Адаптивный измеритель расхода сыпучих материалов Советский патент 1983 года по МПК G01F1/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испол зовано при построении систем автом тического дозирования непрерывного действия ,аля: сьтучик материалов р н пример шихтовых материалов агломерационных процессов. Известны измерители расхода сыпучих материалов 1J, содержащие последовательно соединенные ленточный транспортеру датчик массы ма ;Териала на ленточном транспортере и блок умножения. . Передаточная функция ленточноГО транспортера имеет вид WlP) -- - время нахождения атериа ла На ле.нточном транспор ре. L длина воспринимающей час транспортера, средняя скорость движения материала, Недостаток указанных измерителей низкая точность измерения, обусловленная тем, что измеряется не мгновенное значение расхода материала, поступающего на ленточный транспортер, а усредненное значение расхода на интервале времени, равном времени перемещения материала ленточны транспортером. Кроме того, расход материала и масса находящегося на ленточном транспортере материала связаны однозначной зависимостью при условии постоянства скорости перемещения транспортера, т.е. Однако в реальных ситуациях всегда |ИМеются различного рода возмущения t изменение частоты питающей сети, проскальзывание ленты на барабанах и другие факторы), за счет которых отклонения скорости достигают Наиболее близким к предлагаемому является измеритель расхода сыпучих материалов 2 , входящий в состав весового дозатора непрерывного действия, содержащий ленточный транспортер, датчик скорости транспортера, датчик массы материала на транспортере,: блок умножения, к вхо дам которого подключены выходы датч ка скорости транспортера и датчика массы-материала на транспортере. Расход- материала в известном измерителе определяется по выражению (,ГМ (2) ь гдеО(-1) - расход материала в . момент времени; Gi-tJ- масса материала, находящегося на транспортере; V(l.)- скорость транспортераJ Ь - длина воспринимающей части трайспортера., . едостаток известного измерителя расхода сыпучих материалов заключается гакже в низкой точности измерения вследствие того, что не учитывают динамические свойства ленточного транспортераJ а ограничиваются только его статистической моделью в виде коэффициента передачи KVb) и используют- мгновенную скорость транспортера VH), а не усредненную аа интервале t; . Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в сшаптивном измерителе расхода сыпучих материалов содержащем ленточHHft транспортер, датчик скорости . транспортера, датчик массы материала нэз транспортере, пропорционально интегральный блок и последовательно соединенные задатчик и первый блок сравнения, дополнительно введены последовательно соединенные первый фильтр низкой частоты и масштабирующий блок, последовательно соединенные второй блок сравнения и второй фильтр низкой частоты, последовательно соединенные третий фильтр низкой частоты, блок деления к cyMMciTop, модель ленточного транспортера, включающая последовательно соединенные интегратор, блок задержки и третий блок сравнения, причем выход датчика скорости транспортера соединен с входом первого фильтра низкой частоты, выход датчи- . ка массы материала на транспортере соединен с входами второго блока сравнения и третьего фильтра низкой частоты, выход масштабирующего блока соединен с другим входом первого блока сравнения;. выход которого соединен с другш4 входом блока деления и дополнительным входом блока задержки, выход интегратора соединен с другим входом третьего блока, сравнения , выход которого соединен с другим входом второго блока сравнения, выход второго фильтра низкой частоты соединен через пропорциональноинтегральный блок с другим входом сумматора, выход которого соединен с входом интегратора На чертеже представлена блоксхема предлагаемого -измерителя. Адаптивный измеритель расхода сыпучих материалов содержит ленточный транспортер 1, датчик 2 скорости транспортера, первый фильтр 3 низкой частоты, масштабирующий блок 4, задатчик 5, первый блок 6 сравнения, датчик 7 массы- материала на транспортере, третий фильтр Б .низкой частоты блок 9 деления, модуль 10 ленточного транспортера, интегратор. 11, блок 12 задержки, третий блок 13 сравненияf .второй блок 14 сравнения второй фильтр 15 низкой частоты, пропорционально-интегральный блок 16 и сумматор 17. Адаг тивный измеритель расхода сыпучих материалов работает следующим образом. . С помощью датчика 2 скорости транспортера, первого фильтра 3 низ кой частоты, масштабирующего блока 4,задатчика 5 и первого блока 6 сра нения определяется -v нахожден материала на ленточном транспортере 1 по упрощенному выражению ra)t;4Ktb-yc v(-t-e)aR (4) О где t - базовое, например, среднее вре.1Я, нахождения материала на ленточном транспортере; k - пересчетный коэффициент; L.- длина ленточного транспорте ра; VH скорость транспортера в те кущий -fc-й момент времени. Q переменная интегрирования. Из выражения (.4) видно, расчетная длина транспортера k 1(гб-}3 не равна фактической длине ь ,°т.е. время Т нахождения материала на транспортере не равно ТГ, то делаетс корректировка Т на величину, пропор ционапьную отклонению расчетной величины L от фактической. Для упрощения реализации выражение (4J приводится к эквивалентному виду Г (,t)--C t KL-K J N (,t-0)(J©--a - К JV(-t-)d 6 оО , . (s; При реализации этого выражения сигнал с выхода датчика 2 скорости транспортера подается на первый фильтр 3 низкой частоты, представленный, например, последовательным соединением блока сравнения, усилит ля с насьвдением, интегратора, выход которого соединен с другим входом блока сравнения и является выходом фильтра низкой частоты. На выходе первого фильтра 3 низкой частоты получается сигнал о величине rv (V 0)3©-. который подается н вход масштабирующего блока 4, где умножается на коэффициент К . Получ ный таким образом сигнал поступает на вход первого блока б сравнения, где из него вычитается сигнал о величине q , поступающий с задатчика 5,Выходной сигнал первого блока б сравнения о величине iSC-t) подается на входы блока 9 деления и блока 12 задержки. Сигнал с выхода датчика 7 массы материала на транспортере поступает на вход третьего фильтра 8 низкой 4 TOThif где усредняется за интервал времени f и далее подается на блок 9 деления, в котором делится на сигнал о величине т (tl В результате на выходе блока 9 деленная получается сигнал о базовом (низкочастотном расходе материала где G {.} усредненная на интервале времени f масса материала на транспортере. С выхода датчика 7 массы материала сигнал поступает- также на второй блок 14 сравнения, на второй вход которого подается, сигнал с выхода третьего блока 13 сравнения о расчетной массе Q(t} материала. Сигнал о разности AQU)--G(t)e,U), 7; полученной во втором блоке 14 .сравнения, идет на второй фильтр 15 низкой частоты предназначенный для подавления высокочастотных помех. Выходной сигнал второго фильтра 15 низкой частоты подается на пропорционально-интегральный блок 16 (пи-регулятор ), выходной сигнал которого является корректировкой расхода ЛбН)Этот сигнал в сумматоре 17 складываетря с сигналом о базовом расходе материала, в результате чего на выходе сумматора 17 получается сигнал о текущем расходе Ott) материала Q(t)-Q(t)+uQ{-fc), который и является выходным сигналом адаптивного измерителя расхода сыпучих материалов. Выходной сигнал сумматора 17 подается на вход модуля ленточного транспортера, а именно на интегратор 11. Сигнал с выхода интегратора 11 задерживается в блоке 12 на времяС(-Ь), которое адаптируется, и пос-. тупает на вход третьего блока 13 сравнения, где вычитается из выходно го сигнала интегратора 11. йлкод ной сигнал третьего блока сравнения является выходным сигналом модуля . 10 ленточного транспортера 1 и поступает .на вход второго блока сравнения. Тем самым получается замкнутый. через модуль 10 ленточного транспортера 1 контур регулирования с hOMO щью которого производится неявное обращение модуля 10. Прямое равное. обращение модели типа Cl практически не реализуемо, так как содержит дифференциатор, охваченный запаздывающей положительной обратной связью.

Использование предлагаемого адаптивного измерителя расхода сьшучия материалов позволит повысить точность измерения за счет того, что измеряются мгновенные, а не усредненные значения расхода материала, пос

тупающего на ленточный транспортер.

Экономический эффект от внедрения адаптивного измерителя на агломерационной фабрике составит порядка 30 тыс.руб. в год.

АДАПТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСХОДА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий ленточный транспортер, датчик скорости транспортера, датчик массы материала на транспортере, пропорционально-интегральный блок и последовательно соединенные задатчик и первый блок сравнения, о т л и ч ающи и с я тем, что, с целью повыщекия точности измерения, в него дополнительно введены, последова тельно соединенные первый фильтр низкой частоты и масштабирующий блок, последовательно соединенные второй блок сравнения и второй фильтр низкой частоты, последовательно соединенные третий фильтр низкой час тоты, блок деления и сумматор, модель ленточного транспортера, включающая последова;тельно соединенные интегратор,, блок задержки и третий блок сравнения, причем выход датчика ско;рости транспортера соединен с входом первого фильтра низкой частоты, выход датчика массы материала на транспортере соединен с входами второго блока сравнения и третьего фильтра низкой частоты, выход масштабирующего блока соединен с другим входом вого блока сравнения, выход которого соединен с другим входом блока деления и с дополнительным входом блока задержки, выход интегратора соединен с другим входом третьего блбка сравнения, выход которого соединен с другим входЬм второго блока сравнения, выход второго фил.ьтра частоты соединен через пропорционально-интегральный блок с другим входом сумматора, выход которого соединен с входом интегратора.