SU938268A1 - Устройство дл управлени процессом смещени углеграфитовых материалов в смесителе периодического действи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автомати-i ческому управлению технологическими процессами и может быть использовано дл  управлени  процессами дозировочно-смесительного передела в электрод ном производстве, в частности при подготовке углеграфитовой массы в смесител х периодического действи . И естно устройство дл  контрол  за режимом смешени  и работы смесительных машин периодического действи  снабженное ваттметром, контролирующим мощность потреблени  электроэнергии приводом смесител . По величине мощности контролируют периоды работы смесител : холостой ход, прогрев и перемешивание шихты со св зую щими и выгрузку массы Cl . Однако операции управлени  смесит лем (загрузка, контроль смешени , вы грузка ) осуществл ютс  вручную смесильщиком . Дозировка св зующего также осуществл етс  вручную. Известно также устройство дл  управлени  процессом смешивани  углеграфических материалов в. смесителе периодического действи , которое снабжено блоком преобразовани  мощности двигател  с фильтром, нуль-органами загрузки шихты и св зующего,блоком контрол  производной, реле времени . холостого хода, прогрева шихты и исполнительными механизмами загрузки массы. Контроль и управление смешением осуществл етс  по величине мощности потреблени  двигател , а момент готовности массы и выгрузки определ етс  по отсутствию сигнала производной в заданный промежуток времени 2. Недостатком известного устройства  вл етс  то, что производный процесс подготовки углеграфитовой шихты осуществл етс  в цехах на нескольких смесител х периодического действи , объединенных в одну технологическую нитку. Дозирование сухой шихты и се 3938 зующего осуществл етс  в различные периоды времени, предшествующие процессам смешени  тех смесителей, дл  которых подготавливаетс  исходное сырье. Периодические включени  и отключени  мощных (до 100 кВт) электродвигателей в цехе приводит к значительным колебани м напр жени , а это, в свою очередь, привод т к тому, что известным устройством невозможно чет- ю ко определить моменты перехода режимов с холостого хода на прогрев шихты , окончани  прогрева и начала загрузки св зующего. При этом значение с на диаграмме мощности электропри-. вода из-за непосто нства физических и реологических свойств исходного сырь может измен тьс .Неоднозначность опре делени  значени  точки q, (начала смешени ) не дает возможность судить о законченности загрузки св зующего в смесительную машину. Даже при часточной загрузке св зующего в- смесительную машину (сбой работы дозатора сь зующего в процессе смешени ) можно получить усреднение массы, которое определ етс  формально по си1- налу отсутстви  производной. При этом фактически масса дл  дальнейшей обработки непригодна. Все перечисленные недостатки известного устройства привод т к снижению качества массы. , Кроме того, врем  смешени   вл етс  важнейшим технологическим показ телем режима смешени . Дл  различных масс это врем  может иметь свое значение , определ емое из среднестатических значений обеспечени  гарантированной готовности процесса смешени  массы, в которой завершились все физико-химические процессы: смачивани , пропитки и взаимного усреднени  компонентов. Известное устройство обеспечивает контроль только физикомеханических свойств приготовл емой массы (усреднение). Так как возможны случаи, когда физико-механические свойства массы стабилизируютс  раньше физико-химических процессов, то дл  полного завершени  последних уп равление по производной сигнала мощности электродвигател  недостаточно. Цель изобретени  - повы|иение каче ства приготавливаемой в смесителе массы за смет более точного управле ,ни  процессом дозировани  и смешени  компонентов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство,содержащее дозатор св зующего с загрузочным, разгрузочным и запирающим вентил ми, приводной электродвигатель смесител , блок управлени  с исполнительными механизмами вентилей дозатора св зующего, последовательно соединенные преобразователь момента на валу приводного электродвигател , фильтр и блок контрол  производной, а также реле вреени прогрева шихты, исполнительный еханизм выгрузки смеси и соединеное выходом с выключателем приводного электродвигател  реле времени хоостого хода, введены четыре элемена И, три блока пам ти, элемент ЗАПРЕТ, датчики загрузки и выгрузки св зующего, датчик выгрузки шихты и реле времени контрол  смешени , причем датчик загрузки св зующего первым выходом подключен к первому входу первого элемента И, а вторым выходом - к первому входу второго элемента И, второй вход которого св зан с выходом реле времени прогрева шихты, а выход через последовательно соединенные первый блок пам ти и элемент ЗАПРЕТ - с первым входом блока управлени , выход датчика выгрузки св зующего подключен к второму входу элемента ЗАПРЕТ и через третий элемент И к входу реле време-, ни контрол  смешени , выход которого через четвертый элемент И соединен с вторым входом первого блока пам ти и с первым входом второго блока пам ти, первый вход третьего блог ка пам ти св зан с выходом датчика Выгрузки шихты и с вторым входом второго блока пам ти, второй вход - с выходом первого блока пам ти и с° вторым входом третьего элемента И, а выход - с вторым входом первого элемента И и с входом реле времени прогрева шихты, выход первого элемента И подключен к второму входу блока управлени , выход второго элемента пам ти соединен с входом исполнительного механизма выгрузки смеси и с входом реле времени холостого хода, третий вход третьего элемента И подключен к выходу блока управлени , а выход блока контрол  производной с вторым входом четвертого элемента И. При этом блок управлени  содержит элементы НЕ, ИЛИ, а также датчики положени  загрузочного, разгрузочного и запирающего вейтилей, причем через

размыкающий контакт датчика положени  загрузочного вентил  к шине питани  подклочены исполнительный механизм запирающего вентил  и выход управлени ,через размыкающий контактз -датчика положени  разгрузочного вентил  к шине питани  подключены исполнительный механизм загрузочного вентил  и вход элемента НЕ, а через замыкающий контакт датчика положени  запи- Ю рающего вентил  к шине питани  подключён исполнительный механизм разгрузочного вентил , первый вход блока управлени  св зан с входом исполнитель ноге элемента разгрузочного вен- 15 тил  и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход - к входу исполнительного элемента запирающего вентил , вход исполнительного эле-20 мента загрузочного вентил  соединен с вторым входом блока управлени .

Качество смешиваемой массы зависит от точного соблюдени  последовательности и заданной длительности опера- 25 ции: загрузки шихты, прогрева ее, смешени , определени  момента окончани  смешени .

Наличие датчиков загрузки и выгрузки св зующего и выгрузки сухой шихты,30 а также блока управлени  позвол ет точно фиксировать моменты окончани  операции загрузки смесител  компонентами , начало прогрева и начало контрол  производной. Взаимосв зь этих 35 элементов с логической схемой управ-: лени , включающей реле времени, позвол ет соблюдать строгую последовательность операций и более точное определение момента окончани  процес-до са смешени .

I -

Наличие в блоке управлени  датчиков положени  вентилей, их взаимосв зь с исполнительными механизмами 45 и логическими элементами, обеспечивает своевременную подготовку св зующего непосредственно перед сливом его в смеситель без задержки в промежуточной емкости дозатора, что поз-, вол ет сохранить пластические и физические свойства св зующего с обеспечением заданной точности дозировани . Все это обеспечивает требуемое качество смешиваемой массы.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  управлени  процессом смешени  углеграфитовых материалов в смесителе периодического действи  в электродном производстве .

Процесс смешени  осуществл етс  в смесителе 1, лопасти которого вращаютс  с помощью приводного электродвигател  2, подклочаемого к сети выключателем 3.

В линию питани  электродвигател  включен преобразователь момента на валу приводного электродвигател  k, соединенный через фильтр 5 с блоком контрол  производной 6.

Дозировка св зующего осуществл етс  дозатором, состо щим из напорного бака 7 с загрузочным венти/юм 8, до- зировочного бака 9, установленного на платформе весом 10 и снабженного разгрузочным вентилем 11, приемной воронки 12 с запорным вентилем 13. Датчик загрузки св зующего 14 состоит из задатчика 15 дозы, датчика 16 веса, установленного на измерительной головке 17 весов, датчика 18 рассогласовани  с элементом НЕ 19 на выходе. С измерительной головкой весов св зан также датчик 20 выгрузки св зующего,представл ющий собой сигнальный контакт, замыкающийс  при установке стрелки измерительной головки на нуль.

Блок 21 управлени  состоит из исполнительных механизмов 22, 23, 2А загрузочного и запорного вентилей В, 11, 13 соответственно, соединенных с шиной питани  через контакты датчиков положени  вентилей 25, 26 и 27. При этом исполнительный механизм загрузочного вентил  22 подсоединен к шине питани  через контакт датчика 2б положени  разгрузочного вентил . Исполнительный механизм разгрузочного вентил  23 - через контакт датчика положени  запорного вентил  27, а исполнительный механизм запорного вентил  - через контакт датчика положени  загрузочного вентил  25. Этот контакт подсоединен также к выходу блока управлени . Блок управлени  также содержит элемент ИЛИ 28 и НЕ 29.

Выход датчика 18 рассогласовани  соединен через элемент И 30 с входом исполнительного механизма 22, а через элемент НЕ 19 с одним из входов элеента И 31

Claims (2)

1. Под емкостью с сухой шихтой установлен датчик 32 выгрузки сухой шихты , представл ющий собой обычный контакт, замыкающийс  при полной раз793 грузке емкости с сухой шихтой. Выход его соединен с входами блоков 33 и пам ти. Один выход блока 33 пам ти подключен к второму входу элемента И 30 и через реле 35 времени прогрева шихты и элемент И 31 к одному из входов блока 36 пам ти. Выход блока Зб пам ти соединен с сбросовым входом бутока 33 пам ти, с входом элемен та И 37 и через элемент ЗАПРЕТ 33 с входом исполнительного механизма) 23 и вторым входом элемента ИЛИ 28. Второй вход элемента И 37 соединен с выходом блока управлени  (с шиной питани  через контакт датчика положени  загрузочного вентил  25). Датчик выгрузки св зующего соединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ 38. Через элемент И 37, реле 39 времени контрол  смешени ,элемент И kQ, второй вход которого соединен с блоком контрол  производной 6, датчик 20 соединен с сбросовым входом блока 36 пам ти и с блоком 3 пам ти. Выход блок 3 пам ти соединен с исполнительньи механизмом А1 выгрузки смеси и через реле 2. времени холостого хо да - с выключателем 3 электродвигате л  2. Устройство работает следующим образом . Технологический процесс приготовлени  углеграфитовой массы в смесител х периодического действи  осуществл етс  в циклическом режиме. Поэтому перед началом следующего цик ла состо ние устройства определ етс  выполнением последней операции - выгрузкой массы и отключением электродвигател . При этом остаетс  включен ным блоком З пам ти. Вентили дозато ра 8, 11 и 13 закрыты. Дозировочный блок 9 пустой, на выходе датчика 20 выгрузки св зующего имеетс  сигнал. На пр мом выходе датчика загрузки св зующего также есть сигнал, на его инверсном выходе сигнал отсутствует. Контакты 25 и 26 датчиков положени  вентил  загрузки В, разгрузки 11 замкнуты, контакт 27 датчика положе13 разомкНИЯ запирающего вентил  нут. По кратковременному сигналу датчи ка 32. выгрузки сухой шихты включаетс  блок 33 пам ти, а по сбросовому входу отключаетс  блок 3 пам ти. Ре  е 42 вргмс-ии холостого хода возвращаетс  в ггходное по.гк;жение. Сигналом с выхода блока 33 пам ти, поступающим на вход элемента И 30, включаетс  подготовленный элемент И 30. Сигнал с его выхода включает исполнительный механизм 22, открывающий вентиль 8. Начинаетс  операци  набор дОзы в дозировочный бачок 9Одновременно сигналом с блока 33 пам ти , запускаетс  реле 35 времени прогрева сухой шихты. Набор дозы осуществл етс  до момента достижени  веса дозы контролируемого датчика 16 заданному значению задатчиком 15, после чего на пр мом выходе датчика рассогласовани  сигнал исчезает, отключает исполнительный механизм 22, загрузочный вентиль закрываетс . Си1- нал на входе элемента И 37, который во врем  набора дозы св зующего контактом 25 снималс , по вл етс  вновь, так как контакт 25 оп ть замыкаетс  при закрытом вентиле 8. На один из входов элемента И 31 с инверсного выхода датчика 14 загрузки св зующего после набора дозы поступает сигнал. По истечению времени прогрева сухой шихты на выходе реле 35 времени по вл етс  сигнал, который включает элемент И 31 по второму входу. При наличии обоих сигналов на входе элемента И 31, это свидетельствует о том, что набрана доза св зующего и прогрета суха  шихта, включаетс  блок 36 пам ти, который -устанавливает блок 33 пам ти в отклоченнре состо ние и подает сигнал на один из входов элемента И 37. Одновременно через элемент ЗАПРЕТ 38 сигнал поступает на исполнительный механизм 2 через элемент ИЛИ 28 и исполнительный механизм 23. Вентиль 13 открываетс  исполнительным механизмом 2, замыкаетс  контакт 27. После этого включаетс  исполнитель)ый механизм 23, открывающий вентиль 11. Контакт 26 размыкаетс . Набранна  доза из дозировочного бачка 9 выливаетс  через приемную воронку 12 в смеситель 1. При полной разгрузке св зующего из бачка 9 срабатывает датчик 20 выгрузки св зующего, который дает отключающий сигнал на элемент ЗАПРЕТ 38 и вклочает элемент И 37, другие входы которого к этому времени подготовлены . При этом одновременно запускаетс  реле 39 времени контрол  смешени  и отключаетс  исполнительный механизм 23. Вентиль 11 закрываетс , 9938 контакт 26 замыкаетс , после чего через элемент НЕ 29 и элемент ИЛИ 28 отключаетс  исполнительный механизм 24, закрывающий запирающий вентиль 13. Таким образом, на врем  отсутстви  сигнала на выходе элемента ЗАПРЕТ 38 обеспечиваетс  поддержание во включенном состо нии исполнительного механизма 2Ц до тех пор, пока не зак- Ю рылс  вентиль. Это обеспечивает полноту слива в зкого св зующего сучастка 1 1 , 1 2 и 13. После загрузки св зующегй за счет увеличени  мощности потреблени  элект- 15 родвигателем 2,на выходе преобразовател  k по вл етс  увеличенный сигнал, который через фильтр 5 поступает на -блок контрол  производной. При стабилизации (усреднение массы) мощности 20 потреблени  на выходе блока 6 по вл етс  сигнал ( производна  мощности потреблени  равна 0. Сигнал поступает на один из входов элемента И 10. По истечении времени смешени , необ ходимого дл  завершени  физико-химиче ких процессов взаимодействи  сухой шихты с св зующим, на выходе реле 39 по вл етс  сигнал, включающий по второму входу элемент И 40. Сигнал с выхода элемента И 40 включаетс  блок З пам ти и устанавливаетс  в исходное состо ние блок 36 пам ти, отключающий элементы 37 и 38. Блок 3 пам ти включает исполнительный механизм выгрузки массы (готова  масса выгружаетс  ) запускает реле времени холостого хода электропривода k2. Поскольку дл  выгрузки массы необходимо вращение лопастей смесител  1, то выключение привода 2 предусмат риваетс  через врем , заданное реле k2 времени холостого хода. Если в этом промежутке времени после выгруз ки массы не было сигнала загрузки сухой шихты, то по истечении контрол ного времени холостого хода привод 2 отключаетс  выключателем 3. Если за это врем  успели произвести выгрузку массы и загрузку сухой шихты,очередной цикл наминаетс  без выключени  элек родвигател  2. На отечественных электродных заводах управление процессом смешени  производитс  вручную или по величине производной. При этом дозирование св зующего и его разгрузка производитс  вручную и автономно. Услови  8 труда на этом участке дл  оператора-дозировщика очень т желые (высока  температура, агрессивнгэ  среда, запыленность ). Использование предлагаемого устройства дл  управлени  процессом подготовки углеграфитовой массы в смесителе периодического действи  позволит улучшить услови  труда оператора, повысить качество и выход годной продукции в целом на Ц, сократить рас. ход сырь  и выход брака, что скажетс  на повышении сортности товарной продукции и снижении трудозатрат на производство продукции, Формула изобретени  1. Устройство дл  управлени  процессом смешени  углеграфитовых материалов в смесителе периодического действи , содержащее дозатор св зующего с загрузочным,- разгрузочным и запирающим вентил ми, приводной электродвиг тель смесител  ,блок управлени  с исполнительными механизмами вентилей дозатора св зующего, последовательно соединенные преобразоват тель момента на валу приводного электродвигател , фильтр и блок контрол  производной, а также реле времени прогрева шихты, исполнительный механизм выгрузки смеси и соединенное выходом с выключателем приводного электродвигател  реле времени холостого хода, отлич.ающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, оно содержит четыре элемента И, три блока пам ти, элемент ЗАПРЕТ, датчики загрузки и выгрузки св зующего, датчик выгрузки шихты и реле времени контрол  смешени , причем датчик загрузки св зующего первым выходом подклочен к первому входу элемента И, а вторым выходом - к первому входу второго элемента И, второй вход которого св зан с выходом реле времени прогрева шихты, а выход через последовательно соединенные первый блок пам ти и элемент ЗАПРЕТ с первым входом блока управлени , выход датчика выгрузки св зующего подключен к второму входу элемента ЗАПРЕТ и через третий элемент И к входу реле времени контрол  смешени , выход которого через четвертый элемент И соединен с вторым входом первого блока пам ти и с первым входом второго блока пам ти, первый вход тре тьего блока пам ти св зан с выходом датчика выгрузки шихты и с вторым вхо дом второго блока пам ти, второй вход - с выходом первого блока ти и с вторым входом третьего элемента И, а выход - с вторым входом первого элемента И и с входом реле времени прогрева шихты, выход первого элемента И подключен к второму входу блока управлени , выход второго элемента пам ти соединен с входом исполн;ительного механизма выгрузки смеси и с входом реле времени холостого хода , третий вход третьего элемента И подключен к выходу блока управлени , а выход блока контрол  производной к второму входу четвертого элемен та И.
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и - чающеес  тем, что блок управлени  содержит элементы НЕ, ИЛИ, а также датчики положени  загрузочного, разгрузочного и запирающего вентилей, причем через размыкающий контакт датчика положени  загрузочного вентил  к шине питани  подключены исполнитель ный механизм запирающего вентил  и вы 93 ход блока управлени , через размыкающий контакт датчика положени  разгрузочного вентил  к шине питани  подключены исполнительный механизм загрузочного вентил  и вход элемента НЕ, а через замыкающий контакт датчика положени  запирающего вентил  к шине питани  подключен исполнительный механизм разгрузочного вентил , первый вход блока управлени  св зан с входом исполнительного элемента разгрузочного вентил  и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход - к входу исполнительного элемента запирающего вентил , вход исполнительного элемента -загрузочного вентил  соединен с вторым входом блока управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Чалых Е. Ф. Технологи  и оборудование электродных и электроугольных предп(5и тий. М., изд-во Металлург , 1972, с. 270-2752 .Авторское свидетельство СССР N° 82063, кл. G 05 В 11/58, 1970 (прототип ) .