Устройство для управления загрузкой бункеров Советский патент 1992 года по МПК B65G65/30 

сл

с

Использование: в теплоэнергетической, горно-рудной и металлургической отраслях. Сущность: датчики перемещения в устройстве закреплены с наружной стороны бункера. Датчики являются составной частью схемы управления, включающей элемент ЗАПРЕТ, позволяющий на заданный промежуток времени отключать загрузку одного из бункеров от воздействия датчиков других бункеров, а блок задания максимальной загрузки позволяет предотвратить переполнение бункера. 1 ил.

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано с устройствах автоматической загрузки бункеров и подобных емкостей сыпучим материалом, например углем. Известно устройство для автоматической загрузки бункеров топливом, содержащее датчики, установленные в бункерах и подключенные соответственно к сигнализаторам нижнего уровня, верхнего уровня и переполнения бункеров сигнальными лампами, логические элементы И, соединенные через элементы ИЛИ с кольцевым коммутатором, выход которого подключен к сумматору и через соответствующие элементы И, ИЛИ, И - к выходному блоку с сигнальными лампами, управляющему исполнительным механизмом, реле времени, соединенное с генератором тактовых импульсов, с сумматором и через элементы ИЛИ, И с коммутатором, блок сбросного бункера для поочередного опускания плужковых сбрасывателей с последнего по первый бункер

при переполнении их топливом, логический элемент ИЛИ-НЕ, блокирующий выходы сигнализаторов верхних уровней для поочередного заполнения аварийных бункеров с нижним уровнем, блок дистанционного управления для изменения технологического процесса со щита управления и блок выбора конечного бункера.

Известно также устройство для управления процессом загрузки расходных емкостей, содержащее датчики верхних уровней материала, подключенные к блоку управления транспортирующими механизмами, который соединено блоком переключения, блок управления механизмами загрузки, входы которого подключены к выходам элементов совпадения, программное реле времени, датчики уровня материала, блок опроса, выходы которого подключены к одним из входов элементов совпадения, другие входы которых соединены с выходами датчиков уровня материала, входы которых подключены к выходу программного реле времени,

XI со

XI

4

Јь

соединенного с блоком управления механизмами загрузки и переключения, выход которого подключен к входу блока опроса.

Недостатками этих устройств являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные использованием датчиков уровня, которые характеризуют только высоту слоя материала в бункере в определенном его месте, чаще всего над выходным отверстием. Полученную первичную информацию о значении уровня в бункере невозможно одновременно использовать в других устройствах и системах регулирования, например в системах учета количества материала, хранящегося в бункерах, что приводит к необходимости оснащать бункера дополнительными датчиками, усложняющими устройства, и в условиях дефицита трудовых ресурсов практически исключает их постоянную эксплуатацию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического заполнеия бункеров, реализующее способ автоматического заполнения бункеров сыпучим мат-зриалом. Устройство содержит уровнемеры (датчики наличия материала), установленные на каждом бункере, блок выбора минимального уровня, блок сравнения, пусковое устройство. Блок выбора минимального уровня определяет бункер с самым низким уровнем материала и выдает сигнал в пусковое устройство на начало загрузки. Когда бункер заполнится настолько, что уровень в нем станет на заданную величину больше величины уровня в любом другом бункере, имеющем минимальный уровень, то блок сравнения уровней выдает сигнал на прекращение загрузки., затем заполняется следующий бункер с минимальным уровнем и т.д., пока не загрузятся все бункера.

Недостатками устройства, реализующего способ, являются ограниченные функциональные возможности, что обусловлено использованием датчиков уровней, контролирующих высоту столба материала в бункере. Чувствительные элементы таких датчиков вводят в бункер, в связи с чем на них оказывается непосредственное воздействие со стороны контролируемого сыпучего материала. Это снижает надежность датчиков и достоверность полученной от них информации. Кроме того, ввиду сложности и непредсказуемости формы рельефа поверхности сыпучего материала, что не позволяет создать систему его учета. Это вынуждает оснащать бункера дополнительными датчиками, что снижает надежность устройств и систем, использующих эту информацию, усложняет регулирование. Другим недостатком известного устройства является отсутствие защиты от переполнения бункеров, что приводит к необходимости останова ленточного конвейера под нагрузкой при переполнении какого-либо бункера. В соответствии с Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей, остановка под нагрузкой ленточных конвейеров разреша0 ется только в аварийных случаях. Опыт показывает, что часто конвейеры не запускаются, если они были остановлены под нагрузкой. Топливоподачи на таких электростанциях вынуждены работать не на полную

5 (расчетную) производительность, значительно перерасходуя электроэнергию на собственные нужды. В случае запуска конвейеров приходится выполнять трудоемкую операцию по их частичной разгрузке вруч0 ную.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что

5 устройство для управления загрузкой бункеров, содержащее датчики наличия материала, усилители мощности, подключенные к исполнительным механизмам соответствующих разгрузочных плужков, и блок опре0 деления минимального уровня, снабжено для каждого бункера соответствующими элементами ИМПЛИКАЦИЯ, КЛЮЧ, ЗАПРЕТ, блоками определения максимальной загрузки и общими для всех бункеров логи5 ческим элементом ИЛИ и реле времени, связанного по входу с выходом логического элемента ИЛИ и по выходу с первыми входами логических элементов ИМПЛИКАЦИЯ, а датчики наличия материала в соответству0 ющих бункерах соединены с блоками определения максимальной загрузки и первыми входами ключей, к второму входу которых подключены выходы соответствующих элементов ИМПЛИКАЦИЯ, причем выход каж5 дого блока определения максимальной загрузки связан с первым входом соответствующего логического элемента ЗАПРЕТ, второй вход последнего подключен к выходу блока определения минимального уровня, а

0 выход его одновременно соединен с входами соответствующего логического элемента ИМПЛИКАЦИЯ, усилителя мощности и логического элемента ИЛИ, при этом выходы элементов КЛЮЧ связаны с соответствую5 щими входами блока определения минимального уровня.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет обеспечить защиту каждого из бункеров от переполнения, исключить воздействие сигналов от датчика

других бункеров в течение заданного промежутка времени, полученную от датчиков информацию о степени заполнения бункеров использовать как для автоматизации управления загрузкой, так и для системы учета количества материала, находящегося в бункерах, исключить износ элементов датчика контролирующими абразивными материалами, получить непрерывную информацию о наличии материала в любом бункере (при включении в цепь датчика дополнительного измерительного прибора) для введения визуального контроля оперативным персоналом за степенью загрузки бункеров, использовать в системе управления загрузкой бункеров аппаратуру с систем регулирования, что упрощает реализацию устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства и технологическая схем.а заполнения бункеров сыпучим материалом, осуществляемого при опускании на ленту транспортера электрифицированного плужка.

Устройство содержит бункеры 1.1,1.2,,., 1.п, реле 2 времени, блок 3 выделения ми- нимального сигнала, , логический элемент 4, усилитель 5.1, 5,25п мощности, датчики 6.1, 6,2,.., 6,п материала в бункерах, ключи 7,1, 7,2,.,, 7.п логические элементы

ИМПЛИКАЦИЯ 8.1, 8.2 8.п, блоки 9.1,

9,2 9.п определения максимальной загрузки, логические элементы ЗАПРЕТ 10,1, 10.210.п.

В качестве датчиков 6.1, 6.2..., б.п могут быть использованы любые преобразовате- ли перемещения, в частности индукционные, которые представляют собой соленоиды с перемещаемым в них ферромагнитным сердечником. Смещение сердечника вызывает разбаланс катушек соленоидов, в результате чего на выходе датчика появляется сигнал разбаланса, пропорциональный перемещению сердечника. Такие датчики являются штатными в системах автоматического регулирования.

Крепление датчиков на внешних сторонах бункеров осуществляется путем соединения компенсационных элементов в виде стержня, один конец которого прикреплен к общей балке в местах крепления подвески бункера. Измерительная часть датчика жестко закреплена на подвеске бункера. Блоки регулирующей аппаратуры выпускаются с учетом применения таких датчиков. Поэтому блоки содержат источники питания и уси- лители с преобразователями, выдающие унифицированный сигнал, соответствующий величине перемещения сердечника датчика. Блоки определения максимальной загрузки и выделения минимального сигнала реализуются на серийной аппаратуре регулирования, например, АКЭСР. В качестве блоков максимальной загрузки при этом используются блоки БСС либо БСГ-П, а в качестве блока выделения минимального сигнала - блок БСЛ-04.

С помощью блока 3 выделения минимального сигнала сравниваются текущие значения уровней заполнения бункеров и определяется приоритет их заполнения. В первую очередь загружается наименее заполненный бункер, Загрузка того или иного бункера прекращается при срабатывании соответствующего блока 9 максимальной загрузки. При этом на выходе блока появляется единица, которая закрывает соответствующий элемент 10.

На выходе последнего сигнал становится равен нулю, в результате чего плужок переводится в поднятое положение, и загрузка этого бункера исключается. Элемент ИЛИ 4 может быть выполнен на выпрямительных диодах. Элементы ЗАПРЕТ реализуются на контактах выходных реле, имеющихся в блоках БСС, БСЛ-04, логические элементы ИМПЛИКАЦИЯ 8 реализуются как на контактах реле времени и реле блоков 3 и 9, так и на элементах интегральных микросхем серий 155, 551, 176 и т.п. Ключи 7 могут быть выполнены в контактном исполнении с использованием контактов элементов 8 и в бесконтактном с применением управляющих токовых ключей на транзисторах. Ключи предназначены для осуществления пропуска или запрета сигналов, подаваемых с датчиков уровней на входы блока 3 выделения минимального сигнала. Ключи также имитируют опустошенное состояние бункера, загружаемого в данный момент времени, что необходимо для исключения частых срабатываний плужков, Пропуск сигналов с датчиков происходит при открытом состоянии ключей, запрет - при закрытом их состоянии. Запрет означает равенство нулю выходного сигнала с соответствующего ключа. Поэтому запрет используется для имитации опустошенности того или иного бункера. Управление ключами осуществляется элементами ИМПЛИКАЦИЯ.

В качестве реле времени могут быть применены счетно-импульсные реле типа ВЛ-34, ВЛ-35, ВЛ-36 либо блок прецизионного интегрирования БПИ-П аппаратуры АКЭСР.

Усилители 5 мощности в зависимости от мощности, входного сигнала могут содержать в себе электронные усипители с реле на выходе либо тиристорные пускатели типа ПБР.

Устройство работает следующим образом.

Допустим, в данный момент времени меньше всех заполнен бункер 1.2. Величина сигнала с его датчика 6.2 меньше сигналов с датчиков других бункеров. Зто сигнал (как йог других бункеров) проходит через свой ключ 7.2 на вход блока 3. Последний вырабатывает выходной сигнал только для элемента 10.2, На выходе последнего появляется сигнал, соответствующий логической единице для элементов 8.2 и 4 и являющийся управляющим для усилителя 5.2. Усилитель включает двигатель исполнительного механизма второго плужка, в результате чего он опускается. Происходит загрузка бункера 1 2. Одновременно с этим на выходе элемента 4 появляется единица, которая запускает реле 2 времени.

По истечении заданного времени на выходе реле времени появляется единица, которая поступает одновременно на один из входов всех элементов ИМПЛИКАЦИЯ, из- меняет выходной сигнал на единицу только у одного из них, а именно 8.2.

. з функции элемента ИМПЛИКАЦИЯ следует XovXi Y, где Х0 - входной сигнал г, реле времени; Xi - входной сигнал с элемента 10. Действительно, в рассматриваемом случае Xi 1 и так как в начальный момент времени Х0 0, то на выходе элемента 8.2 нуль, который закрывает ключ 7 2, на выходе последив о нуль, который имитирует опустошенность бункера 1.2 до момента изменения сигнала с реле времени на единицу При этом на выходе элемента 8 2 появляется единица, на выходе других аналогичных элементов сохраняется единица, так как все другие сигналы Хч 0, и на выходах элементов 8 единица независимо от сигнала с реле времени

Таким- обоазом, элементы 8 исключают частные пеоеходы зягрузки от одного бункера к другому благодаря имитации опустошенного состояния бункера, заполняемого в данный момеж времени.

Снижение частоты переходов загрузки необходимо для обеспечения надежной работы разгружающих механизмов (плужков). Заканчивается загрузка при появлении на выходе реле времени единицы. При этом сигналы всех датчикЬв подаются на входы блока 3, который вновь определяет наименее заполненный бункер, после чего начинается его загрузка по такому же алгоритму, что рассмотрен выше.

В момент определения наименее заполненного бункера на всех выходах блока 3 нуль, на выходе элемента 4 нуль и реле 2

времени при этом сбрасывается в исходное состояние. Если при загрузке данного бункера сработает блок 9, т.е. при полной загрузке бункера, на его выходе появляется

единица, которая закрывает соответствующий элемент 10, на его выходе сигнал становится равным нулю, плужок над этим бункером поднимается, предотвращая его переполнение, На все входы блока 3 поступают сигналы сдатчиков, и блок определяет наименее опустошенный бункер. Далее алгоритм повторяется.

В начале загрузки, когда все бункеры пусты, программа управления процессом

выполняется за счет неточной настройки датчиков и разброса технических характеристик блоков управления.

В результате указанные причины неизбежно приводят к различиям входных сигналов блока выделения минимального сигнала и, как следствие, выработке блоком приоритетов загрузки бункеров,

Формула изобретения

Устройство для управления загрузкой

бункеров, содержащее датчики наличия материала, усилители мощности, подключенные к исполнительным механизмам соответствующих разгрузочных плужков, и

блок определения минимального уровня, о тли чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено для каждого бункера соответствующими элементами ИМПЛИКАЦИЯ, КЛЮЧ, ЗАПРЕТ, блоками определения максимапьной загрузки и общими для всех бункеров логическим элементом ИЛИ и реле времени, связанным по входу с выходом логического элемента ИЛИ и по выходу

с первыми входами логических элементов ИМПЛИКАЦИЯ, а датчики наличия материала в соответствующих бункерах соединены с блоками определения максимальной загрузки и первыми входами ключей, к второму входу которых подключены выходы соответствующих элементов ИМПЛИКАЦИИ, причем выход каждого блока определения максимальной загрузки связан с первым входом соответствующего логического элемента ЗАПРЕТ, второй вход последнего подключен к выходу блока определения минимального уровня, а выход его одновременно соединен с входами соответствующего логического элемента ИМПЛИКАЦИЯ, усилителя мощности и логического элемента ИЛИ, при этом выходы элементов КЛЮЧ связаны с соответствующими входами блока определения минимального уровня.

фу

уу

-I ЗД 8.2 Ш

Т

|-«1|

ТА

iil

М

jfcv

ы

Л А

t

(ч)