Устройство для весового дозирования веществ,подлежащих смешиванию

 

„„SU„„1033875

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИЯЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

g g G 01 G 19/24; Г 05 Р 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21.) 3390139/18-10 (22) 05.02.82 (46) 07.08.83. Бюл. И 29 (72)В.П.Авдеев,Л.П.Иышляев,C.ô.Êèceлев, С.P.Çåëüöåð и, Г.П.Руденков (71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе (53) 681.269(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . 11 365582, кл. G 01 G 13/28, 1970.

2. Авторское. свидетельство СССР

:по заявке и 2970377, кл. G 05 Р 11/00, 1980 (прототип).

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (5")(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕСОВОГО ДО3ИРОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ, ПОДЛЕЖАЩИХ СИЕШИ1ВАНИ6, содержащее грузоприемный бункер, установленный на силоизмерительные датчики, подключенные к блоку измерения сигналов и блоку определе ния скорости загрузки, выход которого через первый переключатель соединен с входом первого блока запоминания, первый и второй задатчики, подключенные соответственно к одним входам первого и второго блоков сравнения, выходы которых соединены с входами блоков управления затворами первого и второго питателей, выходы которых подключены к управляющим входам первого блока запоминания и первого переключателя, выход которого соединен с одним входом третьего блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока определения скорости загрузки, а выход - с входом интегратора, и четвертый блок сравнения, один вход которого подключен к выходу блока измерения сигналов, а выходк другому входу первого блока срав- нения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дозирования за счет учета интенсивности поступления каждого иэ веществ при их одновременной загрузке, в него введены последовательно соединенные блок задержки, пятый блок сравнения, первый масштабирующий блок, первый ключ, второй блок запоминания, первый блок умножения, первый сумматор и второй переключатель, последователвно соединенные инвертор, третий переключатель, шестой блок сравнения,второй блок умножения, второй масштабирующий блок, второй ключ, третий блок запоминания и второй сумматор и тай- д мер, причем выходы блоков управления Е затворами первого и второго питателей /+ подключены к управляющим входам таймера, первого и второго ключей, вто- С рого и третьего переключателей и второго и третьего блоков запоминания, выход таймера подключен к управляющим входам первого и второго блоков умножения, а выход первого блока эапоми- фр нания - к второму входу первого сумматора, выход блока определения ско- р рости загрузки соединен с третьим переключателем, с одним входом пятого блока сравнения и с входом блока задержки, выход пятого блока сравнения подключен к инвертору, один выход второго переключателя соединен с одним входом третьего блока сравнения, а другой — с входом шестого блока сравнения, а выход интеграто-, ра и выход третьего блока запоми" нания подключены к входам второго сумматора, выход которого соединен сдругими входами второго и четвертого блоков сравнения.

0338

35

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам для многокомпонентного дозирования, и может быть использовано, например, для дозирования ком" понентов аихты доменной плавки.

Известно устройство для многокомпонентного дозирования, содержащее весоизмерители, задатчики порций, блоки сравнения, узлы определения скорости загрузки материалов и блоки управления 1 3.

Это устройство не может быть использовано для случаев дозирования, когда в один грузоприемный бункер дозируют два и более компонентов смеси., Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для весомого дозирования веществ, подлежащих смешиванию, содержащее грузоприемный бункер, установленный на силоизмерительные датчики,, подключенные к блоку измерения сигна лов и блоку определения скорости загрузки, выход которого через первый переключатель соединен с входом первого блока запоминания,.первый и второй задатчики, подключенные соответственно к одним входам первого и второго блоков сравнения, выходы которых соединены. с входами блоков управления затворами первого и второго питателей, выходы которых подключены к управляющим входам первого блока запоминания и первого переключателя, выход которого соединен с одним входом третьего блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока определения скорости загрузки, а выход - с входом инте", гратора, и четвертый блок сравнения, один вход которого подключен к выходу блока измерения сигналов, а выход - к другому входу первого блока сравнения (2 1.

Недостаток известного устройства заключается в низкой точности доэирования компонентов, так как при оценивании массы первого и второго компонентов после включения второго питателя считается, что скорость загрузки первого компонента по.стоянна и равна величине, зафиксированной в момент включения второго питателя. На самом же :. деле скорость загрузки компонентов на протяжении одного цикла дозироввния может меняться под дей"

75 1 ствием, например, текущих измерений влажности и гранулометрического состава доэируемых компонентов.

Цель изобретения - повывение точностидозирования за счет учета интенсивности поступления каждого из веществ при их одновременной загрузке.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для весового дозирования веществ, подлежащих смешиванию, содержащее грузоприемный бункер, установленный на силоизме, рительные датчики, подключенные к блоку измерения сигналов и блоку определения скорости загрузки, выход которого через первый переключатель оединен с входом первого блока запоминания, первый и второй эадатчики, подключенные соответственно к одним входам первого и второго блоков сравнения, выходы которых соединены с входами блоков управления затворами первого и второго питателей, выходы которых подключены к управляющим вхо25 дам первого блока запоминания и первого блока переключателя, выход которого соединен с одним входом треть- его блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока определения скорости загрузки, а выход -с входом интегратора, и четвертый блок сравнения, один вход которого подключен к выходу блока измерения сигналов, а выход - к другому.входу первого блока сравнения, вве" дены последовательно соединенные блок задержки, пятый блок сравнения, первый масвтабирующий блок, перзый ключ, второй блок запоминания, первый блок умножения, первый сумматор и второй переключатель, последовательно соединенные инвертор, третий переключатель, вестой блок сравнения, второй блок умножения, второй масштабирующий. блок, второй. ключ, третий лок запоминания и второй сумматор

::и таймер, причем выходы блоков управ ления затворами первого и второго питатлей подключены к управляющим входам таймера, первого и второго ключей, второго и третьего переключателей и второго и третьего блоков запоминания, выход таймера подключен к управляющим входам первого и второго блоков умножения, а выход первого блока запоминания - к второму входу первого сумматора, выход блока определения скорости загрузки соединен с третьим переключателем, с од3 10338 ним входоМ пятого блока сравнения и с входом блока задержки, вы,ход пятого блока сравнения подключен к инвертору, один выход второго переключателя соединен с одним входом третьего блока сравне- ния, а другой выход -,с входом шесто.го блока сравнения, а выход интегра1тора и выход третьего блока; запоминания подключены к входам вто. рого и четвертого блоков сравнения. .На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - кри-. вые скорости загрузки. а Фиг.2 обозначено: А„, А 2 - моменты .включения и отключейия первого питателя; В 1, Â2- моменты включения и выключения второго питателя.

Устройство содержит грузоприемный бункер 1 установленный на силоизмерительные датчики 2,, блок 3 измерения сигналов датчиков, блок 4 определения скорости загрузки, первый пере ключатель 5, первый блок 6 запоминания, таймер 7, блок 8 задержки, пятый блок 9 сравнения, первый масштабирующий блок 10, первый ключ 11, второй блок 12 запоминания, первый блок 13 умножения, первый сумматор 14, второй переключатель 15, третий блок 16 срав нения, интегратор 17,; второй сумматор

18, инвертор 19, третий переключатель

20, шестой блок 21 сравнения, второй блок 22 умножения, второй масштабирующий блок 23, второй ключ 24, третий блок 25 запоминания, четвертый блок

26 сравнения, первый задатчик 27, пер- вый блок 28 сравнения, второй эадатчик 29, второй блок 30 сравнения, I блоки 31 и 32 управления затвором второго питателя с релейным устрой- 40 ством 33 и первого питателя с релейным устройством 34.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении -материала в грузо- 45 приемный бункер I сигнал с датчиков

2, пропорциональный массе материала в бункере 1, подается на вход блока

3 измерения сигналов датчиков и на вход блока 4 определения скорости загрузки, выполненного, например, в виде дифференцирующего звена. С выхода блока 4 сигнал о скорости загрузки V(t) поступает также на входы первого переключателя 5 и блока 8 55 задержки, на .второй вход третьего переключателя 2, на первые входы третьего блока 16 и пятого блока 9

75 сравнения. 8 блоке 8 сигнал о скорости загрузки задерживается на интервал времени т . Сигнал

V(t - ) с выхода блока 8 задержки поступает на второй: вход пятого блока 9 сравнения, .где вычитается иэ сигнала V(t),,,сигнал с выхода пятого блока 9 сравнения поступает на вход первого масштабирующего бло" ка 10, в котором умножается на постоянный коэффициент †" и на вход инвертора 19, сигнал с выхода которого, равный (V(t) -V(t -t)), поступает на первый вход третьего переключателя 20. В результате на выходе .первого масштабирующего блока 10 формируется сигнал a(t)o средней величине изменения скорости загрузки на интервале Т, поступающий на вход первого ключа I 1. Сигнал с выхода ин" вертора 19 поступает на первый вход третьего переключателя 20. На управляющие входы таймера 7, первого 5, второго 15 и третьего 20 переключателей, первого 11 и второго 24 ключей, первого б, второго 12 и третьего 25 блоков запоминания поступают сигналы с релейных устройств 33 и 34 блоков

31 и 32 управления затворами второго и первого питателей (не показаны ).

Логика работы переключателей 5, 15, . и 20, ключей 11 и 24, блоков 6, 12 и

25 запоминания следующая.

Если работает первый питатель и не работает второй {графики Фиг.2<я и 2b от точки А 1 до точки В 1), то в соответствии с сигналами, поступающими с релейных устройств 33 и 34, первый переключатель 5 соединяет свой вход с тем выходом, который подает сигнал о скорости загрузки Ч(й) (кривая 1 на фиг.2а и 26) на вход третьего блока 16 сравнения второй переключатель 15 не соединяет свои выходы с входом, третий переключатель 20 не соединяет свой выход с входами, первый 11 и второй 24 -ключи разомкнуты, первый 6, второй 12 и третий25 блоки запоминания и интегратор 17 обнуляются. В результате на выходе третьего блока 16 сравнения Формируется сигнал о скорости загрузки второго компонента, равный нулю, сигнал на выходе инт тегратора 17 равен нулю и оигнал об отдозированной массе компонента на выходе второго сумматора 18 равен нулю.

Если работает первый питатель и включается второй (точка В„на граФи" ках фиг.2 сии 2б), то первый переклюу 10338 чатель 5 соединяет свой вход с выходом, соединенным с блоком б, подавая сигнал о скорости загрузки на вход этого блока 6 запоминания. Сигнал о скорости Загрузки Ч(й..@ 1) a o eHT 5 времени t8 запоминается в блоке 6 и поступает на вход первого суммато1 ра 14. Таймер 7 включается и сигнал Т с его выхода, соответствующий интервалу времени от момента ty, вклю- 10 ,чения второго питателя до текущего момента t.ïîñòóïàåò на входы первого t3 и второго 22 блоков умножения.

Третий переключатель 20 не соединяет свой выход с входами, второй ключ 15

24 разомкнут и сигнал, поступающий на второй вход второго сумматора f8, Равен нулю. Первый ключ 11 замыкается, подавая сигнал с выхода первого масштабирующего блока 10 на 20 вход второго блока 12 запоминания.

Значение а(й ) в момент времени . запоминается во втором блоке

12 запоминания и поступает на nep-

S1 вый вход первого блока 13 умножения, 25 где умножается на сигнал Т с выхода таймера 7. Сигнал с выхода первого блока 13 умножения поступает на первый вход первого сумматора 14„ где суммируется с сигналом V(t > ) с вы- З0 .хода первого блока запоминания. На выходе первого сумматора 14 формируется сигнал

q (g)=g(+ )+el(t )Ti оценки текущего значения скорости загрузки первого компонента (кривая

2 на фиг.2ои 2б). Второй переключатель 15 соединяет свой вход с первым

40 в1ыходом, подавая сигнал V„(t) с выхода первого сумматора 14 на второй вход третьего блока 16 сравнения,где он вычитается из сигнала V(t) о суммарной скорости загрузки первого

45 и второго компонента, в результате чего на выходе третьего блока 16 сравнения формируется сигнал оценки

U (t) текущего значения скорости загрузки второго компонента, поступающий на вход интегратора 17, на выходе которого получается сйгнал я (с) оценки отдозированной массы второго компонента. Cигнал 62(t)-с выхода интегратора 18, на второй вход кото рого поступает нулевой сигнал с выхо-,55 да третьего блока 25 запоминания. В результате суммирования этих сигналов на выходе второго сумматора 18 форми75 6 л руется сигнал G>(t) оценки отдози,рованной массн второй компоненты

< (на фиг.2ol и 25 заштриховано крупной штрияов кой ) .

Если второй питатель отключается, а первый продолжает работать (точка

Â2 на фиг.2g), то таймер 7 отключается, запоминая величину Т=Т времени совместной загрузки первого и второго компонента, первый переключатель

5 подает сигнал V(t) на второй вход третьего блока 16 сравнения, где он вычитается из сигнала Ч(й), поступающего на его первый выход.

С выхода блока 16 на вход интегратора 17 поступает сигнал, v2(t) = О.

Первый ключ 11 размыкается, первый

6 и второй 12 блоки запоминания продолжают помнить сигналы V(t 8 ) и a(t> )соответственно, и на выходе

1 первого сумматора 14 формируется сигнал оценки скорости загрузки перл вого компонента V 1 t> ) иа момент е отключения второго питателя

v,(< )=v(<«,) с<(в<) ы

Второй переключатель 15 соединяет свой вход с вторым выходом, подавая л сигнал V„(tE, ) с выхода первого сумматора 14 йа первый вход шестого блока 21 сравнения. Третий переключатель 20 по прошествии интервала времени Т (соответствуюц<его длительности переходного процесса в дозаторе с момента t отключения второго питателя соединяет свой выход с вторым входом, подавая сигнал

V(t) на второй вход шестого блока 2 1 сравнения, где он вычитается из сиг л нала V< времени загрузки второго компонента.

Сигнал с выхода второго блока 22 умножения поступает на вход второго масштабирующего блока 23, где умножается на постоянный коэффициент 1

8 результате на вйходе второго масштабирующего блога 23 формируется сигнал аь2(<=(ч(а) v„(<ь2))т 1

Равный ошибке оценивания набранной массы второго компонента за счет

1033875

40 ошибки оценивания скорости загрузки первого компонента на интервале вре. мени Тв = 8 - te (на фиг.2а со1 ответствует площади треугольника, заштрихованной мелкой штриховкой, 5 ограниченной траекторией 2 оценок скорости и уточненной траекторией

3 оценок скорости, получаемой путем интерполяции оценок на интервале Тв от точки V(t> ) до точки V(t),îòв2

6. несеннои на момент времени t

Второй ключ 24 в .момент- времени

t@ + С замыкается, подавая на вход

2 третьего блока 25 запоминания сигнал ошибки оценивания и G >(t) с выхода второго масштабирующего блока 23.

Сигнал >G>(t) запоминается в третьем блоке 25 запоминания и поступает на второй вход второго сумматора

18, где суммируется с аигналом 6 (t)

2 оценки отдозированной массы второго компонента. В результате на выходе второго сумматора 18 формируется сигнал уточненной оценки отдозированной массы второго компонента. 25

Если первый питатель отключается,а второй продолжает работать (точка Р 2 на фиг.26), то первый переключатель

5 не соединяет свои выходы с входом, таймер, 7 отключается, запоминая ве- 30 личину Т = Т времени совместной за2 грузки первого и второго компонента, первый ключ 11 размыкается, первый

6 и второй 12 блоки запоминания продолжают помнить сигналы V-(te ) и

В1 а(6„) соответственно, и на выходе первого сумматора 14 формируется сигнал оценки скорости загрузки первого компонента на момент йд отключения пер„-1 вого питателя. Второй переключатель

15 соединяет свой вход с вторым выхо- 45

° дом, подавая сигнал V, (с4 ) на первый вход шестого блока 21 сравнения, а на вход интегратора 17 поступает и / сигнал ч t) = О, Третий переключатель 20 по прошествии интервала времени Т с момента t соединяет свой

2 выход с первым входом, подавая сигнал

-fV,t) - V(t- Ц с выхода инвертора

19 на второй вход шестого блока 2 1 сравнения. Здесь в момент времени 55

t + i сигнал V(t) представляет собой скорость загрузки второго компонента, а сигнал V(t - ь)соотносит.

8 ся с суммарной скоростью загрузки первого и второго компонента на момент отключения первого питателя.Таким обоазом. величина -(ч(м — v (- ю)= v (ь-а)-ч(ч. рассматривается как величина фактической скорости дозирования первого компонента к моменту отключения пер, вого питателя. На выходе шестого блока 21 сравнения формируется сиг" нал, пропорциональный разности фактической скорости доэирования первого компонента и ее оценки на момент поступэющии на вход. втОрогО б лока 22 умножения, где умножается на величину Т „, с выхода которого поступает на вход второго масштабирующего блока 23. где умножается на коэффициент 1 . В результате на выхо-

2 де второго масштабирующего блока 23

Формируется сигнал dG .t), равный ошибке оценивания набранной массы второго компонента за счет Ошибки оценивания скорости загрузки первОго компонента на интервале времени

Тд2= tд2 -. t я, (на Фиг.2b сООтветствует площади, треугольника, заштрихованнойой мелкой штриховкой, ограниченной траекторией 2 оценок скорбСти и уточненной траекторией 3 оценок скорости).

Второй ключ 24 в момент времени t + л /

А2 замыкается, подавая на вход третьего блока 25 запоминания сигнал Ошибки оценивания,л 6ь(Цс выхода второго масштабирующего Ълока 23. Сигнал

DG2(t) запоминается в третьем блоке

25 запоминания и поступает на второй вход второго сумматова 18, где Суммируется с сигналом G (t) оценки От2 дозированной массы второй компоненты.

В результате на выходе второго сумматора 18 Формируется сигнал уточненной оценки отдозированной массы второго компонента.

I, Сигнал об отдозированной массе второго компонента с выхода второго сумматора 18 поступает на второй вход четвертого блока 26 сравнения, где вычитается из сигнала о суммарной массе первого и второго компонентов, поступающего с выхода блока 3 измере" ния сигналов датчиков 2. На выходе четвертого блока 26 сравнения формируется сигнал о текущей массе первого компонента, поступающего на второй вход первого блока 28 сравнения, на первый вход которого приходит сигнал

103387

10 с первого-задатчика, пропорциональ:ный заданной массе порции первого компонента, Сигнал с выхода первого блока 28 сравнения поступает на вход блока 32 управления затвором первого 3 питателя.

При достижении равенства сигналов, поступающих на оба входа первого блока 28 сравнения, доэирование первого. компонента шихты прекращается (точка

А2 на фиг.2а и 26/.

Сигнал о текущей массе второго ком" понента с выхода второго сумматора

18 поступает на второй вход второго блока 30 сравнения, на второй. вход . которого поступает сигнал с выхода второго задатчика 29,пропорциональный заданной массе порции второго компо" нента. Сигнал с выхода второго блока

30 сравнения подается на вход блока

31 управления затвором второго пита» теля.

При достижении равенства сигна" лов, поступающих на оба входа вто" рого блока 30 сравнения, дозирова; 2$ ние второго компонента шихты прекра-. щается (точка 82.на фиг.2ы и 26) .

Аналогично могут быть построены устройства для дозирования трех и более компонентов шихты в один грузоприемный бункер.

Введение таймера, блока задержки, пятого и шестого блоков сравнения, инвертора первого и второго ключей, второго и третьего переключателей, второго и третьего блоков запоминания, первого и второго блоков умножения, первого и второго масштабирующих блоков, первого и второго сумматоров позволяет повысить точность доэирования нескольких компонентов в один грузоподъемный бункер.

Использование предлагаемого устройства обеспечит уменьшение ошибок дозирования на 40-503 по среднему квадратичному отклонению. уменьшение ошибок дозирования по сравнению с прототипом, который может быть принят также и за базовый объект, приведет к снижению степени изменчивости теплового состояния низа доменной печи, характеризуемой изменением содержания кремния в чугуне.

1033875

1033875

4к

А1

Puz. z

Составитель В.йиршов редактор Il.öàêàðåâè÷ Техред Ж,Кастелевич, Корректор А, lloRx

Закаэ 5609/43 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

4 ф.

Ъь о

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4