Устройство автоматического управления процессом обогащения Советский патент 1982 года по МПК B03B13/00 

Изобретение относится к обогатитель-; ной технике и может быть использовано при автоматизации процессов отсадки, фпо тации, тяжелосредних установок, дозирования сыпучих материалов и других на обогатительных фабриках

Известно устройства автоматического регулирования процесса отсадки, включающее сумматор и регулятор с исполнительным механизмом Г11.

Известно также устройство автоматического управления процессом обогащения, включающее датчик технологического параметра, задатчик, сумматор, регулятор и исполнительный механизм ST.

Недостатком таких устройств является низкое качество автоматического управления, обусловленное значительной величиной транспортного запаздывания, которое зависит от производительности по поступающему на обогащс Гг е сырью, интенсивности разгрузки и мест установки датчиков регулируемых параметров.

Транспортное запаздывание, обусловленное установкой датчиков измеряемого параметра, может быть максимально сокращено путем приближения указанных датчиков к разгрузочным устройствам обогатительных аппаратов. Запаздывание, которое обусловлено изменением интенсивности управляющего воздействия компенсируется стабилизацией соответствующего параметра (плотности, высоты постели и т. д.). Запаздывание, обусловленное боль щими емкостями аппаратов или особенностями технологии обогащения, принципиально не устранимо. Это не позволяет обеспечить высокое качество автоматического управления контролируемого параметра процесса.

Объекты 1 управления в обогащении обычно представляют собой емкости, где происходит разделение на полоэ 1ый продукт и отходы, и описывак тся, как правило, апириодическим звеном перг.ого порядка, с чистым запаздрлваииом пор -иачочная функция которого имеет следующий вид v,- (р)г Jili- (-/) Р где K-f - коэффициент передачи; Т - постоянная времени; Р - оператор Лапласа; - время чистого транспортного запаздывания. Исполнительный механизм 2 независимо от его физического воплощения описы вается интегрирующим звеном первого по рядка с передаточной функцией W(P)-;(1), где 7д - постоянная времени. Датчик 4 регулируемого параметра . (плотномер, датчик уров{1я и т. п.) представляет собой в при&пижении усилительное звено: W4{P)--K4 (Ъ) Таким образом, передаточная функция объекта управления с учетом исполнитель ного механизма и датчика регулируемого параметра представляет собой произведение (1... 3). ° -1да Величина транспортного запаздывания объектов обогатительной технологии, особенпо по каналу вход-качество концентрата, в отличие от большинства других объектов значительно превосходит постоянную времени объекта, т.е. Целью изобретения является пов1лшение точности автоматического управления процессами за счет компенсации транспор ного запаздывания. Цель достигается тем, что устройство . снабжено датчиком производительности, блоком дифференцирования, элементом задерлчк, дополнительным сул-пиатором, интегратором, ыход которого соединен с сумматором, а вход - с выходом дополнительного сумматора, первый вход кото рого соединен с блоком дифференцирования, а Второй - с элементом задержки, к первому входу которого подключен дат чик производительности, а выход регулятора подключен ко второму входу элемен та aдopжки и блоку дифференцирования. Компенсация транспортного запаздытшния 3f y}x-KTUTUio осущесттлпяется npi; вво 9 73 де дифференциатора, элемента задержки, интегратора и дополнительного сумматора, соединенных с другими блоками. Покажем, что действительно это так. Передаточная функция дифференциатора 5 5СР)--К5Р (5; Элемента задержки 8 Wg(p)-Kg (6; где TJf - время задержки сигнала. Интегрирование обычно осуществляется с погрешностью. В данном случае это обстоятельство можно обратить на пользу, если постоянную времени апериодической составляющей выбрать равной постоянной В1)емени объекта. Передаточная функция ре.эльного интегратора ( W где К-у коэффициент передачи; Т-7 - постоянная времени апериодической состатэтяюшей. Тогда на выходе дополнительного сумматора передаточная функция равна алгебраической сумме передаточных функций дифференциатора и элемента задержки WglP -Kgp-Kge- (g; На выходе интегратора 7 сигнал определяется произведением передаточных функций w; (Р) - w (Р) W, (р; - Наконец, на выходе основного сумматора 10 сигнал определяется суммой передаточных функций объекта управления (4) и (9) w(P)--w,((p;-.;;y;y;. , (КбР-К8Г Р)К7 РСТтР -О Если выбратьТ-, выражение принимает следующий вид: ,.К,(К5Р-КеЕ-- РЗК7Та . . %о(}Т РСТР- -) Открывая скобки и выбирая время задержки, получают v/ . ..,)С4-1 тКвТа)е (TPtl) Откуда следует, что при выборе параметров элемонтов, обеспечивающих О, транспортное запаздывание компенсируется и передаточная функция (12) получает следующий вид: )lj tr,-. . ур+ Последнее выражение представляет со бой передаточную функцию скорректирован кого указанным способом объекта управления. Абсолютную устойчивость такого объекта гарантирует даже простейший Прегулятор, выпускаемый серийно в системе ГСП. Качество работы предлагаемого устро ства хорошее, однако.оно имеет тенденцию к ухудшению, если 7г iT- Это обуслов лено изменяющимися параметрами объекта управления в зависимости от объемной производительности .обогатительного аппа рата. Время транспортного запаздывания собственно аппарата варьирует обратно пропорционально производительности. На чертеже изображена схема устройства. Устройство содержит объект 1 управления, исполнительный механизм 2, датчик 3производительности, датчик 4 регулируемого параметра, дифференциатор 5, до полнительный сумматор 6, интегратор 7, элемент 8 задержки сигнала, регулятор 9 параметра, основной сумматор Ю и зада тчик 11. Устройство работает следующим образом. Значение регулируемого параметра (плотности суспензии зольности концентрата, высоты породной постели отсадочной, машины и т.д.) на выходе обогатительного аппарата измеряется датчиком 4этого параметра. Сигнал от этого датчика сравнивается с сигналом задатчика в сумматоре 1О и сигнал рассогласования поступает на вход регулятора 9, который в соответствии с законом его.функ ционирования управляет механизмом 2, воздействующим на объект 1. С выхода регулятора 9 сигнал поступает на входы дифференциатора 5 и элемента 8. Последний выдает сигнал, который вычитает из сигнала дифференциатора 5 в сумматоре 6. .Полученный сигнал поступает на интегратор 7, а с последнего - на вход сумматора 10, где сигнал складывается с .сигналом от датчика 4. Таким образом, в суммагоро It) обеспечивается стыковка предыстори1 состояния регу1 руомого параметра и ть-кушого его значения, т.е. на ход регулятора О подается сигнал управления, учитывающий состояние регулируемого параметра в данный момент и в течение времени транспортного запаздывания. Изменение производительности по исходному сырью ведет к изменению времени транспортного запаздывания. Компенсация указанных изменений обеспечивается сигналом от датчика 3, корректирующим в обратной пропорции времени за- i держки сигналов в элементе 8. Использование предлагаемого устройства в автоматических системах управления с. транспортным запаздыванием, например, процессами обогащения позволит существенно снизить дисперсию регулируемых параметров, что позволит уменьщить потери полезных компонентов с отходами обогащения на 0,3-0,5%. Формула изобретения Устройство автоматического управления процессом обогащения, включающее датчик технологического параметра, задатчик, сумматор, регулятор с исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления за счет компенсации транспортного запаздывания процесса, оно снабжено датчиком производительности, блоком дифференцирования, элементом задержки, дополнительным сумматором, интегратором, выход которого соединен с сумматором, а вход - с выходом дополнительного сумматора, первый вход которого соединен с блоком дифференцирования, а второй - с элементом задержки, к первому входу элемента задержки подключен датчик производительности, а выход регулятора подключен ко второму входу элемента задержки и блоку дифференцирования. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Синепольский В. С., Сердюк Н. С. Принципы комплексной автоматизации процесса отсадки, М., ЦИНЭуголь, № 8, 1974. 2.Авторское свидетельство СССГ№ 467766, кл. В 03 В 5/30, 1072 (прототип).