Устройство для управления дозированием компонентов в смесях Советский патент 1986 года по МПК G05D11/13 

Изобретение относится к автоматн- зировапному управлеш-по технолоп-гчес- KHMII процессами и предназначено для управления -нроцессом составления угольной шихты для коксования в коксохимической промышленности и быть иснользовагго в других отраслях.

Цепь изобретения повьшение точности устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для управления дозированием компонентов в смесях; на фиг.2 - блок-схема вьгаислительного блока.

Устройство содержит накопительные бункеры 1,, - 1, 5 оснащенные автодозаторами 2(- 2, загрузочный трак 3 с загрузочным блоком 3, разгрузочный тракт 4, пробоотборншс 5 компонента, пробоотборник 6 шихты и соед1И1еипый с ним датчик 7 нроиз- . г.однтедьности разгрузочного тракта, датчики 8j производительности автодозаторов, датчики 9 - 9ц полож пия загрузочного блока, датчик 10 .производительности загрузочного тракта, подключенный к пробоотборнику 5., интегратор П, группа интеграторов 12,- 12,, блок 13 усреднения и анализа проб, дешифратор 14,- блоки 15 17 памяти соответственно иоказателей компонентов,шихты и веса норций, блок 18 контроля данных, блок 19 контроля качества шихты, .блоки 20р, сравнения, элемент ЦЛ1 2, вычислительный блок 22, блок 23 си1 нализации и отображения информации, блок 24 формирования управллгапщх сигналов, блок 25 задания состава и качества шихты н блок 26 ввода данных.

Бbг иcJн тeлыIЫй блок 22 содержит делители 27, количество которых равно ко1И1честву используемых для составления шихты марок углей, клю- чт 28 5 в количестве равном количеству автодозаторов,, и столько же ключей 29 и блоков умножения 30. ка.1{дый из которых содержит элементы 31 умножения в колшгестве, равно колнчеств контролируемых показателе j качества комнонснтоз (шихты) сумматоры 32 в количестве, равном количеству показателей количества компонентов, фюк 33 сравнения, двухвходовой элемент ШП1 34, делитель 35 Ш. () входов, где h 5

0

количество автодозаторов, j- количество показателей качества компонентов, блок 36 сравнения и триггер 37 со счетным входом.

Устройство работает следующШ образом.

Комноненты шцхты постунают по тракту 3 в дозировочное отделение, где загружаются при помощи загрузоч ного блока 3 в дозировочные бункерш I. Для составления угольной шихты используются различные марки углей (К,Г,Ж,ОС.,Т и др .) , поступающие от различных поставшиков, в связи с чем определяются различные шахто- марк и (нанрнмер К, jK., Г, , Г и др.). Их долевое участие в шихте регламент тируется шихтовочной диаграм1-1ой.

Качество составляемой шихты характеризуется, кроме соблюдения долевого участия в шихте отдельных марок, такт-ш же показателями качества, как и отдельные марки углей, например А - зольность, S - сернис- тость, / - выход летучих, - влажность . Так как значения показателей качества одних и тех же марок в различных поставках значительно отличаются друг от друга, то для

обеснечения их стабильности в шихте, . что является главньп- критерием управления, в устройстве предусмотрено фиксировать границы порпий с различными данным в загрз кенных дозировоч5 ных бункерах и учитьшать их в расчете показателей шихты. Для этого в процессе движения углей для загрузки в дозировочные бункеры, на заг грузочном тракте 3 при помощи про0 боотборника 5 отбираются пробы. Частота отбора автоматически регу-. лируется Пропорционально нроизво- дительности тракта 3, контролируемой датчиком 10, и может неренастраи5 ваться в зависимости от требований по представительности проб технологов .Отобранные пробы нaкaпливaJoтcя в контейнере пробоотборника,которьй нередается в блок 13 по сигналу

0 с вычислительного блока 22.

Вьщача сигнала на пробо отборник 5 для передачи проб в блок 13 осуществляется вычислительнььм блоком 22 в моменты поступления сигналов

5 с датчиков 9 об изменении положения загрузочного блока 3 , а также в- момент поступления команды оператора с блока 26 ввода данных, которую

3

он вводит при изменении шахтомарки, В блоке 13 при помощи пробораэде- лочной машины производится усред - иение и затем анализ усредненной пробы аналитическими методами (определение показателей качества). Данные при помощи блока ввода (не показано с блока 13 поступают в блок 15 памяти пока.зателей компонентов . Признак бункеров при этом определяется по сигналам, поступающим с датчиков 9 положения- загрузочного -блока. Для синхронизации показателей качества и веса порций по бункерам при их дозировании, запись показателей порций с одинаковым номером очередности загрузки в соответствующий бункер (все бункера до начала работы устройства не загружены) производится на один и тот же регистр в блоке 15, и аналог1гчно в блоке 17 пам5гги веса порций. Количество материала, загруженного в букер между очередными анализами, определяется интегратором 11, который накапливает импульсы, поступающие с датчика 10 с частотой, пропорциональной весу материала, поступившего по загрузочному тракту 3.

Одновременно с командой на анализ проб сигнала с выхода вьгчисли- тельного блока 22 поступает также в блок 11, с которого данные считываются в блок 17 памяти веса порций. При этом присвоение признака бункера осуществляется дешифратором 14, управляемым по сигналам с датчиков 9 положения загрузочного блока. Вес первой порции записывается в соответствующую номеру бункера ячейку первого регистра блока 17, последующей порции - в одноименную ячейку второго регистра, третьей - в одноименную ячейку треть.его регистра и т.д. После считывания данных с первого регистра данные в-торого регистра перезаписьтаются в первьй, третьего - во второй и т.д.

Аналогично, данные анализа первой порции записываются в ячейки первого регистра блока 15 памяти показателей компонентов, второй порции - во второй регистр и т.д. Каждый регистр блока 15 распределен -на группы (по количеству бункеров) и на подгруппы (по количеству показателей качества). Таким образом одноимешше подгруппы ячеек регист478464

ров блока 15 памяти показателей компонентов образуют зону памяти с. индексом бункера. Перед запуском устройства при помощи блока 26 из- 5 бираются рабочие и резервные автодозаторы и затем вводится команда запуска. Запуск осуществляется при наличии в первом регистре блока 15 памяти показателей компонентов дан- 0 пых по всем бункерам, а также при наличии в блоке 25 данных о долевом участии каждой марки в шихте и показателей качества шихты.

Контроль данных в пер- 15 вом регистре блока 15 осуществляется блоком 18, путем сравнения его содержимого с содержимым первого регист;ра блока 15. Так как при первом запуске в блоке 18 данные отсут- 20 .ствуют, то при наличии данных в

jблоке 15 последние перезаписывают- ся в блок 18. Если данные в первом регистре блока 15 отсутствуют, то блок 18 выдает сигнал в блок 23 v сигнализации, в котором соответствующей призпаку бункера лампой сигнализируется отсутствие данных по данному бункеру, одновременно на ключ 29 вычислительного устройства 30 22 (фиг.2) с таким же признаком поступает запирающий сигнал, препятствующий прохождение в блок 30 сигнала с делителя 27.

В дальнейшем после израсходова- 35 ния фиксированной порции) в случае отсутствия данных во втором регистре блока 15 блок 18 выдает аналогичный сигнал в блок 23 сигнализации. По этому сигналу оператор с блока 0 26 должен перезадать номера рабочих автодозаторов и повторить команду запуска.

При наличии исходных данных сигналы Q; , пропорциональные заданному 5 долевому участию марок в шихте, с блока 25 поступают через входы блока 22 на соответствующие входы делителей 27, где преобразуются в N сигналов, уровень которых обратно 0 пропорционален количеству рабочих дозаторов (количеству сигналов, поступающих через ключи 2В на первые входы делителей 27| , т.е.

о -51- . NP

Выходные сигналы с делителей 27 поступают в соответствующие номера

С5ункеров блоки 30 умножения, на которые постунают также данные из блока 18 и преобраз-уются в сигнал, пропорциональный ; ,, где Б - значение показателя; и- признак бункера; J- признак показателя;

К. - сигнал.поправки по фактическиКИМ показателям пшхты.

С выходов элементов умножения блоков 30 сигналы поступают на входы сумматоров 32, где преобразуются

а

12478466

котором блокируется операщ я сравне ния, а также на вход блока 23- сигнализации и отображения информации (фиг.и , в котором включается табло

в сигналы В . г У

)

.

uij

V

10

несоответствие качества компонентов и индицируются показатели качества по всем бункерам и шихты, записанные на первых регистрах блоков 15 и 16. Для повторпого запуска оператор должен перезадать показатели качества шихты в блоке 26 и повторить isanycK.

В процессе работы автодозаторов ш-тульсы с частотой,, пропорциональде a IT K, - расчетное значение роизводительности и-го автодозаора с уггетом поправочного коэффииента, V-. плановая произвоительность тракта 4 шихтоподачи.

Сигналы поступают на входы блока 33 сравнения, на другие входы которого поступают сигналы Б,,; , пропорциональные заданньм в блоке 2.5 показателям качества шихты

( ) ш ш )

В случае соответствия расчетных показателей заданным, т.е. .:,. Kuj .± где - допусти- Г1 апиЦы отклонений, с выхода блока 33 сравнения сигналы поступают в блок 24 Сфиг. ), где преобразуются в сигналы уставок автодозаторам, пропорциональные ( К.

В случае несоответствия расчетных показателей заданны -, т.е. u,j iC.j ± с блока 33 сравнения выдается один сигнал d на--запуск счетного триггера 37 и второй по каналу с нризнаком о несовпадающего показателя на вторые входы блока 36 сравнения, в котором сравниваются между собой значения этого показателя во всех бункерах и определяется помер бункера h с наихудшим показателем. С вькодов блока 36 сравнения по каналу с признаком 6yHKejja и на соответствующий киюч 28 поступает сигнал, запрещающий прохощл:ению с блока 26 сигнала задания данного рабочего бункера и вычислительный блок 22 производит по)зторное преобразование сигналов в делиятелях блоках 31 - 33, исключив h -и бункер. Если после повторного сравне1шя в блоке 33 окажется несовпадение, то со второго выхода .триггера 37 поступает сигнал на вход блока 36 сравнения, в

несоответствие качества компонентов и индицируются показатели качества по всем бункерам и шихты, записанные на первых регистрах блоков 15 и 16. Для повторпого запуска оператор должен перезадать показатели качества шихты в блоке 26 и повторить isanycK.

В процессе работы автодозаторов ш-тульсы с частотой,, пропорциональной производительности автодозаторов с датчиков 8 поступают в интеграторы 12, где накапливаются до количества размера порции, записаннор в первом регистре каждой зоны блока 17 памяти размера порции. При достшкении равенства в каком.-либо из блоков 20 по- следпий выдает сигпал в блоки памяти 15 и 17 на перезапись данных, а также па входы сброса интегратора 12., По этому сигналу показатели соответствующего компонента считываются с блока 15 и занисываются в блок 18 взамен старых по данному бункеру и затем вместе со всеми данными поступают в вычислительный блок 22 для формирования новых уставок автодозаторам.

Для введения в блоки 30 сигнала :коррекции К- при формировании

J П

уставок автодозаторам в. процессе дозирования определяются показатели качества шихты. Для этого из тракта 4 шихтоподачи при помощи

пробоотборника, 6 отбираются и накапливаются пр.обы, а затем усредняются и усредненная проба анализируется. Частота отбора проб устанавливается пропорционально производительности тракта 4, которая контролируется датч1лсом 7.

Частота усреднения и анализа усредненных проб определяется моментами завершения дозирования зафиксированных в блоке 17 порций. В эти моменты показатели шихты сравниваются в блоке 9 с задан1й)1ми в блоке 25 и полученный сигнал отклонения поступает на вход делителя 35,

в котором преобразуется в сигнал К- ,

J h

обратно пропорциональньй количеству работающих дозаторов, который поступает на все входы элементов 31 умно

7

женил для участия в формировании уставок автодозаторам.

Таким образом, благодаря наличию новых блоков и функциональных связей устройство позволяет дифференцировать поток загружаемых в дозировоч- .ные бункера компонентов на условные порции, для которых определяются и запоминаются показатели их качества, на основании которых производится точный расчет производительности автодозаторов при заданном соотношении компонентов в шихте, чем и обеспечивается повышение.и стабилизация качества шихты. Этой же цели подчинено функционирование блока контроля качества шихты, связанное с блоком 13 усреднения и анализа проб и блоком 16 памяти показателей пихты, которое обеспечивает коррекцию формируемых управляющих сигналов по фактическим показателям качества шихты.

Формула изобретения

Устройство для управления дозированием компонентов- в смесях, содержащее IT- накопительных бункеров с автодозаторами, входы которых подключены к соответствующ1да выходам блока формирования команд управления, загрузочный тракт с загрузочным блоком, разгрузочный тракт, пробоотборники н а загрузочном и разгрузочном трактах, первые входы которых соединены с выходами датчиков производительности загрузочного и разгру - зочного трактов соответственно, датчики производительности автодозаторов , блок усреднения и анализа проб, первый и второй входы которого подключены к выходам соответствующих пробоотборников, а.группа первых выходов - к группе соответ- ствзпощих первых входов первого блока памяти, вычислительный блок, первый вход которого соединен с первым выходом блока задания состава и качества шихты, а первьш и второй выходы - с соответствующими входами блока формирования команд управления, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные первьй- интегратор, де478468

шифратор, второй блок памяти, 1 блоков сравнения, элемент ИЛИ, третий блок памяти и блок контроля качества шихты, а также датчики 5 положения загрузочного блока, группу вторых интеграторов по количеству накопительных бункеров, блок сигнализации и отображения информации и последовательно соединенные блок 0 ввода данных и блок контроля данных, группа вторых входов которого подключена к соответствующим выходам первого блока памяти, группа третьих входов - к выходам соответствую- 15 щих блоков сравнения, к первым

входам соответствующих вторых HHTef- раторбв группы, к группе соответствующих вторых входов первого блока -памяти и к группе соответствующих 20. вторых входов второго блока памяти, первый выход - к первому входу блока сигнализации и к втopo ry входу вычислительного блока, а группа вторых выходов - к группе соответствую- 25. щих третьих входов вычислительного блока, четвертый вход которого соединен с выходом блока контроля качества шихты, пятый и шестой входы - с вторым и третьим выходами блока 30 ввода даньмх соответственно, седь-. мой вход - с выходами датчиков положения загрузочного блока, с третьим входом блока усреднения и анализа проб и с вторым входом дешифратора, 35 третий выход - с вторым входом блока сигнализации и отображения информации, а четвертый выход - с четвертым входом блока усреднения и . анализа проб, с вторым входом пер- 40 вого пробоотборника и с первым входом первого интегратора, выходы вторых интеграторов группы подключены к вторым входам соответствующих блоков сравнения, а вто- 45 рые входы - к выходам соответствующих датчиков производительности автодозаторов, второй вход второго пробоотборника соединен с выходом элемента ИЛИ,выход датчика произ- 50 водительности загрузочного тракта подключен к второму входу первого интегратора, второй выход блока задания состава и качества шихты соединен с вторым входом блока контроля качества шихты.

Изобретение относится к области автоматизированного управления технологическими процессами и предназначе:- но для управления процессом составле ния угольной шихты для коксования в коксохимической промьшленности и может быть использовано в других отраслях. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство содержит накопительные бункеры, оснащенные автодозаторами, загрузочный тракт с загрузочным блоком, разгрузочный тракт, пробоотборник компонента, пробоотборник шихты и соединеннь1й с ним датчик производительности разгрузочного тракта, датчики производительности автодозаторов, датчики положения загрузочного блока, датчик производительности загрузочного тракта, подключенный к пробботборнику компонента, интегратор, группу интеграторов, блок усреднения и анализа проб, дешифратор, блоки памяти показателей компонентов, шихты и веса порций, блок контроля данных, блок контроля качества шихты, блоки сравнения, элемент ИЛИ, вычислительный блок, блок сигнализации и отображения информации-, блок формирования управляющих сигналов, блок задания состава и качества шихты и блок, ввода данных. Устройство позволяет дифференцировать поток загружаемых в дозировочные бункеры компонентов на условные порции, для которых определяются и запоминаются показатели их качества, на основании которых производится точный расчет производительности автодозаторов при заданном соотношении компонентов в шихте, чем и обеспечивается повьппение и стабилизация качества шихты. 2 ил. i (Л С ю 4i 1 СХ) 4 О)

ni

an

f/л

OnKn

r-L

fji

щ

Ol

J5

фиг.2

Составитель Л.Цаллагова.

Редактор Н.Сегляник Техред вГКадарКорректор В.Бутяга

...„,,« «...-« и-.-I--. - - - -™ «.- - - .- -

Заказ 4124/47 Тираж 836 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д.4/5

Производственно-полиграфтеское предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4