СПОСОБ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА МЕЖДУ РАСХОДНЫМИ ЕМКОСТЯМИ Российский патент 1997 года по МПК B65G65/30 

Изобретение относится к области управления и может использоваться для рационального распределения материала /или продукции/ между емкостями потребителей.

Известен /авт. св. СССР N539967, кл. С 22 В 1/00, 1976г./ способ распределения шихты между емкостями, заключающийся в измерении расходов шихты из них, уровней материала и формировании сигналов, соответствующих степени заполнения емкостей и загрузке материала в каждую емкость в течении времени

где t_с.б.-время пребывания шихты в смесительном барабане;
Q_j расход шихты из j того бункера;
K_j коэффициент заполнения j -того бункера;
N количество бункеров.

Ближайшим аналогом изобретения является способ распределения материала между расходными емкостями, заключающийся в том, что последние циклически периодически загружают из общего загрузочного тракта по результатам измерения массы материала в каждой емкости и расхода материала из нее /см. кн. Р.И.Сигуа "Автоматизированное управление процессами обогащения и алгомерации железных руд и концентратов", М. "Недра", 1989г. с.66/.

Согласно известному способу загрузку материала в каждую расходную емкость ведут в течение времени, представляющего собой величину, прямопропорциональную производительности емкости Q_j и обратно пропорциональную массе материала, находящейся в ней M_j.

где K- коэффициент пропорциональности /К= 0,1-0,2/.

Недостаток этого способа состоит в том, что в нем не учитывается производительность общего загрузочного тракта, а также производительность и массы шихты в остальных бункерах. Следовательно, распределение шихты между бункерами не является рациональным.

Общим недостатком известных способов является также то, что они не обеспечивают равного для всех бункеров запаса шихты по времени ее выработки.

Целью изобретения является обеспечение равных по времени выработки запасов материала во всех емкостях.

Указанная цель достигается тем, что дополнительно измеряют производительность общего загрузочного тракта и перед началом каждого цикла загрузки определяют суммарный расход материала из них и суммарную массу материала в емкостях, а загрузку материала в каждую емкость производят в течение времени

где Q_вх- производительность общего загрузочного тракта;
T длительность цикла распределения материала;
Q_j -расход материала из j -той емкости;
Mj_o -масса материала в j-той емкости в начале цикла;
-суммарный расход материала из емкостей;
-суммарная масса материала в емкостях в начале цикла;
N -количество накопительных емкостей.

В группу расходных емкостей материал непрерывно поступает по общему загрузочному тракту и периодически распределяется между ними при помощи загрузочного устройства. Из каждой емкости материал непрерывно выдается соответствующему потребителю.

Запас материала в расходной емкости традиционно оценивается его массой, т. е. абсолютных единицах. Однако в ряде случаев более информативным показателем запаса материала является время выработки материала, в течение которого обеспечивается выдача материала из емкостей при неизменном его расходе и без притока материала в емкость. Время выработки материала из j -той емкости равно

где M_j т масса материала в емкости в конце цикла распределения;
Q_j -расход материала из емкости.

Использование времени выработки при оценке запасов материала является целесообразным для группы емкостей с различными расходами материала. Для обеспечения одинакового времени выработки в этом случае масса материала в емкости с большим расходом должно быть соответственно большой.

В описываемом способе критерием оптимального распределения между расходными емкостями являются равенство времени выработки материала для всех емкостей. Условие для N емкостей выражается в виде.

t_1B=t_2B=t_3B=t_jb=t_NB (2)
t_j=t_B, (3)
где t_B=M_t/Q_вых- время выработки материала из всех емкостей;
масса материалов во всех емкостях в конце цикла;
общий расход материала из всех емкостей.

Указанное условие достигается путем выбора оптимальных времен загрузки материала в каждую из емкостей. Время загрузки определяются перед началом каждого цикла распределения материала. Сумма времен загрузки t_j всех емкостей равна времени цикла распределения материала:

Для обоснования оптимальных значений времен загрузки материала в каждую из емкостей рассмотрим уравнение материального баланса. Масса материала в j
той емкости в конце цикла распределения M_j т. зависит от массы материала в начале цикла M_j о, производительности загрузочного тракта Q_BX, времени загрузки материала в данную емкость Q_j и расхода материала из емкости Q_j:
M_jт=M_j o + t_j• Q_вх-TQ_j (5)
Из уравнения /5/ следует, что:

как следует из уравнения /1/ и /3/, масса материала j той емкости в конце цикла должна быть равна

Общая масса материала в емкостях в конце цикла M_t зависит от общей массы материала в начале цикла M_o, а также от рассогласования между производительностью загрузочного тракта Q_вх и общим расходом материала из всех Q_вых:
M_т=M_о+T/Q_вх-Q_вых
где сумма масс материала M_j o в емкостях в начале цикла.

С учетом уравнения /8/ уравнение /7/ преобразуется к виду

а оптимальное время загрузки материала в j -тую емкость /6/ выражается в виде:

При распределении материала по предложенному способу в конце цикла обеспечивается наличие таких масс материала, что времена его выработки оказываются одинаковыми для всех емкостей.

На чертеже показана система, поясняющая предлагаемый способ.

Для осуществления данного способа может служить система, содержащая группу расходных емкостей 1, загрузочное устройство 2, снабженное измерителем 3 его положения, измеритель 4 масс материала в емкостях, управляющее устройство 5, измерители 6 и 7 расходов материала на общем загрузочном тракте и материала из емкостей и вычислительное устройство 8.

Работа системы состоит в следующем.

Загрузка материала в емкости 1 осуществляется загрузочным устройством 2, циклически перемещающимся над емкостями. Из емкостей материал непрерывно выдается соответствующим потребителям. Контроль масс материала в емкостях и расходов материала из емкостей производится соответственно измерителями 4 и 7. Контроль расхода материала на общем загрузочном тракте осуществляется измерителем 6. Контроль положения загрузочного устройства осуществляется измерителем 3. Сигналы всех измерителей поступают в вычислительное устройство 8, выход которого через управляющее устройство 5 связан с приводом перемещения загрузочного устройства 2.

В вычислительном устройстве 8 перед началом каждого цикла формируются сигналы, соответствующие суммарному значению масс материала в емкостях и общему расходу материала из емкостей. С учетом этих сигналов, а также данных о количестве загружаемых емкостей N и времени цикла распределения Т в вычислительном устройстве определяются необходимые времена загрузки материала в каждую из емкостей.

В начале цикла из вычислительного устройства 8 на вход управляющего устройства 5 поступает управляющий сигнал, определяющий направление перемещения загрузочного устройства. Загрузочное устройство 2 перемещается к очередной по порядку загрузки накопительной емкости. По сигналу измерителя положения 3, свидетельствующему о нахождении загрузочного устройства над указанной емкостью, управляющий сигнал снимается, загрузочное устройство останавливается и осуществляет загрузку материала в емкость. По истечении оптимального времени загрузки из вычислительного устройства поступает сигнал, по которому осуществляется перемещение загрузочного устройства к очередной емкости. После загрузки всех емкостей цикл распределения материала повторяется.

Использование предлагаемого способа обеспечивает оптимальное распределение материала между накопительными емкостями, чем исключает сбои в снабжении материалом потребителей.

Создание в накопительных емкостях запасов материала, одинаковых по времени его выработки, позволяет производить временные остановки загрузочного тракта /например, для профилактики или ремонта/ без нарушения снабжения материалом потребителей.

Назначение: для циклической поочередной загрузки емкостей из общего загрузочного тракта. Сущность изобретения: измеряют массу материала из каждой емкости, затем дополнительно измеряют производительность общего загрузочного тракта и определяют суммарный расход материала из емкостей и суммарную массу материала в емкостях. Загрузку материала в каждую из емкостей по данному способу производят в течение времени

где Q_вх- производительность общего загрузочного тракта;
T - длительность цикла распределения материала;
Q - расход материала из j-той емкости;
M-масса материала в j-той емкости в начале цикла;
Q_вых = -суммарный расход материала из емкостей;
М_об.о = -суммарная масса материала в емкостях в начале цикла;
N - количество накопительных емкостей. 1 ил.

Способ распределения материала между расходными емкостями, заключающийся в том, что последние циклически периодически загружают из общего загрузочного тракта по результатам измерения массы материала в каждой емкости и расхода материала из нее, отличающийся тем, что дополнительно измеряют производительность общего загрузочного тракта и перед началом каждого цикла загрузки емкостей определяют суммарный расход материала из них и суммарную массу материала в емкостях, а загрузку материала в каждую емкость производят в течение времени

где Q_в х производительность общего загрузочного тракта;
Т длительность цикла распределения материала;
Q расход материала из j-й емкости;
M масса материала в j-й емкости в начале цикла;
суммарный расход материала из емкостей;
суммарная масса материала в емкостях в начале цикла;
N количество расходных емкостей.