Устройство адаптивного управления процессом помола

Устройство адаптивного управления процессом помола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОМОЛА, включающее измельчительный агрегат, датчик расхода шихты, датчик показателя качества продукта измельчения, задатчик показателя качества, три блока суммирования , динамическое звено, регулятрр расхода шихты, регулирующий орган расхода шихты, многоканальный коррелятор , экстремальный регулятор, управляемый переключатель, два исполнительных механизма, задатчик времени сдвига, конечный выключатель, дифференциатор , первый нуль-орган, задатчик коэ(|)фициента пропорциональности, блок перемножения и запоминающий блок причем выход датчика показателя качества продукта измельчения подключен к прямому входу первого блока суммирования , инвертирующий вход которого соединен с выходом задатчика показателя качества, выход датчика расхода шихты подключен к входу динамического звена, выход которого соединен с , инвертируюи|им -входом второго блока суммирования, первый выход-первого блока суммирования подключен к прямрму входу второго блока суммирования, первый выход которого соединен с первым сигнальным входом многоканального коррелятора, второй выход первого блока суммирования подключен ко второму сигнальному входу многоканалы ного коррелятора, второй выход второго блока суммирования соединен с сигнальным входом регулятора расхода компонентов шихты, выход которого подключен ко входу первого исполнительного механизма, выход первого исполнит ель илго механизма подключен ко входу регулирующего органа расхода шихты, первый выход многоканального (Л коррелятора соединен со входом экстремального регулятора, выход которого подк/вочен через первый нормально замкнутый контакт управляемого переключателя к первому входу второго исполнительного механизма, выход второго исполнительного механизма соединен ю со входом задатчика времени сдвига, .первый выход которого подключен че. рез второй нормально замкнутый контакт управляемого переключателя ко входу конечного выключателя, первый выход конечного выключателя соединен с параметрическим входом многоканального коррелятора, второй выход которого подключен ко входу дифференциатора , выход дифференциатора подклочен ко входу первого нуль-органа, выход задатчика коэффициента пропорциональности соединен с первым входом блока перемножения, выход которого подключен к первому входу третьего блока суммирования, выход третьего блока суммирования соединен

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗсЮ В 02 С 2 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3343303/29-33 (22).06 ° 10.81 (46) 07.06.83. Бюл. и 21 (72) 6.В. Панич, М.Л. Трачевский., И. Е. Иейнин и А.А. Савин (71) Всесоюзный няучно-исследог вательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов (53) 621.926(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 265697, кл. В 02 С 25/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2807031/33, кл. В 02 С 25/00, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОМОЛА, включающее измельчительный агрегат, датчик расхода шихты, датчик показателя качества продукта измельчения, задатчик показателя качества, три блока суммирования, динамическое звено, регулятор расхода шихты, регулирующий орган расхода шихты, многоканальный коррелятор, экстремальный регулятор, уп-. равляемый переключатель, два исполнительных механизма, задатчик времени сдвига, конечный выключатель, дифференциатор, первый нуль-орган, задатчик коэффициента пропорциональности, блок перемножения и запоминаннций блок причем выход датчика показателя качества продукта измельчения подключен к прямому входу. первого блока суммирования,.инвертирующий вход которого соединен с выходом задатчика показателя качества, выход датчика расхода шихты подключен к входу динамического звена, выход которого соединен с. инвертирующим входом второго блока,„SU „„1021470 суммирования, первый выход. первого блока суммирования подключен к прямрму входу второго блока суммирования, первый выход которого соединен с первым сигнальным входом многоканального коррелятора, второй выход первого блока суммирования подключен ко второму сигнальному входу многоканаль.ного коррелятора, второй выход второго блока суммирования соединен с сигнальным входом регулятора расхода компонентов шихты, выход которого подключен ко .входу первого исполнительного механизма, выход первого исполнительного механизма подключен ко входу регулирующего органа расхода шихты, первый выход многоканального коррелятора соединен со входом экстремального регулятора, выход которого подключен через первый нормально замкнутый контакт управляемого переключателя к первому входу второго исполнительного механизма, выход второго исполнительного механизма соединен со входом задатчика времени сдвига, первый выход которого подключен че.— рез второй нормально замкнутый контакт- управляемого переключателя ко входу конечного выключателя, первый выход конечного выключателя соединен с параметрическим входом многоканального коррелятора, второй выход которого подключен ко входу дифференциатора, выход дифференциатора подключен ко входу первого нуль-органа, выход задатчика коэффициента поопорциональности соединен с первым входом блока перемножения, выход которо.

ro подключен к первому входу третьего блока суммирования, выход третьего блока суммирования соединен

1021470

20 со входом запоминающего блока, пер. вый выход которого подключен к параметрическому входу регулятора расхода шихты, второй выход запоминающего блока соединен со вторым входом третьего блока суммирования, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления, устройство дополнительно снабжено Фазо.чувствительным элементом, тремя релейными элементами, регулятором, тре. тьим исполнительным механизмом, вторым нуль-органом, причем третий выход многоканального коррелятора через первый нормально разомкнутый контакт управляемого переключателя соединен с входом Фазочувствительного элемента, плюсовый выход которого.— подключен к входу первого релейного элемента, минусовый выход Фазочувствительного элемента соединен с входом второго релейного элемента, второй выход задатчика времени сдвиta подключен к первому входу регулятора, первый выход которого соединен через нормально разомкнутый контакт первого релейного элемента с

Изобретение относится к .управлению процессом помола шихты в измельчитель. ных агрегатах для получения выходного продукта .измельчения с заданными показателями качества, например с заданной тонкостью помола, вязкостью, удельной поверхностью.

Известно устройство управления процессом помола, включающее датчики про .межуточного сигнала, расл да шихты и показателя качества измельчения и исполнительные механизмы (1) .

Однако в этом устройстве не учитываются все возмущения в показателе качества, что снижает точность управления °

Наиболее близким по своей техничес. кой сущности является устройство адаптивного управления процессом помола, включающее иэмельчительный агрегат, датчик расхода шихты, датчик показателя качества продукта измельчения, задатчик показателя качества, три блока суммирования, динамическое звено, регупятор расхода шихты, регулирующий вторым входом второго исполнительного механизма, второй выход регулятора подключен через нормально разомкнутый контакт второго релейного элемента к входу третьего исполнительного механизма, выход которого соединен с вторым входом регулятора, третий выход регулятора подключен через второй нормально разомкнутый контакт управляемого переключателя к входу второго нуль-органа, выход которого соединен с входом третьего релейного элемента, выход первого нуль-органа подключен через первый нормально замкнутый контакт с выдержкой на размыкание третьего релейного элемента к первому входу управляемого переключателя, второй вход которого соединен через второй нормально замкнутый контакт с выдержкой на размыкание третьего релейного элемента с вторым выходом конечного выключателя, а четвертый выход многоканального коррелятора подключен через нормально разомкнутый контакт третьего релейного элемента к второму входу блока перемножения. орган расхода шихты, многоканальный коррелятор, экстремальный регулятор, управляемый переключатель, два исполнительных механизма, задатчик време5 ни сдвига, конечный выключатель, диФференциатор, первый нуль-орган, задатчик коэФФициента пропорциональности, блок перемножения и запоминающий блок, причем выход датчика показателя качества продукта измельчения подключен к прямому входу первого блока суммиро-. вания, инвертирующий вход которого соединен .с выходом эадатчика показателя качества, выход датчика расхода шихты

15 подключен ко входу динамического звена, выход которого соединен с инвертирующим входом второго блока. суммирования, первый выход первого блока суммирования подключен к прямому входу второго блока суммирования, первый вы. ход которого соединен с первым сигнальным входом многоканального коррелятора, второй выход первого блока суммирования подключен ко второму сигнальному входу многоканального кор21470 4!

О!

25

ЗО

50 з 10 релятора, второй выход второго блока суммирования соединен с сигнальным входом регулятора расхода компонентов шихты, выход которого подключен ,ко входу первого исполнительного механизма, выход первого исполнительного мехайизма подключен ко входу регулирующего органа расхода шихты, первый выход многоканального коррелятора соединен со входом экстремального регулятора, выход которого подключен через первый нормально замкнутый контакт .управляемого переключателя к первому входу второго испол нительного механизма, выход второго исполнительного механизма соединен . со входом задатчика врем чи сдвига, первый выход которого подключен через второй нормально -замкнутый контакт управляемого переключателя ко входу конечного выключателя, первый выход конечного выключателя соединен с параметрическим входом многоканаль. ного коррелятора, второй выход которого подключен ко входу дифференциа" тора, выход дифференциатора подкло. чен ко входу первого нуль-органа; вы. ход задатчика коэффициента пропорциональности соединен с первым входом блока перемножения, выход которого подключен к первому входу тре тьего блока суммирования, выход третьего блока суммирования соединен со входои запоминающего блока, первый выход. которого подключен к параметрическому входу регулятора расхода шихты, второй выход запоминающего блока соединен со вторым входом третьего блока суммирования (2) .

Недостатком э ого устройства является низкая точность настройки и yriравления.

Цель изобретения - повышение точности управления.

Достигается цель тем, что устройство адаптивного управления процессом помола, включающее.измельчительный аг регат, .датчик расхода шихты, датчик показателя качества продукта измельчения, задатчик показателя качества, три блока суммирования, динами4еское звено, регулятор расхода шихты, регулирующий орган расхода шихты, многоканальный коррелятор,- экстремальный регулятор, управляемый переключатель, два исполнительных механизма, задатчик времени сдвига, конечный выключатель,.дифференциатор, первый нульорган, задатчик коэффициента пропорциональнасти, блок перемножения и запоминающий блок, причем выход датчика показателя качества продукта из. мельчения подключен к прямому входу первого блока суммирования, инвертирующий вход которого соединен с выхо. дом задатчика показателя качества,выход датчика расхода шихты подключен к входу динамического звена, вы" ход которого соединен с инвертирующим входом второго блока суммирования, первый выход первого блока суммирования подключен к прямому входу второго блока суммирования, первый вы-. ход которого соединен. с первым сигнальным входом многоканального. коррелятора, второй выход первого блока суммирования подключен ко второму сигнальному входу многоканального корре- . лятора, второй выход второго блока суммирования соединен с сигнальным входом регулятора расхода компонентов шихты, выход которого подключен ко входу первого исполнительного механиз-, ма, выход первого исполнительного механизма подключен ко входу регулирующего органа расхода шихты, первый выход многоканального коррелятора соединен со входом экстремального регу" лятора, выход которого подключен через первый нормально замкнутый контакт управляемого переключателя к первому входу второго исполнительного механизма, выход второго исполнительного механизма .соединен со входом задатчи" ка времени, сдвига,-первый выход которого подключен через второй нормаль. но замкнутый контакт управляемого переключателя ко входу конечного выключателя, первый выход конечного вы- . ключателя соединен с параметрическим входом многоканального коррелятора,. второй выход которого подключен ко входу дифференциатора, выход дифференциатора подключен ко входу первого нуль-органа, выход задатчика коэффици. ента пропорциональности соединен с. первым входом блока перемножения, выход которого подключен к первояу входу третьего блока суммирования, выход третьего блока суммирования соединен со входом запоминающего блока, первый выход которого подключен к параметрическому входу регулятора расхода шихты, второй выход запоминающего блока соединен со вторым вхо" дом третьего блока суммирования,снабжено фазочувствительным элементом, тремя релейными элементами, регуля1021470 ля 14, второй нормально замкнутый контакт управляемого переключателя 15, первый нормально разомкнутый контакт управляемого переключателя 16, второй нормально разомкнутый контакт управляемого переключателя 17, второй исполнительный механизм 18, задатчик времени сдвига 19, конечный выключатель 20, дифференциатор 21, пер10 вый нуль-орган 22, задатчик коэффициента пропорциональности 23, блок перемножения 24, третий блок суммирования 25, запоминающий блок 26, регулятор 27, второй нуль-орган 28, фазочувствительный элемент ?9, первый релейный элемент 30, второй релейный .элемент 31, третий релейный элемент 32, нормально разомкнутый контакт первого релейного элемента 33, нормально

20 разомкнутый контакт второго релейного элемента 34, третий исполнительный механизм 35, первый нормально замкнутый контакт с .выдержкой на размыкание третьего релейного элемента 36, 2 второй нормально замкнутый контакт с выдержкой на размыкание третьего релейного элемента 37, нормально разомкнутый контакт третьего релейного элемента 38, д0 В соответствии с блок-схемой устройства выход датчика показателя качества продукта измельчения 3, установленного на выходе измельчительного агрегата 1, соединен с прямым входом первого блока суммирования 5, к инвер.

35 тирующему входу которого подключен вы. ход задатчика показателя качества 4.

Выход датчика расхода шихты 2, установленного на входе в измельчительный агрегат 1, соединен со входом динамического звена 6, выход которого подключен к инвертирующему входу второго блска суммирования 7. Первый выход первого блока суммирования 5 со45 единен с прямым входом второго блока суммирования 7, первый выход которого подключен к первому сигнальному входу многоканального коррелятора 11.

Второй выход первого блока суммирования 5 соединен со вторым сигнальным входом многоканального коррелятора tl. Второй выход второго блока сум. иирования 7. подключен к сигнальному входу регулятора расхода шихты 8, выход которого соединен со входом перво55 тором, третьим исполнительным меха.низмом, вторым нуль-органом, причем третий выход многоканального коррелятора через первый нормально разомкнутый контакт управляемого переключателя соединен со входом фазочувствительного элемента, плюсовый выход которого подключен ко входу первого . релейного элемента; минусовый выход фазочувствительного элемента соединен с входом второго релейного элемента, второй выход задатчика времени сдвига подключен к первому входу регулятора, первый выход которого соединен через нормально разомкнутый контакт первого релейного элемента с вторым входом второго исполнительного механизма, второй выход регулятора подключен через нормально разомкнутый контакт второго релейного элемента к входу третьего исполнительно" го механизма, выход которого соединен с вторым входом регулятора, третий выход регулятора подключен через второй нормально разомкнутый контакт управляемого переключателя к входу второго нуль-органа, выход которого соединен с входом .третьего релейного элемента, выход первого нуль-органа подключен через первый нормально замк нутый контакт с выдержкой на размыкание третьего релейного элемента к пер вому входу управляемого переключателя, второй вход которого соединен через второй нормально замкнутый контакт с выдержкой на размыкание третьего релейного элемента с вторым выхо дом конечного выключателя, а четвертый выход многоканального коррелятора подключен через нормально разомкнутый контакт третьего релейного элемента к второму входу блока перемно- . жения.

На чертежа приведена блок-схема устройства.

Блок-схема устройства содержит измельчительный агрегат 1, датчик расхода шихты 2, датчик показателя качества продукта измельчения 3, задатчик показателя качества 4, первый блок суммирования 5, динамическое зве но 6, второй блок суммирования 7, регулятор расхода шихты 8, первый исполнительный механизм 9, регулирующий орган расхода шихты 10, многоканальный коррелятор 11,экстремальный регулятор 12, управляемый переключатель 13, первый нормально замкнутый контакт управляемого переключатего исполнительного механизмл 9. Выход первого исполнительного механизма 9 подключен ко входу регулирующего органа расхода шихты 10. Первый выход

7 1021470 8 . многоканального коррелятора 11 со- ход задатчика коэффициента пропорединен со входом экстремального регу- циональности 23 соединен с первым лятора 12, выход которого подключен входом блока перемножения 24, ко через первый нормально замкнутый кон- второму входу которого подключен такт 14 управляемого переключателя 13 5 через нормально разомкнутый конУФ к первому входу второго исполнитель- такт 38 третьего релеиного элеменного механизма 1"8. Выход второго ис- та 32 четвертый выход многоканально-: полнительного механизма 18 соединен. го коррелятора l 1. Выход блока песо входом задатчика времени сдвига 19, ремножения 24 соединен с первым вхопервый выход которого подключен че- 10 дом третьего блока суммирования 25 рез второй нермально замкнутый кон" выход которого подключен ко входу такт 15 управляемого переключателя 13 запоминающего блока 26. Первый выко входу конечного выключателя 20. ход запоминающего блока 26 соедиПервый выход конечного выключателя 20 нен с параметрическим входом регулятосоединен с параметрическим входом мно-t5 ра расхода шихты 8, а второй выход " гоканального коррелятора 11, второй . со вторым входом третьего блока сумвыход которого подключен ко входу диф- мирования 25.

Ференциатора 21. Выход дифференциа- Для иллюстрации работы.устройсттора 21 соединен со входом первого ва предположим, что шихты измельнуль-органа ?2, выход которого через zg чается в агрегате 1. Датчиком 2 изпервый нормально замкнутый контакт . меряется расход шихты на входе в агс выдержкой на Размыкание 36 тре- регат, датчиком 3 - показатель качесттьего релейного элемента .32 подклю- ва продукта измельчения на выходе агчен к пеРвому входу управляемого пе- регата, например вязкость, влажность; реключателя 13. Второй выход конечно- Z5 тонкость помола. Первый блок суммирого выключателя 20 соединен через вто- вания 5 формирует выходной сигнал, рой нормально замкнутый контакт с вы- равный отклонению измеренного значедержкой на размыкание 37 третьего ре- ния показателя качества от требуемого лейного элемента 32 со вто- уровня, определяемого задатчиком 4.. рым входом управляемого переключате- зо Динамическое звено 6, предназначенное ля 13. для оценки влияния управления расхоТретий выход многоканального кор- дом- шихты на показатель качества и релятора 11 соединен через первый нор- представляющее собой модель канала мально разомкнутый контццст 16 управ- объекта "расход. компонентов шихтыляемого переключателя 13 со входом показатель качества", например, в вифазочувствительного элемента 29, плю де последовательного соединения низ-

35 совый выход которого подключен ко - кочастотного фильтра и звена запаздывавходу .первого релейного элемента 30, ния., формирует на выходе оценку сов минусовый выход — ко входу второго ставляющей показателя качества, обусрелейного элемента 3I. Второй выход ловленной прохождением через объект

40 задатчика времени сдвига 19 соеди- управляющего воздеиствия. Оценка друнен с первым входом регулятора 27, гой составляющей показателя качества— первый выход которого подключен че- контролируемого возмущения определя:. рез иормально разомкнутый контакт 33 ется вторым блоком суммирования 7 как

:::первого релейного элемента 30 ко вто разность выходных сигналов блоков 5 .рому входу второго исполнительного и 6. Регулятор расхода шихты 8 в

45 .механизма 18. Второй выход регулято- зависимости от оценки возмущения ра 27 соединен через нормально разомк и статического коэффициента формирует нутый контакт 34 второго релейного на своем выходе управляющее воздейстэлемента 31 со входом третьего ис- вие в соответствии с требуемым закополнительного механизма 35, выход ко- ном регулирования, которое реализуторого подключен ко второму входу ется первым исполнительным м"ханизрегулятора 27. Третий выход регуля- .мом 9 совместно с регулирующим оргатора 27 подключен через второй нор- ном расхода шихты 10. мально разомкнутый контакт 17 управ.- Элементы 2-10 входят в состав кон ляемого переключателя 13 ко входу 55 тура управления расходом шихты, навторого нуль-органа 28. Выход второго стройка которого в предлагаемом устнуль-органа 28 соединен со входом р йстве производится посредством итетретьего релейного элемента 3?. Вы- тивной процедуры в соответствии

9 10? 14 со знаком и велйчиной минимального значения взаимной корреляционной функ ции между оценкой. возмущения и отклонением показателя качества от задания, вычисляемой коррелятором 11 при времени сдвига, определяемом задатчиком 19. Величина заданного времени сдвига изменяется в пределах, уста" навливаемых при помощи конечного вы" ключателя 20. 1О

Цикл настройки статического коэф" фициента регулятора 8 осуществляется следующим образом.

Исходное состояние контактов управляемого переключателя 13 и релейных элементов 29-3?. соответствует указанному на чертеже. Экстремальный регулятор 12 посредством второго йсполнительного механизма 18 выводит задатчик 19 в область сдвигов, соответствующих окрестности минимального значения взаимной корреляционной функции. При этом цепочка дифференциатор 21 - первый нуль-орган 22, предназначенная для точной фиксации минимального значения рассматриваемой функции, в момент равенства нулю производной данной Функции переводит управляемый переключатель 13 в положение, противоположное указанному на чертеже, Другим сигналом окончания поиска минимума функции для управляемого переключателя 13 — в случае монотонного уменьшения функции на всем интервале поиска - служит фиксация конечным выключателем 20 момента вы- 35 хода задатчика времени сдвига 19 в предельное положение.

После изменения положения управляемого переключателя 13 одним из описанных способов, фазочувствительный 40 элемент 29; на вход которого постуйает найденное минимальное значение вза. имной корреляционной функции, в случае, если это значение положительно, формирует на плюсовом выходе сигнал, 45 включающий первый релейный элемент 30, а если это значение отрицательно, формирует на минусовом выходе сигнал, включающий второй релейный элемент 31. В случае, если 50 найденное минимальное значение отрицательно, регулятор ?7 осуществляет балансировку входных сигналов посредством перемещения третьего исполнительного механизма 35 в положение,, 5 совпадающее с положением второго исполнительного механизма 18; Таким об70 разом, в устройстве реализуется запоминание величины времени сдвига, соответствующего отрицательному минимуму функции. Если найденное мини" мальное значение функции положительно, регулятор 27 формирует на выходе силнал, устанавливающий второй исполнительный механизм 18 в положение, аналогичное положению третьего исполнительного:механизма 35. В результате коррелятор 11 вычисляет значение взаимной корреляционной функции при времени сдвига, соответствующем последнему из найденных ранее отрицательных минимумов функции. Контакты 33 и 34 задают схему внешних соединений регулятора 27. По окончании процесса балансировки входных сигналов регулятора 27 второй нульорган ?8. выдает на выходе сигнап, включающий третий релейный элемент 3?, который замыкает нормально разомкнутый контакт 38. При этом блок перемножения 24 формирует выходной сигнал, равный произведению вычисленного значения взаимной корреляционной Функции на коэффициент пропорцйональности, величина которого устанавливается при помощи задатчика ?3.

Полученный сигнал на выходе блока перемножения 24 представляет собой приращение настраиваемого статического коэффициента регулятора расхода шихты 8. на рассматриваемом шаге итеративной процедуры. Текущее значение статичес кого коэффициента регулятора расхода шихты 8 формируется на выходе третьего блока суммирования 25 в виде суммы предыдущего значения коэффициента, зафиксированного запоминающим блоком 26, и расчетного приращения. Сигнал, равный вновь полученному статическому коэффициенту, воспроизводится на выходе запоминающего блока 26 и поступает на параметрический вход регулятора расхода шихты 8. Спустя некоторое время после включения первого релейного элемента 29 размыкаются нормально замкнутые контакты 36 и 37, имеющие выдержку на размыкание порядка нескольких секунд. При этом происходит отключение управляемого переключателя 13 релейных элементов 30-32. Устройство возвращается в исходное состояние и начинается следующими цикл настройки.

Данное устройство позволяет повысить точность управления.

1021470

Корректор А.Дзятко

Подписное

311

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 е

Составитель В. Алекперов

Редактор Т; Парфенова Техред Т.Фанта

Заказ 3953/7 ТиРан 622

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 москва Ж -35 Разовская на6. д. 4/g