 1 поступает по соответствующему поточному транспортеру 3, например ленточному конвейеру, в емкость усреднения 7, при этом непрерывное измерение расхода i-го сырьевого компонента осуществляется соответствующими конвейерными весами 5, например, типа ВЕКО 2М фирмы Метран.The source material of the mixed ith raw bulk component from the corresponding storage tank 1 enters through an appropriate in-line conveyor 3, for example a belt conveyor, into the averaging tank 7, while the flow rate of the ith raw component is continuously measured by appropriate conveyor scales 5, for example, of the VEKO type 2M of the company Metran.

Сигнал с первого выхода соответствующих конвейерных весов 5 поступает на второй вход соответствующего регулятора 6 расхода i-го компонента, со второго - на второй вход блока 8 расчета значений масс

Figure 00000020
i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, который выполняется по зависимостямThe signal from the first output of the corresponding conveyor scales 5 is fed to the second input of the corresponding flow controller 6 of the i-th component, from the second to the second input of block 8 for calculating the mass values
Figure 00000020
i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, which is performed according to the dependencies

Figure 00000021
Figure 00000021

где t0 - интервал квантования, с;where t 0 is the quantization interval, s;

Qi(tm) - расход i-го смешиваемого сырьевого сыпучего компонента в момент времени tm, кг/с.Q i (t m ) is the flow rate of the i-th mixed raw bulk component at time t m , kg / s.

Установленный на выходе соответствующей накопительной емкости 1 соответствующий анализатор 2 химического состава i-го сырьевого компонента, например рентгено-флуоресцентный анализатор «МЭДА», осуществляет дискретный экспрессный количественный анализ i-го сырьевого компонента, выход анализатора 2 химического состава i-го сырьевого компонента в накопительных емкостях соединен со вторым входом блока 9 расчета значений химических элементов и оксидов, например,

Figure 00000022
железа, серы, оксида кальция, двуокиси магния, в i-ом сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, который выполняется по зависимостямThe corresponding analyzer 2 of the chemical composition of the i-th raw component, such as the X-ray fluorescence analyzer MEDA, installed at the output of the corresponding storage tank 1, performs discrete express quantitative analysis of the i-th raw component, the output of the analyzer 2 of the chemical composition of the i-th raw component in the storage containers connected to the second input of block 9 for calculating the values of chemical elements and oxides, for example,
Figure 00000022
iron, sulfur, calcium oxide, magnesium dioxide, in the i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, which is performed according to the dependencies

Figure 00000023
Figure 00000023

где Fei - содержание одного из химических элементов и оксидов, например, железа, в i-м сырьевом компоненте в момент времени tm, %.where Fe i is the content of one of the chemical elements and oxides, for example, iron, in the ith feed component at time t m ,%.

Первый, второй, третий выходы блока 8 расчета значений массы

Figure 00000024
i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, и блока 9 расчета значений содержаний химических элементов и оксидов в i-м сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым, шестым, седьмым входами блока 10 расчета средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов, например железа, в емкости усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, который выполняется по зависимостямThe first, second, third outputs of block 8 calculation of mass values
Figure 00000024
i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, and block 9 for calculating the values of the contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging capacitance 7 for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals are connected respectively to the second, third, fourth and fifth, sixth, seventh inputs of the block 10 for calculating the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides, for example iron, in the averaging tank 7 for the (k-1) th, kth, (k + 1) th time intervals, which is performed by dependencies

Figure 00000025
Figure 00000025

Первый, второй, третий выхода блока 10 расчета средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени соединены с соответствующими им вторым, третьим, четвертым входами блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, а также с соответствующими вторым, третьим, четвертым входами блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, расчет выполняется по зависимостямThe first, second, third outputs of block 10 for calculating the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) - the th time intervals are connected with the corresponding second, third, fourth inputs of the block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 in the process its filling, as well as with the corresponding second, third, fourth inputs of the block 12 races the values of the transmission coefficient K of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling, the calculation is performed according to the dependencies

T=-t0/ln((Yk+l-Yk)/(Yk-Yk-l)),T = -t 0 / ln ((Y k + l -Y k ) / (Y k -Y kl )),

K=(Yk-Yk-l)/(1-(Yk+l-Yk)/(Yk-Yk-l)).K = (Y k -Y kl ) / (1- (Y k + l -Y k ) / (Y k -Y kl )).

Выходы блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, и блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+l содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, соединены с соответствующими им первым и вторым входами блока 13 расчета прогнозируемых средневзвешенных значений

Figure 00000026
содержаний химических элементов и оксидов и переходной функции β(t) прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 на весь период ее формирования, который выполняется по зависимостямThe outputs of block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling, and block 12 for calculating the values of the dynamic transmission coefficient K of the link describing the changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + l of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling, are connected to the corresponding first and second inputs of the predicted average calculation unit 13 weighted values
Figure 00000026
the content of chemical elements and oxides and the transition function β (t) of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 for the entire period of its formation, which is performed according to the dependencies

Figure 00000027
Figure 00000027

β(t)=K·(1-exp(-t/T)),β (t) = K · (1-exp (-t / T)),

где Тш - период формирования емкости усреднения 7, с;where T W - the period of formation of the averaging capacitance 7, s;

t - текущее время, ч;t is the current time, h;

Т - инерционность емкости усреднения, ч.T is the inertia of the averaging capacity, h

Выход блока 13 соединен с входом блока 14, рассчитывающего целевую функцию J, обеспечивающую минимальное отклонение прогнозируемых средневзвешенных

Figure 00000028
значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 от заданного значения по зависимостиThe output of block 13 is connected to the input of block 14, which calculates the objective function J, which ensures the minimum deviation of the predicted weighted average
Figure 00000028
the values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 from a given value depending

Figure 00000029
,
Figure 00000029
,

где β* - требуемое содержание химического элемента или оксида в емкости усреднения 7, %.where β * is the required content of a chemical element or oxide in the averaging tank 7,%.

Выход блока 14 соединен со входом блока 15 расчета оптимального задания соответствующему регулятору 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента, обеспечивающего минимальные отклонения прогнозируемых средневзвешенных значений

Figure 00000030
содержаний химических элементов или оксидов в емкости усреднения 7 от заданных значений, выход которого соединен с первым входом соответствующего регулятора 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента. Оптимальные задания соответствующему регулятору 6 расхода i-го сыпучего сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7, находят путем приравнивания нулю частных производныхThe output of block 14 is connected to the input of block 15 for calculating the optimal task for the corresponding flow controller 6 of the i-th bulk raw material component, which ensures minimal deviations of the predicted average weighted values
Figure 00000030
the content of chemical elements or oxides in the averaging tank 7 from the given values, the output of which is connected to the first input of the corresponding flow controller 6 of the i-th bulk raw material component. The optimal tasks for the corresponding controller 6 of the flow rate of the ith bulk feed component entering the averaging tank 7 are found by equating the partial derivatives to zero

Figure 00000031
Figure 00000031

при выполнении ограниченийwhen fulfilling restrictions

ΣQi=Q*,ΣQ i = Q *,

Qimin≤Qi≤Qimax,Q imin ≤Q i ≤Q imax,

где Q* - сменное задание по объему сырья, загружаемому в емкость усреднения 7 м3;where Q * - shift task for the volume of raw materials loaded into the averaging tank of 7 m 3 ;

Qimin, Qimax - соответственно минимально допустимый и максимально возможный объемы сырьевых компонентов смеси, м3.Q imin , Q imax - respectively, the minimum allowable and maximum possible volumes of the raw materials of the mixture, m 3 .

Блок 16 синхронизирует работу блоков 8, 9, 10, 11, 12, выходы блока 16 синхронизации работы соединены с соответствующими им вторыми входами блока 8 расчета значений массы

Figure 00000032
i-го сырьевого компонента, поступающего в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, и блока 9 расчета значений содержаний химических элементов и оксидов в i-м сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, седьмым входом блока 10 расчета средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, четвертыми входами блока 11 расчета значений постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения и блока 12 расчета значений коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения.Block 16 synchronizes the operation of blocks 8, 9, 10, 11, 12, the outputs of block 16 for synchronization of operation are connected with the corresponding second inputs of block 8 for calculating mass values
Figure 00000032
i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, and block 9 for calculating the values of the contents of chemical elements and oxides in the i-th raw component entering the averaging tank 7 for the (k-1) -th, k-th, (k + 1) -th time intervals, the seventh input of block 10 for calculating the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 chemical contents elements and oxides in the averaging tank 7 for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals, by the fourth inputs of the block 11 for calculating the values of the time constant T of the dynamic link describing the changes rednevzveshennyh values Y k-1, Y k and Y k + 1 the contents of the chemical elements and oxides in the vessel averaging 7 during its filling and the unit 12 for calculating the coefficient values of the K transfer dynamic link describing changes of average values Y k-1, Y k, and Y k + 1 of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 during its filling.

Благодаря введенным блокам и связям, учитывается динамика изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 в процессе ее заполнения, расчет прогнозирования средневзвешенных значений

Figure 00000033
химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 на период ее полной загрузки позволяет уменьшить величину отклонений прогнозируемых средневзвешенных значений
Figure 00000034
содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения 7 от заданного значения и достичь технического результата изобретения - повысить эффективность управления процессом смешивания сыпучих компонентов.Thanks to the introduced blocks and relationships, the dynamics of changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 in the process of filling it is taken into account, the calculation of the forecast of the weighted average values
Figure 00000033
chemical elements and oxides in the averaging tank 7 for the period of its full load allows to reduce the deviation of the predicted weighted average values
Figure 00000034
the content of chemical elements and oxides in the averaging tank 7 from a given value and to achieve the technical result of the invention is to increase the efficiency of controlling the process of mixing bulk components.

Claims (1)

Способ управления процессом смешивания сыпучих компонентов, включающий смешивание и дозирование, отличающийся тем, что дополнительно определяют массы
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
Figure 00000037
сырьевых компонентов, поступающих в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, определяют содержания
Figure 00000038
,
Figure 00000039
,
Figure 00000040
химических элементов и оксидов в i-м сырьевом компоненте, поступающем в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, определяют средневзвешенные значения Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, определяют значения постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 и содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, по зависимости
T=-t0/ln(Yk-1, Yk)(Yk-Yk-1),
где t0 - интервал квантования, с,
определяют значения коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, по зависимости
K=(Yk-Yk-1)/(1-(Yk+1,-Yk)/(Yk-Yk-1),
определяют переходную функцию β(t) прогнозируемых средневзвешенных значений содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения, также прогнозируемые средневзавешенные значения содержаний
Figure 00000041
химических элементов и оксидов на весь период формирования емкости усреднения по зависимостям
Figure 00000042

где t - текущее время, ч;
Т - инерционность емкости усреднения, ч;
Tш - период формирования емкости усреднения, с,
определяют целевую функцию J, обеспечивающую минимальное отклонение прогнозируемых средневзвешенных значений
Figure 00000041
содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения от заданного значения, по зависимости
Figure 00000043

где Qi - расход i-го сырьевого компонента, кг;
β* - требуемое содержание химического элемента или оксида в емкости усреднения, %,
в соответствии с целевой функцией J определяют оптимальные задания регуляторам расходов сыпучих сырьевых компонентов, поступающих в емкость усреднения, путем приравнивания к нулю частных производных
Figure 00000044

при выполнении ограничений
ΣQi=Q*,
Qimin≤Qi≤Qimax,
где Q - сменное задание по объему сырья, загружаемому в емкость усреднения, м3;
Qimin, Qimax - соответственно минимально допустимый и максимально возможный объемы сырьевых компонентов смеси, м3,
синхронизируют значения
Figure 00000045
,
Figure 00000046
,
Figure 00000047
масс сырьевых компонентов, поступающих в емкость усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, значения
Figure 00000048
,
Figure 00000049
,
Figure 00000050
содержаний химических элементов и оксидов в сырьевых компонентах, поступающих в емкость усреднения за (k+1)-й, k-й, (k-1)-й, интервалы времени, значения средневзвешенных Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения за (k-1)-й, k-й, (k+1)-й интервалы времени, значения постоянной Т времени динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения, и значения коэффициента К передачи динамического звена, описывающего изменения средневзвешенных значений Yk-1, Yk и Yk+1 содержаний химических элементов и оксидов в емкости усреднения в процессе ее заполнения. A method of controlling the process of mixing bulk components, comprising mixing and dosing, characterized in that it further determines the mass
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
Figure 00000037
raw components entering the averaging tank for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals determine the content
Figure 00000038
,
Figure 00000039
,
Figure 00000040
chemical elements and oxides in the ith feed component entering the averaging tank for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals determine the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, kth, (k + 1) th time intervals determine the values of the time constant T of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 and the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, according to
T = -t 0 / ln (Y k-1 , Y k ) (Y k -Y k-1 ),
where t 0 is the quantization interval, s,
determine the values of the transmission coefficient K of the dynamic link that describes the changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, according to
K = (Y k -Y k-1 ) / (1- (Y k + 1 , -Y k ) / (Y k -Y k-1 ),
determine the transition function β (t) of the predicted weighted average values of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank, also the predicted weighted average contents
Figure 00000041
chemical elements and oxides for the entire period of formation of the averaging capacity by dependencies
Figure 00000042

where t is the current time, h;
T is the inertia of the averaging capacity, h;
T W - the period of formation of the averaging capacity, s,
determine the objective function J, providing the minimum deviation of the predicted average values
Figure 00000041
the content of chemical elements and oxides in the averaging tank from a given value, depending
Figure 00000043

where Q i is the consumption of the i-th raw component, kg;
β * - the required content of a chemical element or oxide in the averaging tank,%,
in accordance with the objective function J, the optimal tasks for the flow controllers of the bulk raw materials entering the averaging tank are determined by equating the partial derivatives to zero
Figure 00000044

when fulfilling restrictions
ΣQ i = Q *,
Q imin ≤Q i ≤Q imax,
where Q is a shift task for the volume of raw materials loaded into the averaging tank, m 3 ;
Q imin , Q imax - respectively, the minimum allowable and maximum possible volumes of the raw components of the mixture, m 3 ,
synchronize values
Figure 00000045
,
Figure 00000046
,
Figure 00000047
masses of raw components entering the averaging capacity for the (k-1) th, k-th, (k + 1) th time intervals, values
Figure 00000048
,
Figure 00000049
,
Figure 00000050
the content of chemical elements and oxides in the raw materials entering the averaging tank for the (k + 1) th, kth, (k-1) th, time intervals, weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 contents of chemical elements and oxides in the averaging tank for the (k-1) th, k th, (k + 1) th time intervals, the value of the time constant T of the dynamic link describing the changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling, and the values of the transmission coefficient K of the dynamic link, I describe changes in the weighted average values of Y k-1 , Y k and Y k + 1 of the contents of chemical elements and oxides in the averaging tank during its filling.
RU2008119863/15A 2008-05-19 2008-05-19 Method to control loose components mixing RU2366495C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008119863/15A RU2366495C1 (en) 2008-05-19 2008-05-19 Method to control loose components mixing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008119863/15A RU2366495C1 (en) 2008-05-19 2008-05-19 Method to control loose components mixing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2366495C1 true RU2366495C1 (en) 2009-09-10

Family

ID=41166460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008119863/15A RU2366495C1 (en) 2008-05-19 2008-05-19 Method to control loose components mixing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2366495C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100513949B1 (en) Method for controlling an amount of material delivered during a material transfer
Langlois et al. Dynamic modeling and simulation of tailing thickener units for the development of control strategies.
CN101339115B (en) Mixture density checking method and system
MXPA02005156A (en) Method for controlling an amount of material delivered during a material transfer.
CN101441445B (en) Sintering material balance method and system
CN104019662A (en) Rotary kiln control system
Itävuo et al. Mass balance control of crushing circuits
RU2366495C1 (en) Method to control loose components mixing
US6310454B1 (en) Apparatus and control method for feeder system for flowable material
RU2367510C1 (en) System of control of free-flowing components
CN102103370A (en) Slot and level control method of sintering mixture
CN105366382A (en) Batching device for uniformly and continuously measuring microscale solid powder and particles
CA2771987C (en) Method for controlling the transfer of materials
CN109321698B (en) Batching method capable of effectively improving mixing and stacking efficiency
CN1238568C (en) Auto control system for electrolysis ingredient of aluminium
Pihnastyi et al. Improvement of methods for description of a three-bunker collection conveyor
Bavdaž et al. Fuzzy controller for cement raw material blending
CN114872196B (en) Intelligent regulating and controlling method for current of stirrer
RU2275668C2 (en) Automated system for controlling process of preparing slag-forming compositions
SU960282A1 (en) Method for controlling process for preparing ore for concentration
CN103482337A (en) Constant feeding system device
Vislov et al. A batch feeder for inhomogeneous bulk materials
Yakovis et al. How Science and Inventing Play Together: Example of Averaging and Mixing Processes Design
RU2353964C1 (en) System for control of loose components blending
JP2000281211A (en) Storage equipment having carrying control function