Устройство адаптивного управления процессом помола Советский патент 1983 года по МПК B02C25/00 

со входом запоминающего блока, первый выход которого подключен к параметрическому входу регулятора расхода шихты, второй выход запоминающего блока соединен со вторым входом третьего блока суммирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления, устройство дополнительно, снабжено фазомувствительным элементом, тремя релейными элементами, регулятором, третьим исполнительным механизмом, вторым нуль-органом, причем третий выход многоканального.коррелятора через первый нормально разомкнутый контакт управляемого переключателя сединен с входом фазочувствительнрго элемента, плюсовый выход котррогог подключен к входу первого релейного элемента, минусовый выход фазочувствительного элемента соединен с вхрдом второго релейного э лемента, второй выход задатчика времени сдви га-подключен к первому входу регулятора, первый выход которого соединен через нормально разрмкнутый контакт первого релейного элемента с

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 вторрго 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, вторрй вход которого соединен через второй нормально замкнутый контакт с выдержкой на размыкание третьего релейного элемента с вторым выходом конечного выключателя, а четйертый выход многоканального коррелятора подключен через нормально разомкнутый контакт третьего релейного элемента к второму входу блока перемножения.

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

Изобретение РТНРСИТСЯ к управлению процессом помола шихты в измельчительных агрегатах для получения выходного продукта измельчения с заданными показателями качества, например с заданной тонкостью помола, вязкостью, удельной поверхностьюс

Известно устройство управления процессом помола, включающее датчики промежуточного сигнала, расхода шихты и показателя качества измельчения и ис- полнительные механизмы l .

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

Наиболее близким по своей технической сущности является устройствр адаптивного управления процессом помола, включающее измельчительный агрегат, датчик расхода шихты, датчик показателя качества продукта измельчения, задатчик показателя качества, три блока суммирования, динамическое звено, регупятор расхода шихты, регулирующий

орган расхода шихты, многоканальный коррелятор, экстремальный регулятор, управляемый переключатель, дза исполнительных механизма, задатчик времени 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 суммирования., инвертирующий вход Которого соединен с выходом задатЧика показателя качества, выход датчика расхода шихты

подключен ко входу динамического звена, выход которого соединен с инвертирующим входом второгР блока суммирования, первый выход первого блока суммирования подключен к прямому входу

второго блока суммирования, первый выход которого соединен с первым си1- нальным входом многоканального корре.лятора, второй выход первого блока суммирования подключен ко второму сигнальному входу многоканального коррелятора, второй выход второго блокл суммирования соединен с сигнальным входом регулятора расхода компонентов шихты, выход которого подключен ко входу первого исполнительного механиама, выход первого исполнительного механизма подключен ко входу регулирующего органа расхода шихты, первый выход многоканальногб коррелятора соединен со входом экстремального регулятора, выход которогд подключен через первый нормально замкнутый контакт управляемого переключателя к первому входу второго исполнительногр механизма, выход второго исполнительного механизм а соединен со входом задатчика времьчи сдвига, первый выход которого подкпючен через 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 пропорциональности соединен с первым входом блока перемножения, выход которого подключен к первому 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 входом третьего блока суммирования 2 .

Недостатком этого устройства является низкая точность настройки и управления.

Цель изобретения - повышение точности управления.

Достигается цель тем, что устройство адаптивного управления процессо помола, включающее измельчительный арегат, датчик расхода-шихты, датчик показателя качества продукта измельчения, задатчик показателя качества, три блока суммирования, динами ёское звено, регулятор расхода шихты, регулирующий орган расхода шихты, многоканальный коррелятор, экстремальный регулятор, управляемый переключатель два исполнительных механизма, задатчик времени сдвига, конечный выклю-. чатель, дифференциатор, первый нульорган, задатчик коэффициента пропорциональности, блок перемножения и запоминающий блок, причем выход датчика показателя качества продукта измельчения подключен к прямому входу

первого блока суммирования, инверти- руюидий вход которого соединен-с выхо дом задатчика показателя качества,выход датчика расхода шихты подключен к 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 выход которого соединен с первым сигнальным входом многоканального коррелятора, второй выход первого блока суммирования подключен ко второму сигнальному входу многоканального коррелятора, второй выход второго блока суммирования соединен с сигнальным входом регулятора расхода компонентов шихты, выход которого подключен ко входу первого исполнительного механизт

ма, 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 чсдвига, первый вцхрд которого подключен через второй нормально замкнутый контакт управляемого переключателя ко входу конечного выклочателя, первый выход конечного вык/ючателя соединен с параметрическим входом многоканального коррелятора, второй выход которого подключенко входу дифференциатора, выход дифференциатора подключен ко входу nepiofo

нуль-органа, выход задатчика коэффици

ента пропорциональности соединен спервым 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, регулятором, третьим исполнительным меха.низмом, вторым нуль-органом, причем третий выход многоканального коррелятора через первый нормально разомк нутый контакт управляемого переключа теля соединен со входом фазочувствительного элемента, плюсовый выход которого подкгврчен ко входу первого релейного элемента, минусовый выход фазочувствительного элемента соединен с входом второго релейного эле-, мента, второй выхбд задатмика времени сдвига подключен к первому входу регулятора, первый выход которого соединен через нормально разомкнутый контакт первого релейного элемента вторым входом второго исполнительного механизма, второй выход регулятора подключен через нормально разомкнутый контакт второго релейного элемента к входу третьего исполнительно го механизма, выход которого соедине с вторым входом регулятора, третий выход регулятора подключен через вто рой нормально разомкнутый контакт уп равляемого переключателя к входу вто рого нуль-органа, выход которого соединен с входом .третьего релейного элемента, выход первого нуль-органа подключен через первый нормально зам нутый контакт с выдержкой на размыка ние третьего релейного элемента к пе вому входу управляемого переключателя, второй вход которого соединен через второй нормально замкнутый кон такт с выдержкой на размыкание третьего релейного элемента с вторым вы дом конечного выключателя, а четвертый выход многоканального коррелятора подключен через нормально разомкнутый контакт третьего релейного эле мента к второму входу блока перемножения. На чертеже приведена блок-схема устройства Блок-схема устройства содержит из мельчительный агрегат 1, датчик расхода шихты 2, датчик показателя качества продукта измельчения 3, задат чик показателя качества k, первый блок суммирования 5, динамическое зв но 6, второй блок суммирования 7 ре гулятор расхода шихты 8, первый исполнительный механизм 9, регулирующий орган расхода шихты 10, многоканальный коррелятор 1|,экстремальный регулятор 12, управляемый переключатель 13, первый нормально замкнутый контакт управляемого переключатеЛЯ I, второй нормально замкнутый контакт управляемого переключателя 15, первый нормально разомкнутый контакт управляемого переключателя 1б, второй нормально разо.мкнутый контакт управляемого переключателя 17, второй исполнительный механизм 18, задатчик времени сдвига 19, конечный выключатель 20, дифференциатор 21, первый нуль-орган 22, задатчик коэффициента пропорциональности 23, блок перемножения 2k, третий блок суммирования 25, запоминающий блок 2б, регулятор 27, второй нуль-орган 28, фазочувствительный элемент 29, первый релейный элемент 30, второй релейный элемент 31 третий релейный элемент 32, нормально разомкнутый контакт первого релейного элемента 33, нормально разомкнутый контакт второго релейного элемента ЗМ, третий исполнительный механизм 35, первый нормально замкнутый контакт с .выдержкой на размыкание третьего релейного элемента 36, второй нормально замкнутый контакт с выдержкой на размыкание третьего релейного элемента 37, нормально разомкнутый контакт третьего релейного элемента 38, 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 инвертирующему входу которого подключен выход 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 блока суммирования 7. Первый выход первого блока суммирования 5 соединен с прямым входом второго бло.ка 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 11. Второй выход второго блока суммирования 7 подключен к сигнальному входу регулятора расхода шихты 8, выход которого соединен со входом первого исполнительного механизма 9. Выход первого исполнительного мехаь;изма 9 подключен ко входу регулирующего органа расхода шихты 10. Первый выход 7 ina многоканального коррелятора 11 соединен со входом экстремального регулятора 12, выход которого подключен через первый нормально замкнутый контакт I управляемого переключателя 13 к первому входу второго исполнительного механизма Т8. Выход второго исполнительного механизма 18 соединен со входом задатчика времени сдвига 19, первый выход которого подключен через второй нормально замкнутый конTaKt 15 управляемого переключателя 13 ко входу конечного выключателя 20. Первый выход конечного выключателя 20 соединен с параметрическим входом мно гоканального коррелятора 11, второй выход которого подключен ко входу диф ференциатора 21. Выход дифференциатора 21 соединен со входом первого нуль-органа 22, выход которого через первый нормально замкнутый контакт с выдержкой на размыкание 36 третьего релейного элемента 32 подключен к первому входу управляемого переключателя 1.3. Второй выход конечногр выключателя 20 соединен через второй: нормально замкнутый контакт с выдесйккой на .размыкание 37 третьего релейного элемента 32 со вторым входом управляемого переключател я 13. . Третий выход многоканального коррелятора П соединен через первый нор мально разомкнутый контад т 16 управляемого переключателя-13 со входом фазочувствительного элемента 29, плю совый выход которого подключен ко первого релейного элемента 30, а минусовый выход - ко входу второго релейного элемента 31. Второй выход задатчика времени сдвига 19 соединен с первым входом регулятора 27, первый выход которого подключен через нормально разомкнутый контакт 33 первого релейного элемента 30 ко вто рому входу второго исполнительного механизма 18. Второй.выход регулятора 27 соединен через нормально разом нутый контакт 3 второго релейного элемента 31 со входом третьего исполнительного механизма 35, выход ко торого подключен ко второму входу регулятора 27. Третий выход регулятора 27 подключен через второй нормально разомкнутый контакт 17 управляемого переключателя 13 ко входу второго нуль-органа 28. Выход второго нуль-органа 28 соединен со входом третьего релейного элемента . Выyoход задатчика коэффициента пропорциональности 23 соединен с первым входом блока перемножения 2, ко второму входу которого подключен через нормально разомкнутый контакт 38 третьего релейного элемента 32 четвертый выход многоканальног го коррелятора 11. Выход блока перемножения 2Ц соединен с первым входом третьего блока суммирования 25, выход которого подключен ко входу запоминающего блока 26. Первый выход запоминакацего блока 26 соединен с параметрическим входом регулятора расхода шихты 8, а второй выход со вторым входом третьего блока суммирования 25 . Для илтстрации работы, устройства предположим, что шихты измельчается в агрегате 1. Датчиком 2 измеряется расход шихты на входе в агрегат, датчиком 3 - показатель качества продукта измельчения на выходе агрегата , например вязкость, влажность тонкость помола. Первый блок суммирования 5 формирует выходной сигнал,. равный отклонению измеренного значения показателя качества от требуемого уровня, определяемого задатчиком Д. Динамическое звено 6, предназначенное для оценки влияния управления расходом шихты на Показатель качества и представляющее собой модель канала объекта расход компонентов шихты - , . показатель качества, например, в виде последовательного соединения низкочастотного фильтра и звена запаздывания:, формирует на выходе оценку составляющей показателя качества, обусловленной прохождением через объект управляющего воздействия. Оценка другой составляющей показателя качества- контролируемого возмущения определяется вторым блоком суммирования 7 как разность выходных сигналов блоков 5 и 6. Регулятор расхода шихты 8 в зависимости от оценки возмущения и статического коэффициента формирует на своем выходе управляющее воздействие в соответствии с требуемым законом регулирования, которое реализуется первым исполнительным м ханизмом 9 совместно с регулирующим органом расхода шихтЫ 10. Элементы 2-10 входят в состав контура управления расходом шихты, настройка которого в предлагаемом устройстве производится посредством итетивной процедуры в соответствии со знаком-и величиной минимального значения взаимной корреляционной фун ции между оценкой возмущения и откло (ением показателя качества от задания, вычисляемой коррелятором 11 при времени сдвига, определяемом задатчиком 19 Величина заданного времени сдвига изменяется в пределах, устанавливаемых при помощи конечного выключателя 20. , , Цикл настройки статического коэффициента регулятора 8 осуществляется следующим образом. Исходное состояние контактов управляемого переключателя 13 и релейных элементов соответствует указанному на чертеже. Экстремальный регулятор 12 посредством второго Vicполнительного механизма 18 выводит задатчик 19 в область сдвигов, соответствующих окрестности минимального значения взаимной корреляционной функции. При этом цепочка дифференци атор 21 - первый нуль-орган 22, пред назнаменная для точной фиксации минимального значения рассматриваемой функции, в момент равенства нулю про изводной данной функции переводит уп равляемый переключатель 13 в положение, противоположное указанному на чертеже. Другим сигналом окончания поиска минимума функции для управляемого переключателя 13 - в случае монотонного уменьшения функции на вс интервале поиска - служитфиксация конечным выключателем 20 момента выхода задатчика времени сдвига 19 в предельное положение. После изменения положения управля емого переключателя 13 одним из описанных способов, фазочубствительный элемент 29, на вход которого nocTyria ет найденное минимальное значение вз имной корреляционной функции, в случае, если это значение положительно, формирует на плюсовом выходе сигнал, включающий первый релейный элемент 30, а если это значение отрицательно, формирует на минусовом выходе сигнал, включающий второй релейный элемент 31. В случае, если найденное минимальное значение отрицательно, регулятор 27 осуществляет балансировку входных сигналов посредством перемещения третьего испол

нительного механизма 35 в положение, , 55, эстройки

совпадающее с положением второго ис- Данное устройство позволяет пополнительного механизма 18. Таким об- высить точность управления. разом, в устройствереализуется запоминание величины времени сдвига, соответствующего отрицательному минимуму функции. Если найденное минимальное значение функции положительно, регулятор 27 формирует на выходе сипнал, 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 Ьзнее отрицательных минимумов функции. Контакты 33 и З задают схему внешних соединений регулятора 27. По окончании процесса балансировки входных сигналов регулятора 27 второй нульорган 28 выдает на выходе сигнал, включающий третий релейный элемент 3 который замыкает нормально разомкнутый контакт 38. При этом блок перемножения 2 формирует выходной нал, равный произведению вычисленного значения взаимной корреляционной функции на коэффициент пропорциональности, величина которого устанавливается при помощи задатчика 23. Полученный сигнал на выходе блока перемножения 2k представляет собой приращение настраиваемого статического коэффициента регулятора расхода шихты 8 на рассматриваемом шаге итеративной процедуры. Текущее значение статического 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 контакть 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 состЬяние и начинается следующий цикл