SU957178A1 - Устройство дл регулировани уровн электромагнитных сред - Google Patents

Description

Изобретение относится к агломерационному производству и может быть использовано для регулирования уровня (угла откоса) агломерационной шихты в технологических емкостях или на $ участках ее накопления.

Известно несколько устройств автоматического регулирования уровня шихты в промежуточном,бункере агломаши- ₀ ны, в основе которого лежит дискретное регулирование скорости питателя пропорционально величине отклонения уровня от заданного значения.

Устройство включает несколько разновысоких электродов, погруженных в бункер и служащих индикаторами положения уровня шихты в нем. Для случая дискретного регулирования 20 замыкание и размыкание электродов с шихтой вызывает срабатывание реле, включающее или отключающее сопротивление в' цепи возбуждения питателя [l].

Это вызывает ступенчатое изменение скорости двигателя, вызывает перерегулирование измеряемого параметра.

Недостатками датчика являются громоздкость, необходимость размещения его внутри технологической емкости , что способствует подвисанию шихты на электродах, стенках технологической емкости и вызывает отклонения производительности от заданного значения.

Кроме того, использование ступенчатого измерителя существенно снижает качество регулирования, а величина контактной аппаратуры - надежность работы. В измерителе уровня отсутствует коррекция на постоянство физико-химического состава шихты.

Известно также устройство регулирования уровня шихты в промежуточном бункере агломашины, содержащее первый источник питания, ось электрического поля которого расположена в вертикальной плоскости стенки бун з 957178 4 кера. Внутрь бункера, в шихту, погружен металлический электрод, подключенный к первому входу регулятора скорости питателя. К выходу регулято· ра подключены последовательно блок управления, привод питателя, корректирующий блок. Вход блока соединен с выходом питателя, выход которого соединен с вторым входом регулятора скорости питателя £2*].

Недостатком измерительной части устройства является неоднозначность статической характеристики. Так, при изменении физико-химических свойств шихты нарушается однозначность статической характеристики устройства. Это приводит .к несоответствию изменяемого действительному значению уровней.

Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования уровня электромагнитных сред, содержащее первый источник питания, выводы которого расположены в вертикальной плоскости стенки емкости. Встречно-последовательно с первым подключен второй источник питания, выводы которого также подключены к емкости, причем общий вывод первого и второго источников питания расположены на стенке емкости между другими выводами источников и связан с третьим входом регулятора скорости тарельчатого питателя. Первый и второй входы регулятора подключены соответственно к электроду и блоку коррек ции .

Целью изобретения является повы« . шение качества регулирования.

Поставленная цель достигаётся тем, что устройство дополнительно содержит компенсационный измеритель, . при этом измеритель уровня и компенсационный измеритель выполнены в виде линейного трансформатора, включающего вертикальный и горизонтальный согласно-последовательно соединенные источники магнитного поля, вторичные обмотки которых соединены встречно-последовательно и подключены соответственно к первому и третьему, а общий вывод - к второму входу регулятора скорости питателя.

На фиг.1 представлена измерительная и компенсирующая части устройства; на фиг. 2 общая схема устройства; на фиг. 3 “ структурная схе^ ма устройства.

Устройство содержит источник 1 магнитного поля, который представляет собой одновитковую шину Ц-образной формы, размещенную симметрично 5 оси внутреннего магнитного экрана 2, разделяющие его на одновитковые линейные возбудители поля (левый и правый - для измерительной и нижний и верхний для компенсирующей частей 10 устройства). Внутренний экран представляет собой пустотелый трапецеидальный профиль, выполненный из мягкого железа. Осевая плоскость расположена под углом ЭО*-’ к немагнит15 ной стенке технологической емкости.

IОднонаправленно источнику поля, симметрично оси внутреннего экрана, расположена вторичная обмотка 3. Источник поля, вторичная обмотка и 20 внутренний экран охвачены внешним ферромагнитным экраном 4, имеющим .также трапецеидальный профиль с развалом внешних стенок - 125°. Все устройство закрепляется на немагнитной 25 части стенки технологической емкости.

В стенке технологической емкости (фиг. 2) размещена площадка среды 6 из немагнитного материала, на кото- рой расположены измерительная 7 и компенсирующая 8 части устройства. Непрерывную выдачу измеряемой среды из технологической емкости 5 обеспечивает барабанный питатель 9.

.55 Основной задачей устройства является автоматическое регулирование заданного значения уровня среды в технологической емкости , пропорционального электрическому параметру, ⁴⁰ т.е. напряжению Щ. Незагруженная средой часть технологической емкости соответствует высоте h?, пропорциональная напряжению Uj. Сумма участков и h2 представляет рабочий диа⁴⁵ пазон измерения, т.е. h= h₁ + h₂. Устройство выполнено таким образом, что составные части напряжений, пропорциональные заданному значению h< уровня и снимаемого с компенсиру50 ющей части, пропорциональное его длине h^, равны между собой, т.е. U^=U?. Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал, пропорцио55 нальный отклонению уровня среды от заданного значения, индуцируется во вторичной обмотке измерителя 1 в ви• де аналогового импульса U₍= К(U₂-A)+ .

+А и поступает на первый вход регулятора 10, где

М_Ш- ^к ’ ^КЛ^К3где К^=--^—коэффициент, учитывающий магнитные свойства измеряемой среды;

К₂=——коэффициент соотношения ^г уровней;

,,

Κ„=τ--коэффициент магнитного

0 ^п ° ПОЛЯ.

Каждая линейная ветвь возбудителя поля создает свой независимый магнитный поток, замыкающийся через измеряемую среду и воздух соответственно радиусом г,^ и г₀ и через внутренний и внешний магнитные экраны. Во вторичной обмотке индуцируется напряжение и_я, пропорциональное глубине его погружения в измеряемую среду Компенсационный измеритель 11, находящийся в постоянном погружении, так как расположен ниже заданного ^значения уровня, индуцирует напряжение Uj, пропорциональное h^, и находится в прямом соотношении с отклонениями физико-химических свойств среды.

Для обеспечения заданного .значения уровня среды в технологической емкости на второй вход регулятора 10 скорости поступает сигнал, пропорциональный разности сигналов, индуцируемых во вторичных обмотках уровнемера и Для этой включены Так как логичную ряжения, физико-химических свойств взаимно компенсируется и сигнал, поступающий на второй вход регулятора скорости ‘ равен + U = КЩ- А, т.е. разности! индуцируемых сигналов уровнемера и компенсационного измерителя. Этот поправочный коэффициент стабилизирует заданное значение уровня 1-ци обеспечивает, регулирующее воздействие по величине и фазе сигнала. Полярность фазы управляет направлением (реверсом) интегральной части регулятора.

Исследованиями установлено, что непостоянство физико-химических свойств материала существенно изменя «5 компенсационном измерителецели их вторичные обмотки встречно-последовательно, измерители погружены в анасреду, то индицируемые напвызванные отклонением ее

957178 * ет коэффициент передачи объекта. Так при изменении физико-химического состава среды на 1% производительность тарельчатого питателя изменяется на 4-9%, вибрационного - на 9^_ 17%. Неоднозначность статической характеристики достигает 8-10%.

Для обеспечения однозначности, достоверности статической характери-. стики уровнемера, а также с целью стабилизации коэффициента передачи системы автоматического регулирования,. зависящего от многофакторных возмущений объекта и из^-за нестабильности физических свойств измеряемой среды,на третий вход регулятора скорости вводится поправочный коэффициент усиления + ιρ. Поправочный коэффициент регулятора скорости равен разности отношений текущего и заданного значений сигнала и единицы отношений этих сигналов (при их равенстве) , т.е.

где U_n; 1’^д- соответственно текущее и заданное значение напряжений компенсационного измерителя.

¹ _После формирования сигналов I, П и Ш входов выходной сигнал регулятора поступает на вход блока 12 управления, где после усилительно-функционального преобразования поступает на двигатель 13 питателя 9 и, соответственно, в виде угловой скорости вала привода на питатель среды 6 приемной технологической емкости 5·

Испытания устройства показали повышение точности измерения и качества регулирования по сравнению с прототипом. Так, точность измерения повысилась на 17%, качество регулированияна 29%.

Ожидаемый экономический эффект при внедрении, например, на первой и второй очередях аглофабрики Ждановского металлургического завода им. Ильича составит 190-210 тыс.руб.

Claims (3)

1 Изобретение относитс  к агломерационному производству и может быть использовано дл  регулировани  уровн  (угла откоса) агломерационной ших ты в технологических емкост х или на участках ее накоплени . Известно несколько устройств авто матического регулировани  уровн  ших ты в промежуточном,бункере агломашины , в основе которого лежит дискретное регулирование скорости питател  пропорционально величине отклонени  уровн  от заданного значени . Устройство включает несколько раз новысоких электродрв, погруженных в бункер и служащих индикаторами положени  уровн  шихты в нем. Дл  случа  дискретного регулировани  замыкание и размыкание электродов с шихтой вызывает срабатывание реле, включающее или отключающее сопротивление в цепи возбуждени  питател  l. Это вызывает ступенчатое изменение скорости двигател , вызывает перерегулирование измер емого параметра. Недостатками датчика  вл ютс  громоздкость, необходимость размещени  его внутри технологической емкости , что способствует подвисанию шихты на электродах, стенках технологической емкости и вызывает отклонени  производительности от заданного значени . Кроме того, использование ступенчатого измерител  существенно снижает качество регулировани , а величина контактной аппаратуры - надежность работы. В измерителе уровн  отсутствует коррекци  на посто нство физико-химического состава шихты. Известно также устройство регулировани  уровн  шихты в промежуточном бункере агломашины, содержащее первый источник питани , ось электрического пол  которого расположена в вертикальной плоскости стенки бун39 кера. Внутрь бункера, в шихту, погру жен металлический электрод, подключенный к первому входу регул тора скорости питател . К выходу регул то ра подключены последовательно блок управлени , привод питател , корректирующий блок. Вход блока соединен с выходом питател , выход которого соединен с вторым входом регул тора скорости питател  z. .Недостатком измерительной части устройства  вл етс  неоднозначность статической характеристики. Так, при изменении физико-химических свойств шихты нарушаетс  однозначность статической характеристики устройства. Это приводит .к несоответствию измер емого действительному значению уровней. Наиболее близким к изобретению  в л етс  устройство дл  регулировани  уровн  электромагнитных сред, содержащее первый источник питани , выводы которого расположены в вертикальной плоскости стенки емкости., Встречно-последовательно с первым подключен второй источник питани , выводы которого также подключены к емкости, причем общий вывод первого и второго источников питани  расположены на стенке емкости между другими выводами источников и св зан с третьим входом регул тора скорости тарельчатого питател . Первый и второй входы регул тора подключены соот ветственно к электроду и блоку корре ции з. Целью изобретени   вл етс  повышение качества регулировани . Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дополнительно содержит компенсационный измеритель, при этом измеритель уровн  и компенсационный измеритель выполнены в виде линейного трансформатора, включающего вертикальный и горизонтальный согласно-последовательно соединенные источники магнитного пол , вторичные обмотки которых соединены встречно-последовательно и подключены соответственно к первому и треть ему, а общий вывод - к второму входу регул тора скорости питател . На фиг. представлена измеритель на  и компенсирующа  части устройства; на фиг. 2 обща  схема устройства; на фиг. 3 структурнсг  сх ма устройства. Устройство содержит источник 1 магнитного пол , который представл ет собой одновитковую шину и-образной формы, размещенную симметрично оси внутреннего магнитного экрана 2, раздел ющие его на одновитковые линейные возбудители пол  (левый и правый - дл  измерительной и нижний и верхний дл  компенсирующей частей устройства). Внутренний экран представл ет собой пустотелый трапецеидальный профиль, выполненный из м гкого железа. Осева  плоскость расположена под углом к немагнитной стенке технологической емкости. Однонаправленно источнику пол , симметрично оси внутреннего экрана, расположена вторична  обмотка 3- Источник пол , вJopичнa  обмотка и внутренний экран охвачены внешним ферромагнитным экраном , имеющим также трапецеидальный профиль с развалом внешних стенок - 125. Все устройство закрепл етс  на немагнитной части стенки технологической емкости . В стенке технологической емкости 5(фиг. 2) размещена площадка среды 6 из немагнитного материала, на которой расположены измерительна  7 и компенсирующа  8 части устройства. Непрерывную выдачу измер емой среды 6из технологической емкости 5 обеспечивает барабанный питатель 9. Основной задачей устройства  вл етс  автоматическое регулирование заданного значени  уровн  среды в технологической емкости h, пропорционального электрическому параметру, т.е. напр жению U. Незагруженна  средой часть технологической емкости соответствует высоте h, пропорциональна  напр жению Uj- Сумма участков h и h2 представл ет рабочий диапазон измерени , т.е. h Устройство выполнено таким образом , что составные части напр жений, пропорциональные заданному значению h уровн  и снимаемого с компенсирующей части, пропорциональное его длине hj, равны между собой, т.е. )5. Устройство работает следующим образом . Электрический сигнал, пропорциональный отклонению уровн  среды от заданного значени , индуцируетс  во вторичной обмотке измерител  1 в виде аналогового импульса 1), К( U -Al-f . 5 +А и поступает на первый вход регул тора 10, где К К. Кл к Мц,- где К -- 5 -коэффициент, учитывающий магнитные свойства измер емой среды; -коэффициент соотношени  уровней; KV,Oкоэффициент магнитного « пол . А L, -Itdi - / iКажда  линейна  ветвь возбудител пол  создает свой независимый магнитный поток, замыкающийс  через из мер емую среду и воздух соответстве но радиусом г,у и Гр и через внутрен ний и внешний магнитные экраны. Во вторичной обмотке индуцируетс  напр жение и, пропорциональное глубине его погружени  в измер емую среду h Компенсационный измеритель 11, наход щийс  в посто нном погружении так как расположен ниже заданного значени  уровн , индуцирует напр жение Uj, пропорциональное h, и на ходитс  в пр мом соотношении с откл нени ми физико-химических свойств среды. Дл  обеспечени  заданного .значени  уровн  среды в технологической емкости на второй вход регул тора 10 скорости поступает сигнал, пропорциональный разности сигналов, ин дуцируемых во вторичных обмотках ур немера и компенсационном измерителе Дл  этой цели их вторичные обмотки включены встречно-последовательно. Так как измерители погружены в ана логичную среду, то индицируемые нап р жени , вызванные отклонением ее физико-химических свойств взаимно компенсируетс  и сигнал, поступающи на второй вход регул тора скорости равен +и А, т.е. разности индуцируемых сигналов уровнемера и компенсационного измерител . Этот поправочный коэффициент стабилизирует заданное значение уровн  Н;,и обеспечивает регулирующее воздействие по величине и фазе сигнала. По л рность фазы управл ет направлением (реверсом) интегральной части .регул тора. Исследовани ми установлено, что непосто нство физико-химических свойств материала существенно измен 8 ет коэффициент передачи объекта. Так при изменении физико-химического состава среды на 1% производительность тарельчатого питател  измен етс  на 4-9, вибрационного - на 917% . Неоднозначность статической характеристики достигает 8-10. Дл обеспечени  однозначности, достоверности статической характери-. стики уровнемера, а также с целью стабилизации коэффициента передачи системы автоматического регулировани ,- завис щего от многофакторных возмущений объекта и из-за нестабильности физических свойств измер емой среды,на третий вход регул тора скорости вводитс  поправочный коэффициент усилени  +1. Поправочный коэффициент регул тора скорости равен разности отношений текущего и заданного значений сигнала и единицы отношений этих сигналов (при их равенстве ) , т.е. ±f гл где Up; соответственно текущее и заданное значение напр жений компенсационного измерител . После формировани  сигналов 1, П и 11 входов выходной сигнал регул тора поступает.на вход блока 12 управлени , где после усилительно-функционального преобразовани  поступает на двигатель 13 питател  9 и, соответственно , в виде угловой скорости вала привода на питатель среды 6 приемной технологической емкости 5. Испытани  устройства показали повышение точности измерени  и качества регулировани  по сравнению с прототипом . Так, точность измерени  повысилась на 7%, качество регулировани на 29. Ожидаемый экономический эффект при внедрении, например, на первой и второй очеред х аглофабрики Ждановского металлургического завода им. Ильича составит 190-210 тыс.руб. Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  уровн  электромагнитных сред,содержащее взаимосв занные измеритель уровн , регул тор скорости питател , привод .питател  и блок управлени , о т л ичающеес  тем, что, с целью повышени  качества регулировани , оно дополнительно содержит компенсационный измеритель, при этом измеритель уровн  и компенсационный иэмеритель выполнены в виде линейного трансформатора, включающего вертикальный и горизонтальный согласно-по ледовательно соединенные источники магнитного пол , вторичные обмотки которых соединены встречно-последовательно и подключены соответственно к первому и третьему, а общий вы9 . 8 вод - к второму входу регул тора скорости питател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Астахов А. Г. и др. Автоматизаци  процессов окус1ювани  железных руд и концентратов. К., Техника, 1965, с. 117-120.

2.Бюллетень Черна  металлурги , 1976. № 11, с. 55-56.

3.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 О 9/00, 1979.

:

6

7 -8

А

Ч

9

фаг./

Ф&г.