Система контроля запаса материала в многосекционном бункере

(19 65 6 65/3 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) строительных промышленносИзвестно ус керов сыпучим м грузочное устр установленный Изобретение запасов сыпучи секционных бун гатительных ф использовано на цветной металл к контролю ов в многольных и обоожет быть иях черной и ышлен ности относитсяматериалерах дроб абрик и м предприят ргии, пром и бунщее заей.ер), вплотти.тройство для загруз атериалом, содержа ойство (катучий кон над расположенными ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 640938, кл. В 65 6 65(30, 1977(54) СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗАПАСА МАТЕРИАЛА В МНОГОСЕКЦИОННОМ БУНКЕРЕ (57) Использование: при контроле запасов сыпучих материалов в многосекционном бункере дробильных и обогатительных фабрик, а также на предприятиях черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов и химической промышленности, Сущность изобретения заключается в том, что для каждой секции бункера, исходя из ее конкретной конфигурации, выбирается характерная точка (зона загрузки (измерения, контроль уровня в которой в наибольшей степени отражает функциональную зависимость объема материала в секции от измеряемого уровня, а 1796571 А 1 также использование в специально организованные моменты временй значений текущего уровня материала, измеренного с помощью одного датчика текущего уровня, установленного на подвижной части загрузочной тележки. Устранение ошибок в контроле, измерении и передаче информации достигается схемным соединением датчика кон гррля зоны измерения, датчика текущего. уровня материала в секции бункера, датчика остановки, инвертора, ключа, порогового элемента, логического элемента И и блока сигнализации. При этом преобразователи веса и уровня позволяют подавать на интегрирующие и корректирующие входы интеграторов сигналы единой физической й . сущности (а именно в единицах обьема, мз),Использование данной системы контроля позволяет повысить точность и достоверность информации о количестве материала в каждой секции и во всем бункере в целом,Я уменьшить вероятность возникновения аварийных ситуаций, связанных как с полной разгрузкой, так и переполнением отдельных ъ секций бункера, повысить равномерность с распределения материала по всей длине ) бункера и соответственно снизить потери р рабочего времени и повысить производи- Л тел ьность последующего технического оборудования на 0,4 . 4 ил. атериалов и химическойную один к другому рядом бункеров, с при. водом перемещения, ключом, датчиками положения, блоками интегрирования,Известное устройство не обеспечивает контроля запасов материала в секциях бункера (отдельных бункерах), что не позволит организовать оперативное управление загрузки бункера с учетом запасов материала в секциях бункера и тем самым может привести к аварийным ситуациям, связанным с переполнением одних и разгрузкой других секций бункера, простоям и поломкам технологического оборудования.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для загрузки многосекционной емкости сыпучим материалом, соддржащее передвикную загрузочную тележку с приводом, датчики положения загрузочной тележки, датчики весовой производительности выходных потоков материала из секций бункера, интеграторы с корректорами, причем выходы датчиков положения загрузочной тележки соединены с соответствующими входами коммутатора.Недостатком известного устройства является невысокая точность определения запаса материала в секциях бункера, вызванная тем, что коррекция определяемого значения запаса производится только при достижении уровнем материала в секциях бункера своего верхнего значения. Из-за этого происходит длительное накопление ошибки при интегрировании показаний весов в связи с отсутствием непрерьвного контроля уровня, Кроме того, отсутствие фиксированйого контроля точек загрузки секций бункера; при значительной протяженности секций (6-12 с) приводит к дополнительным погрешностям коррекции по показаниям датчика верхнего уровня иэ-за неучета угла естественного откоса и конфигурацйи загрузочного конуса в пространстве загружаемой секции.К существенным недостаткам известного устройства можно отнести низкую надежность и сложность реализации, вызванную необходимость установки датчиков контроля верхнего уровня на каждой секции бункера, а также необходимость контроля входной производительности, что затруднено в связи с конструктивными особенностями загрузочной тележки и значительными транспортными запаздываниями по подающему такту от места установки весов до точки загрузки материала.Целью изобретения является повышение точности определения запаса материала в многосекционных бункерах.Поставленная цель достигается тем, что в систему контроля запаса материала в многосекционном бункере, включающую привод передвижной загрузочной тележки, соединенный с блоком управления перемещения тележки, датчики положения 5 загрузочной тележки, датчики веса, установленные на выходе каждой секции, интеграторы с корректорами и коммутатор, соответствующие входы последнего соединены с выходами датчиков положения за груэочной тележки, дополнительно введеныдатчик остановки загрузочной тележки, блок отображения информации, функциональный. преобразователь, последовательно соединенные датчики уровня материала 15 в секции бункера, дополнительный функциональныйый преобразователь, ключ, пороговый элемент, блок передачи информации и блок сигнализации, а также последовательно соединенные датчик контроля зоны из мерения, установленный на подвижнойчасти загрузочной тележки, инвертор и логический элемент "И", второй вход которого связан с датчиком остановки загрузочной тележки и выход - с блоком сигнализации, 25 при этом каждый датчик веса через соответствующие последовательно соединенные функциональный преобразователь и интегратор скорректором связан с блоком отображения информации, а датчик контроля ЗО зоны измерения подключен к ключу,Сущность изобретения заключается втом, что для каждой секции бункера исходя из ее конкретной конфигурации выбирается путем установКи датчиков положения теЗ 5 лежки, характерная точка (зона) загрузки(иэмерения), контроль уровня в которой в наибольшей степени отражает функциональную зависимость обьема материала в секции от измеряемого уровня, Кроме того 40 сущность изобретения заключается.в использовании в специально организованные моменты времени значений текущего уровня матеРиала измеренного с помощью одного датчика текущего уров няустановленного на подвижной части загрузочной тележки. Устранение ошибок в контроле, измерении и передаче информации достигается схемным соединением датчика контроля. зоны измерения, датчика БО текущего уровня материала в секции бункера, датчика остановки, инвертора, ключа, порогового элемента, логического элемента И и блока сигнализации. Существенным является использованиепреобразователей веса и уровня, позволяющих подавать на интегрирующие и корректирующие входы интеграторов сигналы единой физической сущности (а именно в единицах объема, м ).Существенной для достижения поста- ключ 9, пороговый элемент 10, блок передавленной цели является вся совоупность .чи информации 11 и блок сигнализации 6, апризнаков изобретения, в связи с тем, что также последовательно соединенные датона позволяет одновременно повысить точ- чик контроля зоны измерения 12, установность контроля, как за счет совокупности 5 ленный на подвижной части загрузочнойсредств контроля(вес, положение, уровень, тележки 18, инвертор 13, и логический элезона; остановка), так и за счет схемы их мент И 14, второй вход которого связан ссоединений, обеспечивающей реализацию датчиком остановки загрузочной тележки 15наиболее эффективной последовательно- и выход-с блоком сигнализации 6, при этомстиобработкиизмеренныхтехнологических 10 каждый датчик веса 2 через соответствуюпараметров. .щие последовательно соединенные функциИэ анализа научно-технической и па- ональный преобразователь 3 иинтеграторстентной литературы авторамнеизвестны корректором 4 связан с блоком отображеспособы и системы, позволяющие контро- ния информации 19, а датчик контроля эонылировать запас материала аналогичным об измерения 12 подключен к ключу 9.разом, поэтому заявка соответствует В качестве датчиков положения 1 могуткритериям "новизна" и."существенные от- быть использованы дискретные датчики, сонличия стоящие иэ пары "геркон-магнит", при этомНа фиг.1 показана структурная блок- герконы устанавливаются неподвижно.схема системы контроля запаса материала 20 вдоль тракта перемещения загрузочной тев многосекционном бункере; на фиг,2 - схе- лежки,а магнитустанавливается на подвижма реализации интегратора с корректором; . ной части загрузочной тележки,на фиг,З - схема реализации функциональ-: В качестве датчиков 2 можно использоных преобразователей веса и уровня; на вать конвейерные весы отечественного профиг.4 - схема реализации порогового эле изводства типа АВ или ЛТМ,мента, В качестве датчика остановки 15 можетБлок-схема системы контроля запаса быть использовано токовое реле, напримервключает датчики 1 положения эагрузоч- типа РТ, подключаемое напрямую или черезной тележки, датчики 2 весовой произво- трансформатор тока в одну иэ фаз питаниядительности выходных потоков материала 30 привода загрузочной тележки.изсекций бункера,функциональные преоб- . Датчик контроля зоны измерения 12разователи веса 3, интеграторы 4.с коррек- также может быть представлен в виде парыторами, блок отображения информации 5, "геркон-магнит,"но при этом геркон устанавблок сигнализации 6, датчик 7 текущего ливается на подвижной части загрузочнойуровня материала в секции бункера, функ тележки, а магниты (по числу секций) расциональный преобразователь уровня 8, полагаются стационарно вдоль тракта двиключ 9,пороговыйэлемент 10,блокпереда- жения загрузочной тележки в местах,чи информации 11, датчик 12 контроля зоны соответствующих зонам измерения.измерения. Инвертор 13, логический эле- Блокуправления 17 впростейшемваримент И 14, датчик 15 остановки загрузочной 40 анте представляет собой кнопочный пульттележки, коммутатор 16, блок управления управления движением загрузочнойтележ 17 приводом тележки, тележка 18 с приво- ки с кнопками "Вперед", "Назад", "Стоп",.Блок сигнализации 6 может быть предСистема контроля запаса материала в ставлен любым устройством для звуковоймногосекционном бункере, изображенная 45 (например, электрический звонок) или свена фиг,1, содержит привод передвижной за- . товой сигнализации (например, лампа накагрузочной тележки 18, соединенный с бло- ливания),ком управления перемещения тележки 17, Блок отображения информации можетдатчики положения загрузочной тележки 1, быть выполнен иэ набора (по числу секций),датчики веса 2, установленные на выходе 50 показывающих стрелочных, узкойрофилькаждой секции, интеграторы с корректора- ных йли цифровых приборов,ми 4 и коммутатор 16, соответствующие вхо- Блок передачи информации представды последнего соединены с выходами ляет собой радиостанцию, располагаемуюдатчиков положения и загрузочной тележки, на подвижной части загрузочной тележки идатчик остановки загрузочной тележки 15, 55 приемник, располагаемый стационарно,блок отображения информации 19, функци- Схема реализации интегратора с корональный преобразователь 8, последова- ректором 4, выполненная на операционномтельно соединенные датчик уровня усилителе 140 УД 7,сопротивлениях В и В 2,материалавсекциибункера 7,дополнитель- конденсаторе С и полевом транзисторе Тный функциональный преобразователь 3, показана на фиг.2. В схему также входит10 15 20 30 35 50. трации помех в диапазоне сигналов близких к О. 09, при 09 Оп01 о = ключ, который может быть реализован с помощью известной схемы,Функциональные преобразователи 3 и4 могут быть реализованы по схеме фиг.З сиспользованием сопротивлений В 1, 82,В 8(по количеству точек аппроксимации графика функции преобразователей), операционного усилителя 140 УД 7 и стабилитронов Ч 1,Ч 2. ЧЗ Ч 4Схема реализации порогового элементаприведена на фиг,4 и является частью известной схемы,Коммутатор 16 и ключ 9 могут быть выполнены в виде известных ключей,Индикатор - стандартный элемент серии 155 ЛН 1,Элемент логического И - стандартныйэлемент серии 155 ЛН 1,Система работает следующим образом.1. Вариант 1;Исходное состояние: загрузочная тележка стоит в зоне измерения 1-й секциибункера,Состояние датчиков (см.фиг.1):- на выходе датчика текущего уровня 7 2электрический сигнал, пропорциональныйизмеренному значению уровня материала всекции, над которой стоит загрузоцная тележка 01 и- на выходе 1-го датчика положения 1 -электрический сигнал, соответствующийуровню логической единицы 01 1, а навыходах остальных датчиков положения -электрические сигналы, соответствующиелогическому нулю О 1 Я Ф 1); ) = 1,2,3.- на вь 1 ходе датчика контроля эоны измерения 12 - электрический сигнал логической единицы 012 1- на выходах дэтцика веса 2 - электрические сигналы, пропорциональные расходам материала из соответствующих секцийбункеров (т/ч), 02 - 0, ) - номер секции О ==1,2,3,);- на выходе датчика остановки 15 -электрический сигнал логической единицы 4015 1Работа схемы (фиг,1).Функциональные преобразователи веса 3 преобразовывают сигналы 02, масштабированные в физических единицахвесового расхода материала (т/ч), в электрические сигналы Оз, масштабированные вфизических единицах обьемного расходаматериала (м /ч), с одновременной инверзсией этих сигналов, т.е. сигналы Оз и 02имеют противоположную полярность.Сигналы Оз поступают на интегралы скорректорами 4 на интегрирующие входы итаким образом происходит вычисление значения обьема материала в каждой секции поФоомчле,% я+ ХОз(т)йилиЧД = Чо - Х т 1(02 (1)от,где т 1 - функция преобразования масштабат/ч в масштаб м /ч без инверсии,зЗначение Чо является корректирующимначальным значением интегрирования и записывается для каждого интегратора 4 приподключении к его корректирующему входу(церез коммутатор 16) выхода блока передачи информации 11.Коммутатор 16 выполняет подключение выхода блока передачи информации11 в соответствии с управляющими сигналами, поступающими от датциков положения 1 таким образом, что выход блокапередачи информации 11 соединяется скорректирующими входами того интегратора 4, соответствующий которому датчикположения 1 находится в состоянии 01 1,корректирующие входы интеграторов 4 находятся в неподключенном состоянии и поэтому значение ЧОД Ф 1) для этих интеграторов остаются неизменными,Коррекция значения Чо производится постоянно, пока соединены выход блока передачи информации 11 и корректирующий вход)-го интегратора 4,На блок передачи информации 11 сигнал, пропорциональный бъему материала в секции, поступает через схему состоящую из блоков 8, 9 и 10. В функциональном преобразователе уровня производится преобразование электрического сигнала, пропорционального измеренному уровню материала в секции в электрический сигнал, пропорциональный объему материала в секции08 = т 2(07),С помощью ключа 9 сигнэл И 8 передается для дальнейшей обработки на вход порогового элемента 10, так как загрузочная тележка находится в зоне измерения, т.е, 012 1(в противном случае сигнал И 8 считается неинформативным и на выходе ключа 9 будет сигнал И 9 = О).Пороговый элемент 10 служит для фильО, при 09 Оп где Оп - пороговое значение электрического сигнала помехи, определяется конкретна для каждого случая на основании экспериментальных данных прямых замеров.10 1796571 510 20 25 30 35 Блок передачи информации служит для передачи электрического сигнала И 10 с подвижного объекта на вход коммутатора 16.Схема, состоящая из блоков 13, 14., 15, 6, служит для сигнализации оператору, управляющему загрузочной тележкой 18 через блок управления 17, о неверной остановке загрузочной тележки (не в зоне измерения). Табл,1 состояний, характеризующая работу этой схемы, приведена ниже.Принятому исходному состоянию соответствует строка 4 табл.1.По сигналу блока сигнализации 6 оператор принимает решение об изменении положения загрузочной тележки и формирует необходимые для этого команды через блок управления 17,Блок отображения информации 5 служит для визуального представления информации о запасах материала в секциях бункера по сигналам 04, поступающим с выходов интеграторов 4, и фиксирования этих запасов на диаграммной ленте.Описанный прибор раскрывает сущность работы системы функционального назначения и взаимодействия блоков схемы.В табл,2 представлены другие возможные, исходя из технологических ситуаций, варианты исходных состояний.Для вариантов -Ч, приведенных в табл.2, работа блоков 1,2,3,4,5,7,8,10,11,16 аналогична их работе для варианта датчика контроля зоны измерения. которое для соответствующих вариантов определяется логическими сигналами: .0 12 "0012 ЯО 121; Формула изобретения Система контроля запаса материала в многосекционном бункере, включающая привод передвижной загрузочной тележки, соединенный с блоком управления перемещения тележки, датчики положения загрузочной тележки, датчики веса, установленные на выходе каждой секции, интеграторы с корректорами и коммутатор, соответствующие входы последнего соединены с выходами датчиков положения загрузочной тележки, отл и ч а ю ща я с я тем, что, с целью повышения. точности определения запаса материала, она снабжена датчиком остановки загрузочной тележки, блоком отображения информации, функциональным преобразователем, последовательно 09 = 0,09 =- 0,09 =Ов.Работа схемной цепочки, состоящей из блоков 13, 14, 6 определяется состоянием датчика контроля зоны измерения 12 и датчика остановки 15. При этом соответствие вариантов табл.2 и состояний блоков 12, 13, 14, 15, и 6, определяемых строками табл.1, будет следующим:Вариант- строка 2 табл.1Вариант- строка 1 табл.1Вариант Ч - строка 3 табл,1Таким образом, включение блока сигнализации 6 в работе будет происходить только в ситуации, определенной для вариантаП,Таким как варианты- Ч определяютсясостояниями дискретных датчиков 12 и 15,то и переход от одного варианта к другому осуществляется дискретно скачком). при этом динамических процессов, влияющих на работу системы,при изменении вариантов нет,Использование системы контроля запасов материала в многосекционных бункерах позволяет повысить точность и достоверность информации.о количестве материала в каждой секции и во всем бункере, уменьшить вероятность возникновения аварийных ситуаций, связанных как с полной разгрузкой, так и переполнением отдельных секций. бункера, повысить равномерность распределения материала по всей длине бункера и соответственно снизить потери рабочего времени и повысить производительность последующего технологического оборудования на 0,4,соединенными датчиком уровня материала в секции бункера, дополнительным преобразователем, ключом, пороговым элементов, блоком передачи информации и блоком сигнализации, а также последовательно соединенными датчиком контроля зоны измерения, установленным на подвижной части загрузочной тележки, интегратором и логическим элементом И, второй вход которого связан с датчиком остановки загрузочной тележки, выход - с блоком сигнализации, при этом каждый датчик веса через соответствующие последовательно соединенные функциональный преобразователь и интегратор с корректором связан с блоком отображения информации, а датчик контролязоны измерения подключен к ключу.. Андруше уркова Тираж - Подписноесударственного комитета по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 627 ВНИИ