Система автоматического управления процессом приготовления смеси

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликло делам изобретений и открытий(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ1Изобретение относится к системам автоматического управления процессом приготовления смеси и может быть использовано в промышленности строительных материалов в черной металлургии и других отраслях производства.Известна система автоматического регулирования процесса приготовления смеси, включающая датчик состава приготавливаемой смеси, задатчик состава смеси, подключенный к управляющему блоку, выход которого подключен к автоматическим дозаторам исходных компонентов 1.Недостатком данной системы является то, что в ней отсутствует явный учет динамических характеристик (запаздывание и инерционность) объекта управления, в результате чего не оказывается возможным достичь желаемого качества регулирования, что, как следствие, приводит к ухудшению качества приготавливаемой смеси.Наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является система автоматического управления процессом приготовления смеси, содержащая задатчик дозирования, датчик расхода исходных компонентов,датчик измерения состава смеси, задатчик состава смеси, сумматор, первый вычислительный блок и блок управления 2).Недостатком предлагаемой системы является то, что несмотря на учет динамических характеристик объекта управления путем использования его модели, система не позволяет компенсировать запаздывание в технологических трактах и измерительной цепи по каналам управляющие воздействия -овыходные переменные. В результате, при значительной величине чистого запаздывания снижается качество регулирования, что приводит к ухудшению качества смеси. Кроме того, регулирование состава смеси непосредственно по показателям датчиков не всег 15 да удовлетворяет нуждам производства ибо,чаще всего качество смеси оценивается обобшенными показателями, являюшимися нелинейными функциями исходного химическогосостава.20Цель изобретения - повышение качества приготовления смеси.Это достигается тем, что система автоматического управления процессом приготовления смеси, содержащая задатчик дозирования, датчик расхода исходных компо 90475910 1520 15 30 35 40 45 50 55 центов, датчик измерения состава смеси, задатчик состава смеси, сумматор, первый вычислительный блок и блок управления, снабжена вторым вычислительным б.(окОм и тремя нелинейными блоками, причм датчик расхода исходных компонентов подключен ко входам вычислительных блоков, выход первого вычислительного блока через первый нелинейный блок подключен к первому входу сумматора, выход второго вычислительного блока через второй нелинейный блок подключен ко второму входу сумматора, третий вход которого соединен с задатчиком состава смеси, четвертый вход сумматора через третий нелинейный блок соединен с датчиком измерения состава смеси, а выход сумматора через блок управления соединен с задатчиком дозатора.На чертеже представлена функциональная схема системы управления.Система содержит автоматические доза- торы 1 исходных компонентов, подающие материалы в смесеприготовительный агрегат 2, датчики 3 расхода исходных компонентов, датчики измерения состава приготавливаемой смеси 4, вычислительный блок 5, реализующий модель продвижения материалов по технологическим трактам и процесс смешивания, вычислительный блок 6, реализую(ций модель продвижения материалов по технологическим трактам и процесс смешивания без учета запаздывания смегеприготовительного агрегата, нелинейные блоки 7 - 9 расчета характеристик качества смеси, задатчик 10 характеристик качества смеси, сумматор 11, блок управления 12, задятчики дозирующих устройств 13.Система работает следу(ощим образом Датчиками 3 измеряется расход исход ных компонентов, поступающих в смесеприготовительный агрегат 2. Полученная информация о расходах поступает в вычислительные блоки 5 и 6, имитирующие прохождение материала по трактам смесеприготовительного агрегата и процесс смешивания, соответственно, с учетом и без учета чистого запаздывания смесеприготовительного агрегата. Выходами блоков 5 и 6 являются модельные значения химического состава приготавливаемой смеси, которые в нелинейных блоках 7 и 8, соответственно, пересчитываются в значения обобщенных характеристик качества смеси. В цементной промышленности таковыми, например, являются коэффициент насыщения, силикатный и глиноземный модули, для расчета которых используется информация о содержании СаО, 310, Ге О, и А 1 О, в смеси. Датчиками 4 измеряется и анализируется состав приготавливаемой смеси, который в нелинейном блоке 9, функционирующем аналогично блокам 7 и 8 пересчитывается в обобщенные характеристики качества смеси. В сумматоре 11 осуществляется алгебраическое суммироВание Выходов не,и,(е.ьх б.оков; заданных значений харякт 1 ри гик качества смеси. поступающих от зя,1 я(чика 1 с учетом зна. ков, указанных на е, 11 "с. Управляющий блок 12 на основании информации, поступающей с сумматора 11, вырабатывает задание (а соотношение дозируемых компонентов, передавая их, как управляющие сигналы, задатчикам 13 автоматических дозаторов 1.Блок управления2 чаще всего представляет собой набор ре(уля(оров, реализуюцих один из стандартных законов регулирования (П, И, ПИ или ПИД) и реле соотношений, позволяющее распределять нагрузку между автоматическими дозаторами 1 в соответствии с выполнением балансового условия 8 ф, =1, где (, ., иф(соотноц(енйя исходных компонентов, числс) которых равно и. При этомс Ссбщ -- , С, С; расход 1-го исходного компонента.Если объект 2 может оыть аппроксимирован дифференциальным уравнением первого порядка с запаздывающим аргументом, что основное вычислительное устройство 5 выполняется в виде последовательного соединения блока задержки и инерционного звена 1-го порядка по каждом ис ходному компоненту с последующим смешиванием по формулеХ)(о(.+Х(а 4 +Х А ХХа( Х 2 г(+" ф ХЯ 1 й =Х (1)хам+ + хгвхс 4 фхпд и Ь Г.1 с Х 1, Х 2, Х (и процен Гньс содержания ко(ионентов сосз авя И 1)иготявливяемой сме," среди.е зцяче 1 и О 1 ц Г 1со держанияго композ, . -, . :;и исходном материале, посг павшем ня до :(ированис 1=-1, 2,и) ) - , 2, и. Апнярятурня 51 реализация Вь(исд.и 1,) В соответствии с (1) Осх:.це. В)(яет,,(утем использования потенциоме"ри (ес ки:. .1)( фср)олин 1 миф 1 Рских.Р ГАпярятурн 1(я гя )(Ис(Ог: и(", О.:с)(х звеня первого порядка ле(к. (ож т Оьпь выполнена с использованием срц),.)з яцяло говой техники (ЙС цепочки (еря,ионныеусилители и т.д.).В отличие от блока 5, вычисли(е,.ьный блок 6 не содержит блокон зде 1)кки.Если параметры блока задержки и инерционного звена выбраны (1:;вильно, то ял гебраи (еское суммирование в сумматоре 11 позволяет компенсировать запаздывание объекта по каналам управ. (ения, что дает возможность эффективно бороться спомехами, обусловленными ошибками дозирования и колебаниями влажности дозируемых компонентов. Это достигается за счет того, что выход блока 9 компенсируется выходом блока 7 и на вход блока управления 12 без запаздывания поступает си 1 нал разницы выхода блока 8 и задания 10, дополненный904759 Формула изобретения Составитель Ю. Капланский Редактор А. Гулько Техред А. Бойкас Корректор М. Шарошн Заказ 200/12 Тираж 620 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4невязкой модели (выход блока 7) и объекта (выход блока 9) обусловленной действиемнеконтролируемых помех. Система автоматического управления прс- цессом приготовления смеси, содержащая задатчик дозирования, датчик расхода исходных компонентов, датчик измерения состава смеси, задатчик состава смеси, сумматор, первый вычислительный блок и блок управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества приготовления смеси, она снабжена вторым вычислительным блоком и тремя нелинейными блоками, при чем датчик .расхода исходных компонентов подключен ко входам вычислительных блоков, выход первого вычислительного блока через первый нелинейный блок подключен к первому входу сумматора, выход второго вычислительного блока через второй нелинейный блок подключен ко второму входу сумматора, третий вход которого соединен с задатчиком состава смеси, четвертый вход сумматора через третий нелинейный блок соединен с датчиком измерения состава смеси, а выход сумматора через блок управления соединен с задатчиком дозатора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 417149, кл. В 01 Г 15/04.2. Яковис Л. М. Алгоритмы управленияприготовлением смесей заданного составаиз разнородных компонентов на примерецементного производства. - Автоматика встроительстве, ЛДНТП, 1975, с. 53 - 62.