Система автоматического управления процессом приготовления смеси

Система автоматического управления процессом приготовления смеси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()904759 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 8.12.79 (21) 2853395/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02.82. бюллетень №6

Дата опубликования описания 25.02.82 (51) М. Кл. э

В 01 F 15/04 1 05 В l l/02

Гооударственнык комитет (53) УДК 666.972. (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

С. А. Дубровский, А. E Замятин, П. С. Лебедев и Г. В. Силкин

Липецкое специализированное конструкторское, бюро

Всесоюзного научно-производственногсl объединения

«Союзавтоматстром» (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ

Изобретение относится к системам автоматического управления процессом приготовления смеси и может быть использовано в промышленности строительных материалов в черной металлургии и других отраслях производства.

Известна система автоматического регулирования процесса приготовления смеси, включающая датчик состава приготавливаемой смеси, задатчик состава смеси, подключенный к управляющему блоку, выход которого подключен к автоматическим дозаторам исходных компонентов (1).

Недостатком данной системы является то, что в ней отсутствует явный учет динамических характеристик (запаздывание и инерционность) объекта управления, в результате чего не оказывается возможным достичь желаемого качества регулирования, что, как следствие, приводит к ухудшению качества приготавливаемой смеси.

Наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности и достигаемому резул ьтату является система автоматического управления процессом приготовления смеси, содержащая задатчик дозирования, датчик расхода исходных компонентов, датчик измерения состава смеси, задатчик состава смеси, сумматор. первый вычислительный блок и блок управления (2).

Недостатком предлагаемой системы является то, что несмотря на учет динамических характеристик объекта управления путем использования его модели, система не позволяет компенсировать запаздывание в технологических трактах и измерительной цепи по каналам «управляющие воздействия—

io выходные переменные». В результате, при значительной величине чистого запаздывания снижается качество регулирования, что приводит к ухудшению качества смеси. Кроме того, регулирование состава смеси непосредственно по показателям датчиков не всег15 да удовлетворяет нуждам производства ибо, чаще всего качество смеси оценивается обобщенными показателями, являющимися нелинейными функциями исходного химического состава.

Цель изобретения — повышение качества приготовления смеси.

Это достигается тем, что система автоматического управления процессом приготовления смеси, содержащая задатчик дозирования, датчик расхода исходных компо904759 нентов, датчик измерения состава смеси, задатчик состава смеси, сумматор, первый вычислительный блок н блок управления, снабжена вторым вычислительным б.:(ок..м и тремя нелинейными блоками, причем датчик расхода исходных компонентов подключен ко входам вычислительных блоков, выход первого вычислительного блока через первый нелинейный блок подключен к первому входу сумматора, выход второго вычислительного блока через второй нелинейный блок подключен ко второму входу сумматора, третий вход которого соединен с задатчиком состава смеси, четвертый вход сумматора через третий нелинейный блок соединен с датчиком измерения состава смеси, а выход сумматора через блок управления соединен с задатчиком дозатора.

На чертеже представлена функциональная схема системы управления.

Система содержит автоматические дозаторы 1 исходных компонентов, подающие материалы в смесеприготовительный агрегат

2, датчики 3 расхода исходных компонентов, датчики измерения состава приготавливаемой смеси 4, вычислительный блок 5, реализующий модель продвижения материалов по технологическим трактам и процесс смешивания, вычислительный блок 6, реализуюсций модель продвижения материалов по технологическим трактам и процесс смешивания без учета запаздывания смегеприготонительного агрегата, нелинейные блоки

7 — 9 расчета характеристик качества смеси, задатчик 10 характеристик качества смеси, сумматор 11, блок управления 12, задятчики дозирующих устройств 13.

Система работает следу(ощим образом

Датчиками 3 измеряется расход исход ных компонентов, поступающих в смесеприготовительный агрегат 2. Полученная информация о расходах поступает в вычислительные блоки 5 и 6, имитирующие прохождение материала по трактам смесеприготовительного агрегата и процесс смешивания, соответственно, с учетом и без учета чистого запаздывания смесеприготовительного агрегата. Выходами блоков 5 и б являются модельные значения химического состава приготавливаемой смеси, которые в нелинейных блоках 7 и 8, соответственно, пересчитываются в значения обобщенных характеристик качества смеси. В цементной промышленности таковыми, например, являются коэффициент насыщения, силикатный и глиноземный модули, для расчета которых используется информация о содержании

СаО, SiO, Fe O, и AI O, в смеси. Датчиками 4 измеряется и анализируется состав при.готавливаемой смеси, который в нелинейном блоке 9, функционирующем аналогично блокам 7 8 пересчитывается в обобщенные характеристики качества смеси. В сумматоре

11 осуществляется алгебраическое суммиро10

2$

3$

4$

$0

$$ вание выходов нел!н ейнь!х б. вЂ,оков ; заданных значений харякт(ри гик к;<честна смеси.

II()cT)

Блок управления 12 чаще всего представляет собой набор ре<уля!оров, реализую)цих один из стандартных законов регулирования (П, И, ПИ или ПИД) и реле соотношений, позволяющее распределять нагрузку между автоматическими дозаторами 1 в соответствии с выполнением балансового условия У ; =1, где с<, - .

1=! соотногпенйя исходных компонентов, чис.)о которых равно и. При этом с

C0«(I(— — >, С, С; расход i-го исходного компонента.

Если объект 2 может оыть аппроксимирован дифференциальным уравнением первого порядка с запаздывающим аргументом, что основное вычислительное устройство 5 выполняется в виде последовательного соединения блока задержки и инерционного звена 1-го порядка по каждох1 исходному компоненту с последующим смешиванием по формуле

)(< (4 ... + х< а .<) =х

Х2! с! +Х22d2+ ... ФХ((„ „=Х, (1)

Х««С<+ + Х»хс<а4хв<(o(<,= )

Г 1с Х 1 Х Х» про!(с и Гнь(с соде1) ж я ния ком н)нентов сосз яня 1)р!4готянливяеч!ог! Гме(. i!, Х c()(Tí(.<. зн f! че ниц (l р()ц(н гl<(!!

:!ировянис =-1, 2, ... Гп j — !, 2, и. Аг<паратурная реализация вычис !(-ния

Е3 соответствии с (1) с)с:цес.гнляеT...I, T(.м использования потенциомс. -1)и -с»fl:. !-.i! фср1)ОДИН МИ !(С КИ < i! < .1Н <1 .((н na j)aT) J)na)I;v(a fr!,Ia i

В отличие от блока 5, ны;исли)е.:ьный блок 6 не содержит блок(я заде1жки.

Если параметры блока задержки и инерционного звена выбряньi li .;:вильно, то алгебраи (еское суммирование в с х!!<агоре 11 позволяет компенсировать запаздывяниe объекта по каналам управ. (ения, что дает возможность эффективно бороться с помехами, обусловленными ошибками дозирования и колебаниями влажности дозируемых компонентов. Это достигается за счет того, что выход блока 9 компенсируется выходом блока 7 и на вход блока управления 12 без запаздывания поступает си нал разницы выхода блока 8 и задания 10, дополненный

904759

Формула изобретения

Составитель Ю. Капланский

Редактор А. Гулько Техред А. Бойкас Корректор М. Шарошн

Заказ 200/12 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 невязкой модели (выход блока 7) и объекта (выход блока 9) обусловленной действием неконтролируемых помех.

Система автоматического управления прс цессом приготовления смеси, содержащая задатчик дозирования, датчик расхода исходных компонентов, датчик измерения состава смеси, задатчик состава смеси, сумматор, первый вычислительный блок и блок управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества приготовления смеси, она снабжена вторым вычислительным блоком и тремя нелинейными блоками, при- 15 чем датчик .расхода исходных компонентов подключен ко входам вычислительных блоков, выход первого вычислительного блока через первый нелинейный блок подключен к первому входу сумматора, выход второго вычислительного блока через второй нелинейный блок подключен ко второму входу сумматора, третий вход которого соединен с задатчиком состава смеси, четвертый вход сумматора через третий нелинейный блок соединен с датчиком измерения состава смеси, а выход сумматора через блок управления соединен с задатчиком дозатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 417149, кл. В 01 F 15/04.

2. Яковис Л. М. Алгоритмы управления приготовлением смесей заданного состава из разнородных компонентов на примере цементного производства. — «Автоматика в строительстве», ЛДНТП, 1975, с. 53 — 62.