Устройство для дозирования материалаВ АппАРАТы Советский патент 1981 года по МПК G05B21/00 

Изобретение относится к средствс1М автоматизации и может быть применено в хим.ической и других отраслях промышленности при загрузке нескольких аппаратов материалом с одного ленточ ного транспортера. Известно устройство для управления технологическим процессом циклического распределения материала, содержащее пульт управления, шифратор, генератор импульсов, распределитель импульсов с переменной структурой, блок реле времени и дешифратор ill , Однако такое устройство обеспечивает управление процессом распределения материала по жесткой временной программе без обратной связи, а это не позволяет достигнуть требуемой точности распределения материаль ного потока, особенно если аппараты имеют разную производительность Наиболее близким по технической сущности к .предлагаемому является ус ройство для дозирования материала в аппараты (загружаемые с одного транспортера), содержащее датчики производительности аппаратов, подключенные через вычислительный блок к системе стабилизации расхода материала на входе аппаратов, включающей датчик расхода материала, последовательно соединенные шифратор, распределитель импульсов с переменной структурой, связанный с генератором импульсов с регулируемой частотой, дешифратор, пульт управления, подсоединенные к шифратору, и исполнительные механизмы, подключенные к дешифратору 2. РСроме того, устройство содержит блок управления сигналами генератора импульсов, которые корректируются сигналами с датчиков производительности аппаратов. Это повышает точность распределения материального потока, однако не обеспечивает заданную стабильность работы аппаратов в случае, когда количество работающих аппаратов и их порядок по ходу транспортера являются переменными, например когда работает первый и второй или первый и второй и третий аппараты. Указанный недостаток объясняется тем, что коррекция сигналов генератора импульсов сигналами с датчиков произвадительности аппаратов ведется с постоянным коэффициентом передачи, который не может обеспечивать заданный уровень колебаний переменной части запаса в аппаратах. обусловленной периодичностью загрузки, когда система.транспортер-группа аппаратов имеет переменную структуру. Цель изобретения - повышение точности работы устройства. Поставленная цель достигается тем )ЧТо устройство, содержащее регулятор выход которсэго связан с исполнительным механизмом транспортера, один вход - с датчиком расхода, а другой вход через вычислительный блок - с вьлходами датчиков производительности аппаратов, распределитель импульсов, первые входы которого подключены к выходам шифратора, второй вход - к выходу генератора импульсов, а выходы через первый дешифратор - к испол нительным механизмам аппаратов, блок управления, выходы которого связаны соответственно с входом шифратора и другим входом первого дешифратора, содержит ключи, блок деления, задатчик и последовательно соединенные второй дешифратор, коммутатор и блок умножения, причем один вход каждого ключа подсоединен к выходу соответствующего датчика производительности аппарата, другой вход - к соответствующему выходу первого дешифратора выход датчика расхода связан с одним входом блока деления, другой вход ко торого подключен к выходам ключей, а выход - к другому входу блока умноже ния , выход которого соединен со входом генератора импульсов, выходы задатчика подключены к другому входу коммутатора, а вход второго дешифратора соединен с соответствуняцим выхо дом блока управления. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчики 1 про изводительности аппаратов, вычислительный блок 2, блок 3 стабилизации расхода материала на входе аппаратов, включающий датчики 4 расходов материала, регулятор 5 и исполнительный механизм транспортера 6, шиф ратор 7, распределитель 8 импульсов с переменной структурой, генератор 9 импульсов с регулируемой частотой, дешифратор 10, блок 11 управления, исполнительные механизмы 12 аппаратов, дешифратор 13, кo /Iмyтaтop 14, Зсщатчик 15, блок 16 деления, блок 17 умножения, ключи 18. Для загрузки аппаратов 19 (в данном а|ауча е три: 19 , 19 и 195) вход ной поток материала через бункер-питатель 20 поступает на распределительный транспортер 21. Загрузка осу ществляется путем поочередного опускания исполнительных механизмов 12 (например плужковых сбрасывателей) и выдержки их в опущенном состоянии в течение времени Vj После загрузки по ходу транспортера работаквдего аппарата цикл повторяется с периодом- Т. При этом устройство обеспечивает работу исполнительных механизмов следунядим образом. В зависимости от того, какие аппараты в данное .время работают, наприер 19.,, 19 и 19.J или 19 и 19, оператор набирает на блоке 11 управления код варианта включения аппаратов. Сигнал с блока управления поступает на входы шифратора 7, который, в зависимости от числа входов п (работающих аппаратов), записанных сигналами, вырабатывает сигнал на соответствующем п-ом выходе. Например, если работают два аппарата, появляется сигнал на втором выходе шифратора 7 , а если работают три аппарата - на треть ем по выходе 7., Сигнал с выхода шифратора поступает на вход распределителя 8 импульсов, меняет его структуру и определяет тем самым величину кольца. На выходах распределителя 8 под действием сигналов от генератора 9 импульсов появляются поочередно сигналы 8, 8л и 83 или 8 и 8, длительность которых, т.е. продолжительтность загрузки работающего аппарата t: f задается частотой генератора 9. Выходной сигнал с распределителя 8 через дешифратор 10 поступает на исполнительные механиз№л 12 и 12/, или 12.., и 12- соответственно .коду включения, обеспечивая загрузку материала в аппараты. | Ключи 18 управляются сигналами с выхода дешифратора 10 и замыкают периодически соответственно коду включения аппаратов выходы датчиков 1, по которым передаются сигналы (3 , пропорциональные производительности аппарато.в, на один из входов блока 16 деления. На другой вход этого блока подается сигнал . Q с датчиков 4 расхода материала на транспортер. Сигнал, пропорциональный частному от деления Gj/G, с выхода блока 16 деления поступает на один из входов блока 17 умножения. На другой вход блока умножения через коммутатора 14 проходит сигнал г с одного из выходов задатчика 15, управляемого сигналами дешифратора 13 в зависимости от комбинации сигналов (кода включения аппаратов) с блока 11 управления. С выхода блока умножения сигнал поступает на вход генератора 9 импульсов, задавая длительность импульсов Cj в соответствии с величиной T,-Q,j/G. При настройке задатчика величина TY выбирается из соотношения . amin t-i/ где иt - продолжительность хода транспортера от первого до последнего работающего аппарата; промежуток времени, в течение которого переменная часть запаса aW-j, обусловленная периодичностью загрузки, меняется на заданную величину в самом высокопроизводительном аппарате 19 . Выбор периода осуществляется заранее для каждого варианта включения аппаратов, исходя из конкретных значений и л и полученные m значений величины Т устанавливаются на m уровнях задатчика, адреса которых соответствуют коду включения аппаратов. Если входной поток материсша не равен суммарному расходу материала из аппаратов, вычислительный блок 2 формирует сигнал блоку 3 на изменени подачи материала на транспортер. Возможность достижения цели изоб ретения можно показать следукяцим ра четом. В процессе периодической загрузк в каждом из j аппаратов 19 создает ся переменная часть запаса материгш Д W,j- за счет того, что при опущенно исполнительном механизме запас возрастает, а в момент подъема исполни тельного механизма он начинает убывать со скоростью, пропорциональной GI,,-, Для сохранения материгшьного бал са, т.е. запаса материала в j -ом а парате, равном заданному, необходимо, чтобы переменная часть запаса uWj (gV-Gj )-1; (1) созданная за промежуток времени У , к началу нового цикла загрузки становилась равной нулю. Здесь g - вес мат ериала на погонном метре ленты транспортера, V - скорость транспор тера. Отсюда получаем соотношения (V-Gj)C,j-Qj(T-ti)(; ЕСЛИ положить AWj Д зТ|01Д учитывая (1) будем иметь %aA(-S-)) ЛзА. Cil .efCbGj v; J В 1)авой части равенства (2) выра жение имеет физический смысл промежу ка времени, в течение которого запас загружаемого материала изменяется в d-oM аппарате на заданную величину, . Обозначим этот промежуток времени через . Переменную часть запаса &V/,j целесообразно ограничить требованием ,- ,Wjjc,) Кроме того, имеем AW,) (4) Из (3) и (4) получаем Д ЗЗоих (g) UjCJ-GjKfV) Тогда можно записать ;Tiuti.j - (fo) Если значение измерить для каждого из аппаратов, то получится, например , ряд ut, при , а соотношение (6) будет удовлетворяться для всех аппаратов при /Yiu-bn С изменением производительности аппаратов Gj может оказаться At-ji j.At Д ,. Тогда, чтобы сохранить соотношение (б) следует выбрать период включения исполнительных механизмов из условия ,Т$ Ut2i В общем виде условие выбора периода включения исполнительных механизмов 12, обеспечивающее сохранение материального баланса всех аппаратов, можно записать . fcaminВыражение (7) не учитывает особенность загрузки ряда аппаратов с одного, транспортера. Из уравнения материального баланса транспортера загрузки следует, что T, где Т,, --время однократной загрузки аппаратов; j 1, 2 , . .. п an - число загруженных аппаратов j Р расстояние между аппаратами J-1 и j . Уравнение (8) показывает, что время однократной загрузки аппаратов .равно сумме промежутков времени, в течение которого плужк овые сбрасыватели опущены (т.е. происходит загрузка аппаратов)j и сумме времени хода транспортера от предьадущего к последующему аппарату, в течение которых материал транспортируется от предьвдущего к последующему аппарату. При переходе от загрузки последнего аппарата к первому, т.е. в (K+l) цикле загрузки, на транспортере остается материал, который должен быть загружен в аппараты в продолжающемся цикле. Для организации циклической загрузки, а не одноразовой, необходимо, чтобы. в протийном случае материала, оставшегося на транспортере, не хватит для загрузки аппаратов в к-ом цикле. Первую часть неравенства (9) можно записать t + ir,j+...,} Т . В правой части неравенства (9) стоит выражение, которое равно времени хода транспорте15а от первого до последнего загружаемого аппарата.: Обозначим его через Л tj, тогда выражение (9) перепишется Т:9д-1. (-fO) Из (7) и (10) следует At. (; , Если период работы исполнительных механизмов 12 установить в пределах, «как это дается выражением (11), обес печивается сохранение материального баланса каждого аппарата при циклической загрузке аппарата, ограничено число вариантов включения их в работу и число комбинаций величин dt/jn,,n и at-,. Поэтому всегда имеется возможность определить значениеf , соответствующее т-му коду включения ап паратов, например, если работают апп раты 19 И 19 , T,( Если работают аппараты 19,j и 19з , Для сохранения общего материально го баланса необходимо следующее усло вие j-V i:iQj Q (fa) Из (1) и (2) получаем соотнсжаение TQ./Q («) Таким образом, предлагаемое устройство реализует условия (11) и (13 обеспечивая, по сравнению с известны устройством, уменьшение колебаний за паса материала в аппаратах и повышение стабильности работы аппаратов при переменной их производительности и различном коде включения. Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства может быть получен за счет стабилизации режима обработки материала, например температурного режима, поскольку колебания материала в аппаратах является фактором, влияющим на процесс теплообмена. Формула изобретения Устройство для дозирования материала в аппараты, содержащее регулятор, выход которого связан с исполнительным механизмом транспортера, один вход - с датчиком расхода, а другой вход через вычислительный блок - с выходами датчиков производительности аппаратов, распределитель импульсов, первые входы которого подключены к выходам шифратора, второй вход - к выходу генератора импульсов, а выходы через первый дешифратор - к исполнительным механизмам аппаратов, блок управления, выходы которого связаны соответственно с входом шифратора и другим входом первого дешифратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит ключи, блок деле.ния, задатчик И последовательно соединенные второй дешифратор, коммутатор и блок умножения, причем один вход каждого ключа подсоединен к выходу соответствунвдего датчика производительности аппарата, другой вход - к соответствукяцему выходу первого дешифратора, выход датчика расхода связан с одним входом блока деления, другой вход которого подключен к выходам ключей, а выход - к другому входу блока умножения, выход которого соединен со входом генератора импульсов, выходы задатчика подключены к другому входу коммутатора, а вход Bjoporo дешифратора соединен с соответствующим выходом блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 394986, кл. G 06 F 9/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 539298, кл. G 05 В 21/00, 1979 (прототип).

%: : %:%::

гГ

D