Устройство для управления загрузкой бункеров

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1738744 льГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уральский филиал Всесоюзного тетехнического научно-исследовательсинститута им. Ф.З,Дзержинского(56) Авторское свидетельство СССРМз 315672, кл, В 65 6 65/30, 1967. Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано с уст 1 ойствах автоматической загрузки бункеров и подобных емкостей сыпучим материалом, например углем,Известно устройство для автоматической загрузки бункеров топливом, содержащее датчики, установленные в бункерах и подключенные соответственно к сигнализаторам нижнего уровня, верхнего уровня. и переполнения бункеров сигнальными лампами, логические элементы И, соединенные через элементы ИЛИ с кольцевым коммутатором, выход которого подключен к сумматору и через соответствующие элементы И, ИЛИ, И - к выходному блоку с сигнальными лампами, управляющему исполнительным механизмом, реле времени, соединенное с генератором тактовых импульсов, с сумматором и через элементы ИЛИ, И с коммутатором, блок сбросного бункера для поочередного опускания плужковых сбрасывателей с последнего по первый бункер(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАГРУЗКОЙ БУНКЕРОВ(57) Использование: в теплоэнергетической, горно-рудной и металлургической отраслях. Сущность: датчики перемещения в устройстве закреплены с наружной стороны бункера. Датчики являются составной частью схемы управления, включающей элемент ЗАПРЕТ, позволяющий на заданный промежуток времени отключать загрузку одного из бункеров от воздействия датчиков других бункеров, а блок задания максимальной загрузки позволяет и редотвратить переполнение бункера. 1 ил,при переполнении их топливом, логический элемент ИЛИ - НЕ, блокирующий выходы сигнализаторов верхних уровней для поочередного заполнения аварийных бункеров с нижним уровнем, блок дистанционного управления для изменения технологического процесса со щита управления и блок выбора конечного бункера.Известно также устройство для управления процессом загрузки расходных емкостей, содержащее датчики верхних уровней материала, подключенные к блоку управления транспортирующими механизмами, который соединен с блоком переключения, блок управления механизмами загрузки, входы которого подключены к выходам элементов совпадения, программное реле времени, датчики уровня материала. блок опроса, выходы которого подключены к одним из входов элементов совпадения, другие входы которых соединены с выходами датчиков уровня материала, входы которых подключены к выходу программного реле времени, 1738744соединенного с блоком управления меха- ние, Другим недостатком йзвестного устнизмами загрузки и переключения, выход ройства является отсутствие защиты от пекоторого подключен к входу блока опроса. реполнения бункеров, что приводит кНедостатками этих устройств являются необходимости останова ленточного конограниченные функциональные возможно вейера под нагрузкой при переполнениисти, обусловленные использованием датчи- какого-либо бункера, В соответствии с Праков уровня, которые характеризуют только вилами технической эксплуатации электривысоту слоя материала в бункере в опреде- ческих станций и сетей, остановка подленном его месте, чаще всего над выходным нагрузкой ленточных конвейеров разрешаотверстием. Полученную первичную инфор ется только в аварийных случаях. Опытмацию о значении уровня в бункере невоз- показывает, что часто конвейеры не запуможно одновременно использовать в скаются, если они были остановлены поддругих устройствах и системах регулирова- нагрузкой, Топливоподачи на таких электрония, например в системах учета количества станциях вынуждены работать не на полнуюматериала, хранящегося в бункерах, что 15 (расчетную) производительность, значиприводит к необходимости оснащать бунке- тельно перерасходуя электроэнергию нара дополнительными датчиками, усложняю- собственные нужды. В случае запуска конщими устройства, и в условиях дефицита вейеров приходится выполнять трудоемкуютрудовых ресурсов практически исключает . операцию по их частичной разгрузке вручих постоянную эксплуатацию, 20 ную,Наиболее близким по технической сущ- Целью изобретения является расширености и достигаемому результату является ние функциональных возможностей устройустройство для автоматического заполне- ства.-сия бункеров, реализующее способ автома- Поставленная цель достигается тем, чтотич"-.ского заполнения бункеров сыпучим 25 устройство для управления загрузкой бунматериалом, Устройство содержит уровне- керов, содержащее датчики наличия матемеры датчики наличия материала), установ- риала, усилители мощности, подключенныеленные на каждом бункере, блок выбора к исполнительным механизмам соответстминимального уровня, блок сравнения, пус- вующих разгрузочных плужков, и блок.опрековое устройство. Блок выбора минималь деления минимального уровня, снабженоного уровня определяет бункер с самым для каждого бункера соответствующиминизким уровнем материала и выдает сигнал элементами ИМПЛИКАЦИЯ, КЛЮЧ, ЗАв пусковое устройство на начало загрузки. ПРЕТ, блоками определения максимальнойКогда бункер заполнится настолько, что загрузки и общими для всех бункеров логиуровень в нем станет на заданную величину 35 ческим элементом ИЛИ и реле времени, свябольше величины уровня в любом другом занного по входу с выходом логического. бункере, имеющем минимальный.уровень, элемента ИЛИ и по выходу с первыми вхото блок сравнения уровней выдает сигнал дами логических элементов ИМПЛИКАЦИЯ,на прекращение загрузки затем заполняет- . а датчики наличия материала в соответствуся следующий бункер с минимальным уров ющих бункерах соединены с блоками опренем и т.дпока не загрузятся все бункера, деления максимальной загрузки и первымиНедостатками устройства, реализую- входами ключей, к второму входу которыхщего способ, являются ограниченные функ- подключены выходы соответствующих элециональные возможности, что обусловлено ментов ИМПЛИКАЦИЯ, причем выход кажиспользованием. датчиков уровней, контро дога блока определения максимальнойпирующих высоту столба материала в бунке- загрузки связан с первым входом соответстре.е. Чувствительные элементы таких вующего логического элемента ЗАПРЕТ,датчиков вводят в бункер, в связи с.чем на второй вход последнегоподключен квыходуних оказывается непосредственное воздей- блока определения минимального уровня, аствие со стороны контролируемого сыпуче выход его одновременно соединен с входаго материала, Это снижает. надежность ми соответствующегологического элементаатчиков и достоверность полученной от ИМПЛИКАЦИЯ,усилителямощностиилогидатчиков инихинформации. Крометого,ввидусложно- ческого элемента ИЛИ, при этом выходь 1сти и непредсказуемости формы рельефа элементов КЛЮЧ связаны с соответствуюповерхности сыпучего материала, что не 55 щими входами блока определения минипозволяет создать систему его учета. Это мального уровня.вынуждает оснащать бункера дополни- Предлагаемое устройство по сравнетельными датчиками, что снижает надеж- нию с известным позволяет обеспечить заность устройств и систем, использующих щиту каждого из бункеров от переполнения,эту ин о мациинформацию, усложняет регулирова- исключить воздействие сигналов от датчикадругих бункеров в течение заданного промежутка времени, полученную от датчиков информацию о степени заполнения бункеров использовать как для автоматизации управления загрузкой, так и для системы учета количества материала, находящегося в бункерах, исключить износ элементов датчика контролирующими абразивными материалами, получить непрерывную информациюо наличии материала в любом бункере (привключении в цепь датчика дополнительного измерительного прибора) для введениявизуального контроля оперативным персоналом за степенью загрузки бункеров, использовать в системе управления загрузкой бункеров аппаратуру с систем регулирования, что упрощает реализацию устройства.На чертеже представлена структурная схема устройства и технологическая схемазаполнения бункеров сыпучим материалом, осуществляемого при олускании на ленту транспортера электрифицированного плужка.Устройство содержит бункеры 1.1, 1,21.п, реле 2 времени, блок 3 выделения минимального сигнала логический элемент 4, усилитель 5,1, 5,25 п мощности, датчики 6,1, 6;2,.6,п материала в бункерах, ключи 7,1, 7,2,.7,п логические элементыИМПЛИКАЦИЯ 8,1, 8,2 8.п, блоки 9,19,2 9.п определения максимальной загрузки, логические элементы ЗАПРЕТ 10,1, 10,2 10.п, .В качестве датчиков 6.1, 6,26.п могут бьть использованы любые преобразователи перемещения, в частности индукционные, которые представляют собой соленоиды с перемещаемым в них ферромагнитным сердечником, Смещение сердечника вызывает разбаланс катушек соленоидов, в результате чего на выходе датчика появляетея сигнал разбаланса, пропорциональный перемещению сердечника, Такие датчики являются штатными в системах автоматического регулирования.Крепление датчиков на внешних сторонах бункеров осуществляется путем соединения компенсационных элементов в виде стержня, один конец которого прикреплен к общей балке в местах крепления подвески бункера. Измерительная часть датчика жестко закреплена на подвеске бункера. Блоки регулирующей аппаратуры выпускаются с учетом применения таких датчиков. Поэтому блоки содержат источники питания и усилители с преобразователями, выдающие унифицированный сигнал, соответствующий величине перемещения сердечника датчика. Блоки определения максимальной загрузки и выделения минимального сигна 10 20 25 30 50 ла реализуются на серийной аппаратуре регулирования, например, АКЭСР. В качествеблоков максимальной загрузки при этом используются блоки БСС либо БСГ - П, а в качестве блока выделения минимальногосигнала - блок БСЛ.С помощью блока 3 выделения минимального сигнала сравниваются текущиезначения уровней заполнения бункеров иопределяется приоритет их заполнения. Впервую очередь загружается наименее заполненный бункер, Загрузка того или иногобункера прекращается при срабатываниисоответствующего блока 9 максимальной5 загрузки, При этом на выходе блока появляется единица, которая закрывает соответствующий элемент 10.На выходе последнего сигнал становится равен нулю, в результате чего плужокпереводится в поднятое положение, и загрузка этого бункера исключается. ЭлементИЛИ 4 может быть выполнен на выпрямител ьн ых диодах. Элементы ЗАП Р ЕТ реализуются на контактах выходных реле,имеющихся в блоках БСС, БСЛ - 04, логические элементы ИМПЛИКАЦИЯ 8 реализуются как на контактах реле времени и релеблоков 3 и 9, так и на элементах интегральных микросхем серий 155, 551, 176 и т,п,Ключи 7 могут быть выполнены в контактном исполнении с использованием контактов элементов 8 и в бесконтактном сприменением управляющих токовых ключей на транзисторах. Ключи предназначены5 для осуществления пропуска или запретасигналов, подаваемых с датчиков уровнейна входы блока 3 выделения минимальногосигнала, Ключи также имитируют опустошенное состояние бункера, загружаемого в0 данный момент времени, что необходимодля исключения частых срабатываний плужков, Пропуск сигналов.с датчиков происходит при открытом состоянии ключей,запрет - при закрытом их состоянии, Запрет означает равенство нулю выходногосигнала с соответствующего ключа. Поэтомузапрет используется для имитации опустошенности того или иного бункера. Управление ключами осуществляется элементамиИМПЛ И КАЦИЯ,В качестве реле времени. могут бытьприменены счетно-импульсные реле типаВЛ, ВЛ - 35, ВЛлибо блок прецизионного интегрирования БПИ - П аппаратуры5 АКЭСР.Усилители 5 мощности в зависимости отмощности. входного сигнала могут содержать в себе электронные ус лители с релена выходе либо тиристорные пускатели типаПБР.5 10 15 20 Устройство работает следующим образом,Допустим, в данный момент времени меньше всех заполнен бункер 1.2, Величина сигнала с его датчика 6.2 меньше сигналов с датчиков других бункеров. Это сигнал (как и от других бункеров) проходит через свой ключ 7.2 на вход блока 3, Последний вырабатывает выходной сигнал только для элемента 10,2, На выходе последнего появляется сигнал, соответствующий логицеской единице для элементов 8,2 и 4 и являющийся управляющим для усилителя 5.2. Усилитель включает двигатель исполнительного механизма второго плужка, в результате чего он опускается. Происходит загрузка бункера 1,2, Одновременно с этим на выходе элемента 4 появляется единица, которая запускает реле 2 времени.По истечении заданного времени на выходе реле времени появляется единица, которая поступает одновременно на один из входов всех элементов ИМПЛИКАЦИЯ, изменяет. выходной сигнал на единицу только у одного из них, а именно 8,2,з функции элемента ИМПЛИКАЦИЯ следует Хя Х 1 = г, где Хо - входной сигнал с реле времени; Х 1 - входной сигнал с элемента 10, Действительно, в рассматриваемом случае Х 1 = 1 и так как в начальный момент времени Х = О, то на выходе элемента 8,2 нуль, которыми закрывает ключ 7,2, на выходе последнего нуль, который имитирует опустошенность бункера 1,2 до момента изменения сигнала с реле времени на единицу, При этом на выходе элемента 8,2 появляется единица, на выходе других аналоги гных элементов сохраняется единица, так как все другие сигналы Х 1 -- О, и на выходах элементов 8 единица независимо от сигнала с реле времени,Таким обоазом, элементы 8 исключают частные переходы загрузки от одного бункера к другому благодаря имитации опустошенного состояния бункера, заполняемого в данный момент времени,Снижение частоты переходов загрузки необходимо для обеспечения надежной работы разгружающих механизмов плужков). Заканчивается загрузка при появлении на выходе реле времени единицы, При этом сигналы всех датчикЬв подаются на входы блока 3, который вновь определяет наименее заполненный бункер, после чего начинается его загрузка по такому же алгоритму, что рассмотрен выше.В момент определения наименее заполненного бункера на всех выходах блока 3 нуль, на выходе элемента 4 нуль и реле 2 25 30 35 40 45 50 55 времени при этом сбрасывается.в исходное состояние, Если при загрузке данного бункера сработает блок 9, т.е. при полной загрузке бункера, на его выходе появляется единица, которая закрывает соответствующий элемент 10, на его выходе сигнал становится равным нулю, плужок над этим бункером поднимаетея, предотвращая его переполнение, Иа все входь 1 блока 3 поступают сигналы с датчиков, и блок определяет наименее опустошенный бункер. Далее алгоритм повторяется.В начале загрузки, когда все бункеры пусты, программа управления процессом выполняется за счет нетоцной настройки датчиков и разброса технических характеристик блоков управления,В результате указанные причины неизбежно приводят к различиям входных сигналов блока выделения минимального сигнала и, как следствие, выработке блоком приоритетов загрузки бункеров,Формула изобретения Устройство для управления загрузкой бункеров, содержащее датчики наличия материала, усилители мощности, подключенные к исполнительным механизмам соответствующих разгрузочных плужков, и блок определения минимального уровня, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено для каждого бункера соответствующими элементами И М ПЛ И КАЦИЯ, КЛЮЧ, ЗАПРЕТ, блоками определения максимальной загрузки и общими для всех бункеров логическим элементом ИЛИ и реле времени, связанным по входу с выходом логического элемента ИЛИ и по выходу с первыми входами логических элементов ИМПЛИКАЦИЯ, а датчикл наличия материала в соответствующих бункерах соединены с блоками определения максимальной загрузки и первыми входами ключей, к второму входу которых подклюцены выходы соответствующих элементов ИМПЛИКАЦИИ, причем выход каждого блока определения максимальной загрузки связан с первым входом соответствующего логического элемента ЗАПРЕТ, второй вход последнего подключен к выходу блока определения минимального уровня, а выход его одновременно соединен с входами соответствующего логического элемента ИМПЛИКАЦИЯ, усилителя мощности и логического элемента ИЛИ, при этом выходы элементов КЛЮЧ связаны с соответствующими входами блока определения минимального уровня,1738744 Редактор Н.Тупица Корректор Н.Ревская Тираж . Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 1972 ВНИИПИ Госуда оставител ехред М,М