Устройство автоматического управления процессом обогащения

О П И С А Н И Е1971473ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмхСоцмапмстмческмхРеспублмк(23)Приоритет ао делам нзабретеннй и открытий(72) Авторы изобретения В. А. Улыбин и В, С, Синепольский Ворощиловградский филиал Государственного проектноконструкторского и научно-исследовательского институтапо автоматизации угольной промыщпенности "Гипроуглеавтоматизаиия"(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЮ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБОГАЩЕНИЯ 15 20 Изобретение относится к обогатитель- ной технике и может быть использовано при автоматизации процессов отсадки, фло тации, тяжелосредних установок, дозирования сыпучих материалов и других на обогатительных фабриках.Известно устройства автоматического регулирования процесса отсадки, включающее сумматор и регулятор с исполнитель. ным механизмом 1Известно также устройство автоматического управления процессом обогащения, включающее датчик технологического параметра, задатчик, сумматор, регулятор и иелалнительнмй мехениим 2),Недостатком таких устройств является низкое качество автоматического управления, обусловленное значительной величиной транспортного запаздывания, которое зависит от производительности по поступающему на обогащение 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 шими емкостями аппаратов или особенностями технологии обогащения, принципиально не устранимо, Это не позволяет обеспечить высокое качество автоматического управления контролируемого параметрапроцесса,Объекты 1 управления в обогащении обычно представляют собой емкости, где происходит разделение на полрзиый продукт и отходы, и описываются, как правило, апириодическим звеном первого порядка, с чистым запаздыванием йиедяточ971473 4де дифференциатора, элемента задеркки,интегратора и дополнительного сумматора,соединенных с другими блоками,Покажем, что действительно это так.Передаточная функция дифференциатора 5 ж(Р)=-ТР+ " гдет Р Г- коэффициент передачи;- время чистого транспортногозапаздывания,Исполнительный механизм 2 независимо от его физического воплопения описывается интегрирующим звеном первого порядка с передаточной функцией ф Р) = КР (5) Элемента задержки 8 10 фв(Р) = ККв М где С - время задержки сцгнапа,Интегрирование обычно осуществляется с погрешностью,В данном случае это обстоятельствоможно обратить на пользу, если постоянную времени апериодической составляюшей выбрать равной постоянной времениобъекта, Передаточная функция реального20 интегратора где Т - постоянная времени,Латчик 4 регулируемого параметра (плотномер, датчик уровня и т. и,) представляет собой в приближении усилительное звено". В 7(Р)щ Р (7) К 7Л КЛ 25 Таким образом, передаточная функция объекта управления с учетом исполнительного механизма и датчика регулируемого параметра представляет собой произведе 30 ние (1, 3),ТР(тР+ ) Величина транспортного запаздывания объектов обогатительной технологии, осо- З 5 бенно по каналу "вход-качество концентрата", в отличие от большинства других объектов значительно превосходит постоянную времени объекта, т,е,Ь/1 ,11 елью изобретения является повыше 40 ние точности автоматического управления процессами за счет компенсации транспортного запаздывания.Цель достигается тем, что устройство 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, задержкц, к первому входу которого подключен датчик производительности, а выход регулятора подключен ко второму входу элементд задержки и блоку дифференцирования,1(омпецсацня транспортного запаздывания эффективно осуществляется прц вво 3ная функция которого имеет следуюшийвид где К 7 - коэффициент передачи;Т - постоянная времени апериоци 7ческой составляюшей.Тогда на выходе дополнительного сумматора передаточная функция равна алгебраической сумме передаточных функций дифференциатора и элемента задержки На выходе интегратора 7 сигнал определяется произведением передаточных функцийа (Р)=а (Р)Щ 7(Р)=" Р(9)Наконец, на выходе основного сумматора 10 сигнал определяется суммой передаточных функций объекта управления (4) и (9) К+КЛЕ-Рф (Р) О(Р) 7(Р) р р10 О 7 тц р(Т р(КОР-КВР ) КтР(т, Р ) 1.-сли выбратьТ 7=Т 1=Т выражениепринимает следуюший вцдОткуда следует, что при выборе параметров элементов, обеспечивающих К К 4.-К 1 КдТд = О, транспортное запаздывание компенсируется и передаточная функция (12) получает следующий вид: Ж (Р) (3)"0 7ТР+ 1Последнее выражение представляет собой передаточную функцию скорректирован 10ного указанным способом объекта управления. Абсолютную устойчивость такогообъекта гарантирует даже простейший Прегулятор, выпускаемый серийно в системе ГСП. 15Качество работы предлагаемого устройства хорошее, однако оно имеет тенденцию к ухудшению, если Х Г.Зто обусловлено изменяющимися параметрами объекта управления в зависимости от объемной 20производительности обогатительного аппарата, Время транспортного запаздываниясобственно аппарата варьирует обратнопропорционально производительности.На чертеже изображена схема устрой-ства,Устройство содержит объект 1 управления, исполнительный механизм 2, датчик3 производительности, датчик 4 регули -руемого параметра, дифференциатор 5, до-З 0полнительный сумматор 6, интегратор 7,элемент 8 задержки сигнала, регулятор 9параметра, основной сумматор 10 и задатчик 11.Устройство работает следующим об- Ззразом.Значение регулируемого параметра(плотности суспензии зольности концентрата, высоты породной постели отсадочной машины и т.д.) на выходе обогатительного аппарата измеряется датчиком4 этого параметра. Сигнал от этого дат -чика сравнивается с сигналом задатчикав сумматоре 10 и сигнал рассогласования поступает на вход регулятор 9, который в соответствии с законом его функционирования 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 сигналпоступает на интегратор 7, а с последнего - на вход сумматора 10, где сигналЫскладывается с сигналом от датчика 4,Таким образом, в сумматоре 10 об.спечиваетсч "стыковка" предыстории состояния регулируемого параметра и текущегоего значения, т,е. на ход регулятора 0подается сигнал управления, учитывающийсостояние 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 задержки сигналов в элементе 8,Использование предлагаемого устройства в автоматических системах управления с. транспортным запаздыванием, например, процессами обогащения позволитсущественно снизить дисперсию регулируемых параметров, что позволит уменьщитьпотери полезных компонентов с отходамиобогащения на 03-05%,формула изобретенияУс трой ство ав тома тического управления процессом обогащения, включающеедатчик технологического параметра, задатчик, сумматор, регулятор с исполнительным механизмом, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения точности управления за счет компенсациитранспортного запаздывания процесса,оно снабжено датчиком производительности, блоком дифференцирования, элементомзадержки, дополнительным сумматором,интегратором, выход которого соединенс 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 экспертизе1, Синепольский В, С Сердюк Н. С,Принципы комплексной автоматизации процесса отсадки, М"ЦИНЭуголь, М 8,1974,2. Авторское свидетельство СССРМ 467766 кл, В 03 В 5/30, 1972акаренко е ак по делам изобрет 13035, Москва, Жалкал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аэ 8796/18 Тираж 594 ВНИИПИ Государстве Подписноного комитета СССРний и открытий