SU849150A1

SU849150A1 - Устройство дл дозировани материалаВ АппАРАТы

Info

Publication number: SU849150A1
Application number: SU792842199A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Львович Суханов
Original assignee: Барнаульский Филиал Опытно-Конструк-Торского Бюро Автоматики
Priority date: 1979-11-21
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1981-07-23

Description

Изобретение относится к средствам автоматизации и может быть применено в химической и других отраслях промышленности при загрузке нескольких аппаратов материалом с одного ленточного транспортера.

Известно устройство для управления технологическим процессом циклического распределения материала, содержащее пульт управления, шифратор, генератор импульсов, распределитель импульсов с переменной структурой, блок реле времени и дешифратор £11 .

Однако такое устройство обеспечивает управление процессом распре- 15 деления материала по жесткой временной программе без обратной связи, а это не позволяет достигнуть требуемой точности распределения материального потока, особенно если аппараты 20 имеют разную производительность

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для дозирования материала в аппараты (загружаемые с одного тран- спортера), содержащее датчики производительности аппаратов, подключенные через вычислительный блок к системе стабилизации расхода материала на входе аппаратов, включающей дат- 30 чик расхода материала, последовательно соединенные шифратор, распределитель импульсов с переменной структурой, связанный с генератором импульсов с регулируемой частотой, дешифратор, пульт управления, подсоединенные к шифратору, и исполнительные механизмы, подключенные к дешифратору Г2] .

Кроме того, устройство содержит блок управления сигналами генератора импульсов, которые корректируются сигналами с датчиков производительности аппаратов. Это повышает точность распределения материального потока, однако не обеспечивает заданную стабильность работы аппаратов в случае, когда количеств© работающих аппаратов и их порядок по ходу транспортера являются переменными, например когда работает первый и второй или первый и второй и третий аппараты. Указанный недостаток объясняется тем, что коррекция сигналов генератора импульсов сигналами с датчиков производительности аппаратов ведется с постоянным коэффициентом передачи, который не может обеспечивать заданный уровень колебаний переменной части запаса в аппаратах, обусловленной периодичностью загрузки, когда система транспортер-группа аппаратов имеет переменную структуру.

Цель изобретения - повышение точности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, )4то устройство, содержащее регулятор, выход которого связан с исполнительным механизмом транспортера, один вход - с датчиком расхода, а другой вход через вычислительный блок - с выходами датчиков производительности аппаратов, распределитель импульсов, первые входы которого подключены к выходам шифратора, второй вход - к выходу генератора импульсов, а выходы через первый дешифратор - к исполнительным механизмам аппаратов, блок управления, выходы которого связаны соответственно с входом шифратора и другим входом первого дешифратора, содержит ключи, блок деления, задатчик и последовательно соединенные второй дешифратор, коммутатор и блок умножения,' причем один вход каждого ключа подсоединен к выходу соответствующего датчика производительности аппарата, другой вход - к соответствующему выходу первого дешифратора, выход датчика расхода связан с одним входом блока деления, другой вход которого подключен к выходам ключей, а выход - к другому входу блока умножения, выход которого соединен со входом генератора импульсов, выходы задатчика подключены к другому входу коммутатора, а вход второго дешифратора соединен с соответствующим выходом блока управления.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчики 1 производительности аппаратов, вычислительный блок 2, блок 3 стабилизации расхода материала на входе аппаратов, включающий датчики 4 расходов материала, регулятор 5 и исполнительный механизм транспортера 6, шифратор 7, распределитель 8 импульсов с переменной структурой, генератор 9 импульсов с регулируемой частотой, дешифратор 10, блок 11 управления, исполнительные механизмы 12 аппаратов, дешифратор 13, коммутатор 14, задатчик 15, блок 16 деления, блок 17 умножения, ключи 18.

Для загрузки аппаратов 19 (в данном сщучае три: 19^ , 19^ и 19$) входной поток материала через бункер-питатель 20 поступает на распределительный транспортер 21. Загрузка осуществляется путем поочередного опускания исполнительных механизмов 12 (например плужковых сбрасывателей) и выдержки их в опущенном состоянии в течение времени ‘Zj . После загрузки по ходу транспортера работающего аппарата цикл повторяется с периодом- Т.

При этом устройство обеспечивает работу исполнительных механизмов следующим образом.

В зависимости от того, какие ап_ параты в данное .время работают·, напри⁵ мер 19-, , 19^ и 19^ или 19₄ и 19^, оператор набирает на'олоке 11 управления код варианта включения аппаратов. Сигнал с блока управления поступает на входы шифратора 7, который, в зависимости от числа входов η (работающих аппаратов), записанных сигналами, вырабатывает сигнал на соответствующем η-ом выходе. Например, если работают два аппарата, появляется сиг15 нал на втором выходе шифратора 7₄ , а если работают три аппарата - на треть ем по выходе 7.. Сигнал с выхода шифратора поступает на вход распределителя 8 импульсов, меняет его структу20 РУ и определяет тем самым величину кольца. На выходах распределителя 8 под действием сигналов от генератора 9 импульсов появляются поочередно сигналы 8_Л, 8д и 83 или 8^ и 8₃, дли25 тельность которых, т.е. продолжитель·?· ность загрузки работающего аппарата 'tj , задается частотой генератора 9. Выходной сигнал с распределителя 8 через дешифратор 10 поступает на исполнительные механизма 12^ и 12^., 40 или 12^ и 12_ соответственно коду включения, обеспечивая загрузку материала в аппараты.

•| Ключи 18 управляются сигналами с выхода дешифратора 10 и замыкают 45 периодически^соответственно коду включ'ения аппаратов выходы датчиков 1, по которым передаются сигналы <5 , пропорциональные производительности аппаратов, на один из входов блока 16 40 деления. На другой вход этого блока подается сигнал . G с датчиков 4 расхода материала на транспортер. Сигнал, пропорциональный частному от деления Gj/G, с выхода блока 16 де^5 ления поступает на один из входов блока 17 умножения. На другой вход блока умножения через коммутатора 14 проходит сигнал т_т с одного из выходов задатчика 15, управляемого сигналами -- дешифратора 13 в зависимости от комбинации сигналов (кода включения аппаратов) с блока 11 управления. С выхода блока умножения сигнал поступает на вход генератора 9 импульсов, задавая длительность импульсов 'uj в соответствии с величиной T_m-Gj/Q.

При настройке задатчика величина Т_т выбирается из соотношения .

где д - продолжительность хода тран60 спортера от первого до последнего работающего аппарата;

промежуток времени, в течение которого переменная часть запаса a i/J, обусловленная периодичностью загрузки, меняется на заданную величину в самом высокопроизводительном аппарате 19 . Выбор периода осуществляется заранее для каждого варианта включения аппаратов, исходя из конкретных значений д t_a и a t^j и полученные m значений величины Г устанавливаются на m уровнях задатчика, адреса которых соответствуют коду включения аппаратов.

Если входной поток материала не равен суммарному расходу материала из аппаратов, вычислительный блок 2 формирует сигнал блоку 3 на изменение подачи материала на транспортер.

Возможность достижения цели изоб- 15 ретения можно показать следующим расчетом.

В процессе периодической загрузки в каждом из j аппаратов 19 создается переменная часть запаса материала 20 ΔWj за счет того, что при опущенном исполнительном механизме запас возрастает, а в момент подъема исполнительного механизма он начинает убы вать со скоростью, пропорциональ- ; ной

Для сохранения материального баланса, т.е. запаса материала в j -ом аппарате, равном заданному, необходимо, чтобы переменная часть запаса awj = (gV-Gj ) ·Ζ₃ (1) созданная за промежуток времени , к началу нового цикла загрузки становилась равной нулю. Здесь g - вес материала на погонном метре ленты транспортера, V - скорость транспортера'. Отсюда получаем соотношения ' ' г -⁶1^т

Если положить AWj = ДМ^цл учитывая (1) будем иметь ^д

Т~— --G;<g'V (2)

В >^>авой части равенства (2) выражение имеет физический смысл промежут то, ка времени, в течение которого запас загружаемого материала изменяется в d-ом аппарате на заданную величину.

Обозначим этот промежуток времени через

Переменную часть запаса aV/j целесообразно ограничить требованием

ΔΙ/j

Кроме того, имеем (4)

Из (3) и (4) получаем • (5)

Тогда можно записать ¹ < (6)

Если значение At_aj измерить для каждого из j аппаратов, то получится, например', ряд δϊ^ < Δί 22-^23 ^п₽^и'j=3, а соотношение (6) будет удовлетворяться для всех аппаратов при

С изменением производительности аппаратов Gj может оказаться ι<Δΐ_α^<Δίρ^. Тогда, чтобы сохранить (соотношение (6) следует выбрать период включения исполнительных механизмов из условия

1τ4Δί₂₂В общем виде условие выбора периода включения исполнительных механизмов 12, обеспечивающее сохранение материального баланса всех аппаратов, можно записать

Выражение (7) не учитывает особенность загрузки ряда аппаратов с одного· транспортера.

Из уравнения материального баланса транспортера загрузки следует, что ±12+₊ , (в) где T_f -время однократной загрузки аппаратов;

= 1,2 , . .. η ап - число загруженных аппаратов;

Р 1~¹>j ~ расстояние между аппаратами J-1 и j .

Уравнение (8) показывает, что время однократной загрузки аппаратов равно сумме промежутков времени, в течение которого плужковые сбрасыватели опущены (т.е. происходит загрузка аппаратов)₍ и сумме времени хода транспортера от предыдущего к последующему аппарату, в течение которых материал транспортируется от предыдущего к последующему аппарату. При переходе от загрузки последнего аппарата к первому, т.е. в (К+1) цикле загрузки, на транспортере остается материал, который должен быть загружен в аппараты в продолжающемся цикле. Для организации циклической загрузки, а не одноразовой, необходимо, чтобы : >_z-^+·..+> (9)

В противном случае материала, оставшегося на транспортере, не хватит для загрузки аппаратов в к-ом цикле. Первую часть неравенства (9) можно записать + ^2 +... 4· Т* j = Т .

В правой части неравенства (9) стоит выражение, которое равно вре65 мени хода транспортера от первого до последнего загружаемого аппарата.: Обозначим его через Л tj , тогда выражение (9) перепишется (10)

Из (7) и (10) следует ¹ Если период работы исполнительных механизмов 12 установить в пределах, как это дается выражением (11), обес печивается сохранение материального баланса каждого аппарата при циклической загрузке аппарата, ограничено число вариантов включения их в работу и число комбинаций величин и at^. Поэтому всегда имеется возможность определить значение*!^, соответствующее m-му коду включения аппаратов, например, если работают аппараты 19^ и 19.J ,

Если работают аппараты 19_а и 19₃ , т=а<,

Для сохранения общего материального баланса необходимо следующее условие

Из (1) и (2) получаем соотношение

Таким образом, предлагаемое устройство реализует условия (11) и (13),дд обеспечивая, по сравнению с известным устройством, уменьшение колебаний запаса материала в аппаратах и повышение стабильности работы аппаратов при переменной их производительности . и различном коде включения. **

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства может быть получен за счет стабили зации режима обработки материала, например температурного режима, поскольку колебания материала в аппаратах является фактором, влияющим на процесс теплообмена.

Claims

Изобретение относитс к средствс1М автоматизации и может быть применено в хим.ической и других отрасл х промышленности при загрузке нескольких аппаратов материалом с одного ленточ ного транспортера. Известно устройство дл управлени технологическим процессом циклического распределени материала, содержащее пульт управлени , шифратор, генератор импульсов, распределитель импульсов с переменной структурой, блок реле времени и дешифратор ill , Однако такое устройство обеспечивает управление процессом распределени материала по жесткой временной программе без обратной св зи, а это не позвол ет достигнуть требуемой точности распределени материаль ного потока, особенно если аппараты имеют разную производительность Наиболее близким по технической сущности к .предлагаемому вл етс ус ройство дл дозировани материала в аппараты (загружаемые с одного транспортера ), содержащее датчики производительности аппаратов, подключенные через вычислительный блок к системе стабилизации расхода материала на входе аппаратов, включающей датчик расхода материала, последовательно соединенные шифратор, распределитель импульсов с переменной структурой , св занный с генератором импульсов с регулируемой частотой, дешифратор , пульт управлени , подсоединенные к шифратору, и исполнительные механизмы, подключенные к дешифратору 2. РСроме того, устройство содержит блок управлени сигналами генератора импульсов, которые корректируютс сигналами с датчиков производительности аппаратов. Это повышает точность распределени материального потока, однако не обеспечивает заданную стабильность работы аппаратов в случае, когда количество работающих аппаратов и их пор док по ходу транспортера вл ютс переменными, например когда работает первый и второй или первый и второй и третий аппараты . Указанный недостаток объ сн етс тем, что коррекци сигналов генератора импульсов сигналами с датчиков произвадительности аппаратов ведетс с посто нным коэффициентом передачи, который не может обеспечивать заданный уровень колебаний переменной части запаса в аппаратах. обусловленной периодичностью загрузки , когда система.транспортер-группа аппаратов имеет переменную структуру . Цель изобретени - повышение точности работы устройства. Поставленна цель достигаетс тем ) ЧТо устройство, содержащее регул тор выход которсэго св зан с исполнительным механизмом транспортера, один вход - с датчиком расхода, а другой вход через вычислительный блок - с вьлходами датчиков производительности аппаратов, распределитель импульсов, первые входы которого подключены к выходам шифратора, второй вход - к выходу генератора импульсов, а выходы через первый дешифратор - к испол нительным механизмам аппаратов, блок управлени , выходы которого св заны соответственно с входом шифратора и другим входом первого дешифратора, содержит ключи, блок делени , задатчик и последовательно соединенные второй дешифратор, коммутатор и блок умножени , причем один вход каждого ключа подсоединен к выходу соответствующего датчика производительности аппарата, другой вход - к соответствующему выходу первого дешифратора выход датчика расхода св зан с одним входом блока делени , другой вход ко торого подключен к выходам ключей, а выход - к другому входу блока умноже ни , выход которого соединен со входом генератора импульсов, выходы задатчика подключены к другому входу коммутатора, а вход второго дешифратора соединен с соответствун цим выхо дом блока управлени . На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчики 1 про изводительности аппаратов, вычислительный блок 2, блок 3 стабилизации расхода материала на входе аппаратов , включающий датчики 4 расходов материала, регул тор 5 и исполнительный механизм транспортера 6, шиф ратор 7, распределитель 8 импульсов с переменной структурой, генератор 9 импульсов с регулируемой частотой, дешифратор 10, блок 11 управлени , исполнительные механизмы 12 аппаратов , дешифратор 13, кo /Iмyтaтop 14, Зсщатчик 15, блок 16 делени , блок 17 умножени , ключи 18. Дл загрузки аппаратов 19 (в данном а|ауча е три: 19 , 19 и 195) вход ной поток материала через бункер-питатель 20 поступает на распределительный транспортер 21. Загрузка осу ществл етс путем поочередного опускани исполнительных механизмов 12 (например плужковых сбрасывателей) и выдержки их в опущенном состо нии в течение времени Vj После загрузки по ходу транспортера работаквдего аппарата цикл повтор етс с периодом- Т. При этом устройство обеспечивает работу исполнительных механизмов следун дим образом. В зависимости от того, какие аппараты в данное .врем работают, наприер 19.,, 19 и 19.J или 19 и 19, оператор набирает на блоке 11 управлени код варианта включени аппаратов. Сигнал с блока управлени поступает на входы шифратора 7, который, в зависимости от числа входов п (работающих аппаратов), записанных сигналами , вырабатывает сигнал на соответствующем п-ом выходе. Например, если работают два аппарата, по вл етс сигнал на втором выходе шифратора 7 , а если работают три аппарата - на треть ем по выходе 7., Сигнал с выхода шифратора поступает на вход распределител 8 импульсов, мен ет его структуру и определ ет тем самым величину кольца. На выходах распределител 8 под действием сигналов от генератора 9 импульсов по вл ютс поочередно сигналы 8, 8л и 83 или 8 и 8, длительность которых, т.е. продолжительтность загрузки работающего аппарата t: f задаетс частотой генератора 9. Выходной сигнал с распределител 8 через дешифратор 10 поступает на исполнительные механиз№л 12 и 12/, или 12.., и 12- соответственно .коду включени , обеспечива загрузку материала в аппараты. | Ключи 18 управл ютс сигналами с выхода дешифратора 10 и замыкают периодически соответственно коду включени аппаратов выходы датчиков 1, по которым передаютс сигналы (3 , пропорциональные производительности аппарато .в, на один из входов блока 16 делени . На другой вход этого блока подаетс сигнал . Q с датчиков 4 расхода материала на транспортер. Сигнал , пропорциональный частному от делени Gj/G, с выхода блока 16 делени поступает на один из входов блока 17 умножени . На другой вход блока умножени через коммутатора 14 проходит сигнал г с одного из выходов задатчика 15, управл емого сигналами дешифратора 13 в зависимости от комбинации сигналов (кода включени аппаратов ) с блока 11 управлени . С выхода блока умножени сигнал поступает на вход генератора 9 импульсов, задава длительность импульсов Cj в соответствии с величиной T,-Q,j/G. При настройке задатчика величина TY выбираетс из соотношени . amin t-i/ где иt - продолжительность хода транспортера от первого до последнего работающего аппарата; промежуток времени, в течение которого переменна часть запаса aW-j, обусловленна периодичностью загрузки , мен етс на заданную величину в самом высокопроизводительном аппарате 19 . Выбор периода осуществл етс заранее дл каждого варианта включени аппаратов, исход из конкретных значений и л и полученные m значений величины Т устанавливаютс на m уровн х задатчика, адреса которых соответствуют коду включени аппаратов. Если входной поток материсша не равен суммарному расходу материала из аппаратов, вычислительный блок 2 формирует сигнал блоку 3 на изменени подачи материала на транспортер. Возможность достижени цели изоб ретени можно показать следук цим ра четом. В процессе периодической загрузк в каждом из j аппаратов 19 создает с переменна часть запаса материгш Д W,j- за счет того, что при опущенно исполнительном механизме запас возрастает , а в момент подъема исполни тельного механизма он начинает убывать со скоростью, пропорциональной GI,,-, Дл сохранени материгшьного бал са, т.е. запаса материала в j -ом а парате, равном заданному, необходимо , чтобы переменна часть запаса uWj (gV-Gj )-1; (1) созданна за промежуток времени У , к началу нового цикла загрузки становилась равной нулю. Здесь g - вес мат ериала на погонном метре ленты транспортера, V - скорость транспор тера. Отсюда получаем соотношени ( V-Gj)C,j-Qj(T-ti)(; ЕСЛИ положить AWj Д зТ|01Д учитыва (1) будем иметь %aA(-S-)) ЛзА. Cil . efCbGj v; J В 1)авой части равенства (2) выра жение имеет физический смысл промежу ка времени, в течение которого запас загружаемого материала измен етс в d-oM аппарате на заданную величину, . Обозначим этот промежуток времени через . Переменную часть запаса &V/,j целесообразно ограничить требованием ,- ,Wjjc,) Кроме того, имеем AW,) (4) Из (3) и (4) получаем Д ЗЗоих (g) UjCJ-GjKfV) Тогда можно записать ;Tiuti.j - (fo) Если значение измерить дл каждого из аппаратов, то получитс , например , р д ut, при , а соотношение (6) будет удовлетвор тьс дл всех аппаратов при /Yiu-bn С изменением производительности аппаратов Gj может оказатьс At-ji j.At Д ,. Тогда, чтобы сохранить соотношение (б) следует выбрать период включени исполнительных механизмов из услови ,Т$ Ut2i В общем виде условие выбора периода включени исполнительных механизмов 12, обеспечивающее сохранение материального баланса всех аппаратов, можно записать . fcaminВыражение (7) не учитывает особенность загрузки р да аппаратов с одного, транспортера. Из уравнени материального баланса транспортера загрузки следует, что T, где Т,, --врем однократной загрузки аппаратов; j 1, 2 , . .. п an - число загруженных аппаратов j Р рассто ние между аппаратами J-1 и j . Уравнение (8) показывает, что врем однократной загрузки аппаратов .равно сумме промежутков времени, в течение которого плужк овые сбрасыватели опущены (т.е. происходит загрузка аппаратов)j и сумме времени хода транспортера от предьадущего к последующему аппарату, в течение которых материал транспортируетс от предьвдущего к последующему аппарату. При переходе от загрузки последнего аппарата к первому, т.е. в (K+l) цикле загрузки, на транспортере остаетс материал, который должен быть загружен в аппараты в продолжающемс цикле . Дл организации циклической загрузки , а не одноразовой, необходимо, чтобы. в протийном случае материала, оставшегос на транспортере, не хватит дл загрузки аппаратов в к-ом цикле. Первую часть неравенства (9) можно записать t + ir,j+...,} Т . В правой части неравенства (9) стоит выражение, которое равно времени хода транспорте15а от первого до последнего загружаемого аппарата.: Обозначим его через Л tj, тогда выражение (9) перепишетс Т:9д-1. (-fO) Из (7) и (10) следует At. (; , Если период работы исполнительных механизмов 12 установить в пределах, «как это даетс выражением (11), обес печиваетс сохранение материального баланса каждого аппарата при циклической загрузке аппарата, ограничено число вариантов включени их в работу и число комбинаций величин dt/jn,,n и at-,. Поэтому всегда имеетс возможность определить значениеf , соответствующее т-му коду включени ап паратов, например, если работают апп раты 19 И 19 , T,( Если работают аппараты 19,j и 19з , Дл сохранени общего материально го баланса необходимо следующее усло вие j-V i:iQj Q (fa) Из (1) и (2) получаем соотнсжаение TQ./Q («) Таким образом, предлагаемое устройство реализует услови (11) и (13 обеспечива , по сравнению с известны устройством, уменьшение колебаний за паса материала в аппаратах и повышение стабильности работы аппаратов при переменной их производительности и различном коде включени . Технико-экономический эффект от внедрени предлагаемого устройства может быть получен за счет стабилизации режима обработки материала, например температурного режима, поскольку колебани материала в аппаратах вл етс фактором, вли ющим на процесс теплообмена. Формула изобретени Устройство дл дозировани материала в аппараты, содержащее регул тор, выход которого св зан с исполнительным механизмом транспортера, один вход - с датчиком расхода, а другой вход через вычислительный блок - с выходами датчиков производительности аппаратов, распределитель импульсов, первые входы которого подключены к выходам шифратора, второй вход - к выходу генератора импульсов, а выходы через первый дешифратор - к исполнительным механизмам аппаратов, блок управлени , выходы которого св заны соответственно с входом шифратора и другим входом первого дешифратора, отличающеес тем, что, с целью повышени точности устройства , оно содержит ключи, блок деле.ни , задатчик И последовательно соединенные второй дешифратор, коммутатор и блок умножени , причем один вход каждого ключа подсоединен к выходу соответствунвдего датчика производительности аппарата, другой вход - к соответствук цему выходу первого дешифратора, выход датчика расхода св зан с одним входом блока делени , другой вход которого подключен к выходам ключей, а выход - к другому входу блока умножени , выход которого соединен со входом генератора импульсов, выходы задатчика подключены к другому входу коммутатора, а вход Bjoporo дешифратора соединен с соответствующим выходом блока управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 394986, кл. G 06 F 9/00, 1973.
2.Авторское свидетельство СССР 539298, кл. G 05 В 21/00, 1979 (прототип).

%: : %:%::

гГ

D