Адаптивный измеритель расхода сыпучих материалов

(19) (И) 00 ЛЬСТВ льюнеоваГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИОПР)ОАНИЕ ИЗОН АВТОР 6 НОМУ (; ВИДЕТЕ(71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический йнститутим. Серго Орджоникидзе и Государственный всесоюзный центральный ордена Тру"дового Красного Знамени научно-исследовательский институт комплексной автоматизации(56) 1. Видинеев Ю.Д. Дозаторынепрерывного действия. М., "Энергия",1978, с.117-119, 166.2, Авторское свидетельство СССРР 678321, кл. Э 01 (Э 11/14, 1977(54)(57) АДАПТИВИЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ РАСХОДА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, включающийленточный транспортер, датчик скорости транспортера, датчик массыматериала на транспортере, пропорционально-интегральный блок и последовательно соединенные задатчик ипервый блок сравнения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цеповышения точности измерения, вго дополнительно введены послед.тельно соединенные первый Фильтр низкой частоты и масштабирующий блок, последовательно соединенные второй блок сравнения и второй фильтр низкой частоты, последовательно соединенные третий фильтр низкой частоты, блок деления и сумматор, модель ленточного транспортера, включающая последовательно соединенные интегратор,. блок задержки и третий блок сравнения, причем выход датчика скорости транспортера соединен с входом первого Фильтра низкой частоты, выход датчика массы материала на транспортере соединен с входами второго блока сравнения и третьего фильтра низкой частоты, выход масштабируюшегоа блока соединен с другим входом первого блока сравнения, выход которого Цф соединен с другим входом блока деле- рею ния и с дополнительным входом блокаЪеве задержки, выход интегратора соединен с другим входом третьего блбка срав- е нения, выход которого соединен с другим входОм второго блока сравнения, вьжод второго Фильтра низкой частоты соединен через пропорционально-интегральный блок с другим входом сумматора, выход которого соединен с входом интегратора.Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано при построении систем автоматического дозирования непрерывного действия для сыпучих материалов, например шихтоных материалов агломерационных процессов,Известны измерители расхода сыпучих материалов 1), содержащие последонательно соединенные ленточный транспортер, датчик массы ма О ,териала на ленточном транспортере и блок умножения.. Передаточная Функция ленточного транспортера имеет нидгдеГ= -- вемя нахождения Материа 1ла на ленточном транспорте.ре. 2 О- длина воспринимающей частитранспортера,- средняя скорость движесрния материала.Недостаток указанных измерителейнизкая точность измерения, обусловленная тем, что измеряется не мгновенное значение расхода матерЬла,поступающего на ленточный транспор"тер, а усредненное значение расходана интервале времени, равном времени перемещения материала ленточнымтранспортером. Кроме того, расходматериала и масса находящегося наленточном транспортере материаласвязаны однозначной занисимостью , З 5при условии постоянства скоростиперемещения транспортера, т.е,М,=сорбОднако в реальных ситуациях всегда.имеются различного рода возмущенияизменение частоты питающей сети 40проскальзывание ленты на барабанахи другие Факторы), за счет которыхотклонения скорости достигают .1-.1,5%.Наиболее близким к предлагаемомуявляется измеритель расхода сыпу.чих материалов )2 , входящий в состав весового дозатора непрерывногодействия. содержащий ленточныйтранспортер, датчик скорости транспортера, датчик массы материала натранспортере блок умножения, к вхо"дам которого подключены выходы датчика скорости транспортера и датчикамассы материала на транспортере,Расход материала в известном измерителе определяется по выражениюО (Ч"гдето(С 1 " расход материала в -ймомент времени,5 Ы)- масса материала, находящегося на транспортере,МН)- скорость транспортера. едостаток известного измерителя расхода сыпучих материалов заключается также н низкой точности измерения вследствие того, что не учитывают,динамические свойства ленточного транспортера, а ограничиваются тОлько его статистической моделью в нице коэФФициента передачи и используют мгновенную скорость транспортераУН),.а не усредненную на интервалеСЦел 1 изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в адаптивном измерителе расхода сыпучих материалов содержащем ленточный транспортер, датчик скорости транспортера, датчик массы материала на транспортере, пропорционально-интегральный блок и последовательно соединенные задатчик и перный блок сравнения, дополнительно введены последовательно соединенные первый Фильтр низкой частоты и масштабирующий блох, последова" тельно соединеннь 1 е второй блок сравнения и второй Фильтр низкой частоты, последовательно соединенные третий Фильтр низкой частоты, блок деления и .сумматор, модель ленточного транспортера, включающая последовательно соединенные интегратор, блок задержки и третий блок сравнения, причем выход датчика скорости транспортера соединен с входом первого Фильтра низкой частоты, выход датчика массы материала на транспортере соединен с входами второго блока сравнения и третьего Фильтра низкой частоты, выход масштабирующего блока соединен с другим входом первого блока сравнения,: выход которого соединен с другим входом блока деления и дополнительным входом блока задержки выход интегратора соединен с другим входом третьего блока, сравнения, выход которого соединен с дру.- гим входом второго блока сравнения, выход второго Фильтра низкой частоты соединен через пропорционально- интегральный блок с другим входом сумматора, выход которого соединен с входом интегратора.На чертеже представлена блоксхема предлагаемого измерителя,Адаптивный измеритель расхода сыпучих материалон содержит ленточный транспортер 1, датчик 2 скорости транспортера, первый Фильтр 3 низкой частоты, масштабирующий блок 4, эадатчик 5, первый блок 6 сравнения, датчик 7 массы материала на транспортере, третий Фильтр Б низкой частоты блок 9 деления, модуль 10 ленточ 1044986ного транспортера, интегратор 11,блок 12 задержки, третий блок 13сравнения, второй блок 14 сравнения,второй Фильтр 15 низкой частоты,пропорционально-интегральный блок16 и сумматор 17. 5Адаптивный измеритель расходасыпучих материалов работает следующим образом.С помощью датчика 2 скороститранспортера, первого фильтра 3 ниэкой частоты, масытабирующего блока4, задатчика 5 и первого блока 6 сравнения определяется время г нахожденияматериала на ленточном транспортере1 по упрощенному выражению 15тС+) ="+КСЬ-К 3(+-)р4)огде Ъ - базовое, например, среднеевремя, нахождения материалана ленточном транспортере;К - пересчетный коэффициентр, - длина ленточного транспортера,Щ - скорость транспортера в те кущий 1-й момент времени.259 - переменная интегрирования.Из выражения 4) видно, что еслирасчетная длина транспортера К 1(6-9)36не равна фактической длине Ь , т.е.время Г нахождения материала натранспортере не равно С),то делаетсякорректировка 0 на величйну, пропорциональную отклонению расчетной величины Ь от фактической.Для упрощения реализации выражение (4) приводится,к эквивалентному) =% кь-к 1 з И-Ыв=ц-ЬН-Мд Во о(5) 40При реализации этого выражениясигнал с выхода датчика 2 скороститранспортера подается на первыйфильтр 3 низкой частоты, представленный, например, последовательным 45соединением блока сравнения, усилителя с насыщением, интегратора, выходкоторого соединен с другим входомблока сравнения и является выходомфильтра низкой частоты,На выходе первого фильтра 3 низкой частоты получается сигнал о величине Г ц :039 который подается навход масштабируюшего блока 4, гдеумножается на коэффициент 1 . Полученный таким образом сигнал поступает 55на вход первого блока 6 сравнения,где иэ него вычитается сигнал о величинЬ, поступающий с задатчика5, Выходной сигнал первого блока 6сравнения о величинеподается 60на входы блока 9 деления и блока 12задержки.Сигнал с выхода датчика 7 массыматериала на транспортере поступаетна вход третьего фильтра 8 низкой час 65 тот;я, где усредняется за интервал времении далее подается на блок 9 деления, в котором делится на сигнал о величинеИ В результате на выходе блока 9 деления получается сигнал о базовом низкочастотном) расходе материалаР -6)йТИ)где 5 Я)- усредненная на интервалевремени Т масса материала на транспортере.С выхода датчика 7 массы материала сигнал поступает также на второй блок 14 сравнения, на второй вход которого подается сигнал с выхода третьего блока 13 сравнения о расчетной массе г,материала, Сигнал о разностиЬЦ Й) =6-6 Ж7)полученной во втором блоке 14,сравнения, идет на второй фильтр 15 низкой частоты предназначенный для подавления высокочастотных помех. Вы ходной сигнал второго фильтра 15 низкой частоты подается на пропорцио" нально-интегральный блок 16 ( ПИ-регулятор), выходной сигнал которого является корректировкой расхода Ьбй) Этот сигнал в сумматоре 17 складывается с сигналом о базовом расходе материала, в результате чего на выходе сумматора 17 получается сигнал о текущем расходе ДЮ материала(8,)Р =и +ЮЮкоторый и является выходным сигналом адаптивного измерителя расхода сыпучих материалов.Выходной сигнал сумматора 17 подается на вход модуля ленточного транспортера, а именно на интегратор 11. Сигнал с выхода интегратора 11 задерживается в блоке 12 на вре- мяТ,1), которое адаптируется, и поступает на вход третьего блока 13 сравнения, где вычитается из выходно го сигнала интегратора 11. Выходной сигнал третьего блока сравнения является выходным сигналом модуля 10 ленточного транспортера 1 и поступает .на вход второго блока сравнения. тем самым получается замкнутый. через модуль 10 ленточного транспортера 1 контур регулирования с йомо(щью которого производится неявное обращение модуля 10, Прямое явное), обращение модели типа Г 1 1 практически не реализуемо, так как содержит дифференциатор, охваченный запаздывающей положительной обратной связью.Составитель В. АндреевЛежнина Техред М.Гергель КорректорО.Билак ак ППП "Патент",фи жгород, ул, Проектна Использование предлагаемого адап" тивного измерителя расхода сыпучих материалов позволит повысить точность измерения за счет того, что иэ" меряются мгновенные, а не усредненные значения расхода материала, посказ 7534/38 Тираж б ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Л, Ратупающего на ленточный транспортер.Экономический эффект от внедрения адаптивного измерителя на агломерационной фабрике составит порядка 30 тыс.руб. в год,3 Подписноомитета СССРоткрытийшская наб д, 4/Б