Устройство для весового дозирования кусковых ферромагнитных материалов

 

Изобретение относится к области весоизмерительной техники и может быть использовано в литейном производстве и черной металлургии, преимущественно в системах дозирования и подачи шихты в плавильные агрегаты. Цель изобретения - повышение точности дозирования и уменьшение расхода электроэнергии. Устройство содержит секционный электромагнитный схват, тиристорные ключи с регулирующими блоками для питания секций схвата, датчик веса, блок 28 задания дозы и блок 42 управления, кроме того, в него дополнительно введены блоки 13 - 16 задания вероятных значений грузоподъемности секций схвата, коммутаторы 17 - 20 по числу секций, сумматор 21, элемент ИЛИ 22, два компаратора 23, 24, ключ 25, пороговый элемент и блок поиска. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК (191 (11) 1606875 А 1 (5 1) 5 С 01 С 19/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbflHAM

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4466250/24-10 (22) 26.07.88 (46) 15.11.90. Бюл. 9 42 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) К.С.Богдан, Ю.В.Моисеев, В.И,Лозенко, Б.И.Кишко, А.А.Санкин и Н.В,Шмигельский (53) 681.269(088.8) (56) Антоненко В.Т., Врублевския В.И. и И1мительский Н,В. Электромагнитные дозаторы в аграночной шихте.- Механизация и автоматизация производства. M. 1966, 1(- 12.

Левонтии Н.И., Белопольский Л.Ю. и Мороз И.А. Дифференцированный подъемный электромагнит. — Литейное производство. М., 1960, У 3, с,34. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕСОВОГО ДОЗИРО-

ВАНИЯ КУСКОВЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области весоизмерительной техники и может быть использовано в литейном производстве и черной металлургии, преимущественно в системах дозирования и подачи шихты в плавильные агрегаты.

Цель изобретения — повышение точности дозирования и уменьшение расхода электроэнергии. Устройство содержит секционный электромагнитный схват,тиристорные ключи с регулируюшими блоками для питания секций схвата, датчик веса, блок 28 задания дозы и блок 42 управления, кроме того, в него дополнительно введены блоки 13-16 задания вероятных значений грузоподъемности секций схвата, коммутаторы 17-20 по числу секций, сумматор 21, элемент

ИЛИ 22, два компаратора 23,24, ключ 25, пороговый элемент а блок поиска. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1606875

Изобретение. относится к весоизмерительной технике и может быть исполь1 зовано в литейном производстве,и черной металлургии, преимущественно в 5 системах дозпрования и подачи шихты в плавильные агрегаты.

Цель изобретения - повышение точности ж экономично(:ти, На фиг.l схематично показан сек" 10 ционный электромагнитными схват; на

@иг.2 — функциональная схема управления весодозирующим устройством; на фиг.3 †. функциональная схема блока поиска; на фиг.4 — алгоритм работы 15 блока поиска.

Секционный электромагнитный схват (фиг.1) состоит из балки 1 с приводом (не показан), двух подъемных уст.ройств 2 и 3 с общим приводом 4 сплош- >0 ного 5 и. секционного 6 электромагнитов, причем расчетная грузоподъемность сплошного электромагнита 5 и суммарная расчетная грузоподъемность секционного .электромагнита 6 равны.„

Закром 7 разделен перегородкой 8 на две части. В одной части размещена крупная фракция 9, а в другой части— мелкая фракция 10 дозируемого ферромагнитного материала. Для .измерения. 10 массы материала, набранного схватом, использованы силоизмерительные датчики 11 и 12 {например, тензорезисторные),включенные последовательно, Схема, приведенная на фиг.l, пред" 35 ставляет собой весодозирующий модуль, являющийся основой для построения автоматических линий дозирования фер" .ромагнитных материалов и, в частности,ферромагнитных компонентов шихты, 40 загружаемых в плавильные агрегаты.

Функциональная схема весодозирующего устройства (фиг.2) содержит блоки 13-16 задания вероятных значе.ний грузоподъемности Р,,Р,....„ 45 .1 Я р,Р секций захвата, спаренные коммутаторы 17-20, сумматор 2., С<, 1

1 элемент ИЛИ 22, компараторы 23 и 24, электронный ключ 25, пороговый элемент 26, блок 27 поиска, блок 28 за- 50 дания дозы, датчик 29 веса, тиристорные ключи 30-33, регулирующие устройства 34-37 тиристорных ключей 30--33 ,соответственно„ выполненные„ например, в виде генераторов линейно изменяющегося напряжения во времени при наличии сигнала на входе, секции 38-41 различной грузоподъемности, входящие в состав электромагнитного схвата, I блок 42 управления. Выходы блоков

13-16 соответственно соединены с сумматором 21 и элементом ИЛИ 22. Входы компаратора 23 подключены к выходам сумматора 21 и блока 28 задания дозы, Входы компаратора 24 подключены к выходам элемента ИЛИ, блока 28 задания дозы и датчика 29 веса, в состав которого входят датчики 11 и 12.

Входы компараторов 23 и 24 через ключ 25 и пороговый элемент 26 подключены к блоку 27 поиска, выходы которого соединены с коммутаторами 1720. Выходы тиристорных ключей 30-33 соединены с соответствующими секциями 38-41 электромагнитного схвата.

Управляющие. входы тиристорных ключей 30-33 соединены соответственно с коммутаторами 17-20 и выходами регулирующих блоков 34-37, входы которых подключены к выходу компарато" ра 24. Блок 42 управления связан с электронным ключом 25.и блоком 27 поиска и служит только для их включения и отключения. Каждый из блоков

13-16 задания вероятных значений грузоподъемности секций схвата выполнен в виде стандартного ферродинамического задатчика типа Пф4, выход которого подключен к выпрямителю, а питание осуществлено от стабилизированного источника. Вероятное значение грузоподъемности Р ° секции схвата для конС, кретного материала определяют расчетным путем либо экспериментально и устанавливают поворотом лимба. задатчика Пф4. При этом выходной сигнал 11с; соответствует вероятной грузоподъемности i-й секции схв.,та.

Блок 27 поиска (фиг.3) предназначен для реализации алгоритма поиска (фиг.4) итерационным методом оптимальной комбинации сигналов, управляющих работой коммутаторов 17-20. Блок 27 поиска содержит микроконтроллер 43, выполненный на БИСКР145ИК1807, программный блок 44, выполненный на

БИС ППЗУ. типа КР573РФ5, дешифратор 45 управляющих сигналов, реализованный на ИСК501ИД1П и блок 46 оптронных ключей, выполненный на оптронах АОУ 103А, причем контроллер 43 включен таким образом, что его программирующий вход через параллельную шину передачи кода команды соединен с выходом программного устройства 44, первый и второй управляющие входы котроллера 43 подключены посредством блока оптронных

5 160687 ключей к выходу порогового элемента 26 и входу блока 42 управления. . Входы дешифратора 45 подключены к вы:ходам контроллера 43, а выходы демп- (фратора 45- к управляющим входам ком" мутаторов 1 7-20.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии электромагнит-1О ный схват 5,6 находятся на заданной высоте над ферромагнитным материалом и его секции 38-41 обесточены. По команде из блока 42 управления ключ 25 соединяет выход компаратора 23 с входом порогового элемента 26.

При этом сигнал на входе порогового элемента 26 равен

11

У1 = Е Пс 1

1 где U — -сигнал, пропорциональный вероятной грузоподъемности

i-й секции схвата;

U> сигнал, пропорциональный заданной дозе. 25

Поскольку до включения блока 27 поиска коммутаторы 17-20 находятся в среднем положении, выходы блоков

13-16 не подключены к сумматору 21

ll и его выходной сигнал U = О, а и

L U = — U, Поэтому на входе бло-, ка 27 поиска появляется сигнал, разрешающий поиск необходимый для заданной дозы оптимальной комбинации 35 включаемых секций схвата. Затем по команде из блока 42 управления включается блок 27 поиска, выходы которого подключены к управляющим входам коммутаторов 17-20, Блок 27 поиска работает следующим образом.

Сигнап "Пуск" из блока 42 (фиг.3) через блок 46 оптронных ключей посту- 45 .пает на первый вход контроллера 43, При этом контроллер 43 начинает выполнять программу поиска оптимальной комбинации выходных сигналов 7 . Коман1 ды программы поступают е программного устройства 44, Алгоритм программы (фиг.4). реализует итерационный метод поиска. Данный алгоритм поедусматривает пойск оптимальной комбинации секций схвата (до набора матеРиала), сум-с5 марная вероятная грузоподъемность которых для данного материала наиболее близка к заданной дозе, и поиск (после набора материала схватом) той

5 6 из включенных секций, вероятная грузоподъемность которой наиболее близка к величине отклонения фактической дозы от заданной, В результате работы контроллера 43 на его выходах формируется управляющий код 7„, который посредством дешифратора 45 управления переключателями 17-20. Остановка блока 27 поиска производится при срабатывании псрогового элемента 26 в момент, когда (((АU = — U либо QU, = A U<. Блок поиска 27 посредством коммутаторов

17-20 подключает ко входу сумматора 21 выходные сигналы П, U(.

U („(1, U > áëîêoâ !3-16, соответствующие вероятным значениям грузоподъемности екций схвата, в различных комбинациях по жесткой программе, реализующей алгоритм итерационного

I поиска до момента, когда $U = hU<я

П I (где 5U<>-пороговое значение (П ).

При этом на выходе порогового элемента появляется сигнал, прекращающий процесс поиска, и блок 27 отключаетcs. В результате найдена такая комбинация включаемых секций схвата, при которой вероятное значение суммарной грузоподъемности схвата наиболее близко к заданной дозе Р>. Выбранная комбинация секций схвата включается посредством соответствующих коммутаторов 17-20, на выходах а которых имеется сигнал, поступающий на управляюший вход тиристорных ключей 30-33.

После этого схват 5,6 опускается на материал 9, 10, происходит захват материала секциями схвата и подъема хвата на заданную высоту. На выходе датчика 29 веса. появляется сигнал

UI1(, пропорциональный фактической дозе P материала, набранного схватом.

По команде из блока 42 управления

Т ключ 25 подключает к входу порогового элемента 26 компаратор 24. Сигнал нА входе порогового элемента 26 в этом случае равен

Ь 4 = Uc((11(Р 11Э) °

До включения блока 27 поиска коммутаll 11 торы 1 7-2 0 находятся в положении 0 си гн ал на выходе элемента ИЛИ Б с = 0, а сигнал на входе порогового элемента 26 равен

110 с ((1(ПЗ т. е. пропорционален отклоненик(фактической массы дозы от заданной. Если

Uy = U то 5 V<=- 0 и доза готова. При

1606875 П >О на входе блока 27 поиска появляется сигнал, разрешающий поиск той ф иэ включенных секций схвата, вероятная грузоподъемность которой наиболее близка к величине A U . По команде из блока.42 управления включается блок 27 поиска, который, последовательно переключая коммутаторы 17-20 в положение б, подключает к элементу ИЛИ 22 выходы блоков 13-16 в соответствии с включенными секциями, начиная с блока, выходной сигнал Uq, которого соответствует наименьшему, значению вероятной грузоподъемности. ((II

В момент, когда АП = бас„(где

Н

П

АПс — пороговое значение AU ), на ..О.. выходе порогового элемента 26 появляется сигнал, прекращающий поиск и блок 27 поиска отключается. В резуль- п тате найдена та секция схвата из числа включенных, вероятная грузоподъемность которой наиболее близка к отклонению 11 фактической дозы P от заданной Рз

Если, например, .в результате поиска найдена секция 40, то сброс в нее избытка материала, соответствующего

g U осуществляется следующим образом. (P 3

Поскольку коммутатор 18 находится в 30 положении б, включается регулирующий блок 36, выход которого подключен к управляющему входу тиристорного ключа 32, питающего секцию 40 электромагнитного схвата. При 11 = 0 сигнал на выходе блока 36 отсутствует и ток в секции 40, а следовательно, и ее грузоподъемность максимальны. При поступлений на управляющий вход блока 36 сигнала (U ф 0 сигнал на его выходе 40 начинает расти по линейному закону, ток в секции 40 соответственно уменьшается и происходит сброс материала с этой, секции до момента, когда 11 0 = 0 °

В этот момент ток в секции 40 снова возрастает до первоначальной величины, Благодаря управлению током одной, заранее выбранной секции схвата (из числа включенных), вероятная Грузоподъемность которой наиболее близка к отклонению бсср, вероятность сброса в этой секции количества материала, соответствующего 5 U<,, значительно возрастает (примерно в 2,5-3,0 раза), что уменьшает погрешность дозирования 55 в каждом цикле.

На этом процесс дозирования закан-. чивается и материал, набранный схватом, транспортируется балкой 1 и сбрасывается в приегыую емкость (например, посредством конвейера в бадью) для последующей загрузки в плавильный агрегат. Для упрошения блок управления приводом перемещения балки 1 и приводом 4 подъема схвата 5,6 на схеме не показан.

При наборе следущих доз данного материала выбранная комбинация включаемых секций схвата остается неизменной, а блок 27 поиска осуществляет поиск лишь той секции схвата, с которой следует производить сброс избытка материала, При изменении величины дозы и гранулометрического состава материала должна быть соответственно выбрана и изменена необходимая комбинация включаемых секций схвата в соответствии с их вероятной для данного материала грузоподъемностью. В том случае,, если масса дозы Р> превышает вероятное значение суммарной грузоподъемности схвата, набор дозы производится за два и более раз, причем только при последнем наборе, ког1 да P (P,, осуществляется поиск оп3, с, тимальной комбинации включаемых секций схвата в соответствии с фактичестическим остатком.

Таким образом, предлагаемое весодозирующее устройство для кусковых ферромагнитных материалов позволяет повысить точность дозирования в 2,53,0 раза за счет включения оптимальной для заданной цозы комбинации секций схвата в соответствии с их вероятной грузоподъемностью и сбросе из— бытка материала с той из включенных секций схвата, вероятная грузоподъемность которой наиболее близка к отклонению фактической дозы от заданной.

Кроме того, использование изобретения позволяет уменьшить расход электроэнергии, потребляемой электромагнитным схватом в процессе дозирования, за счет включения не всех секций схвата, а лишь оптимальной их комби нации.

Формула из о бре тения

1. Устройство для весового дозиро ования кусковых ферромагнитных материалов, содержащее секционный элект-, ромагнитный схват с датчиком веса, тиристорные ключи с регулирующими блоками, подключенные к соответствую.щим секциям схвата, блок задания дозы

9 160б8

:и блок управления, о т л и ч а ю— щ е е с я тем„ что, с целью повышения точности дозирования и экономичности, в него введены блоки. задания грузоподъемности и коммутаторы по чис/ лу секций, сумматор, элемент ИЛИ, два компаратора, электронный ключ, пороговый элемент и блок поиска, причем выходы блоков задания грузоподъемности связаны с входами соответствующих коммутаторов, первые выходы которых подключены к входам сумматора и к управляющим входам .тиристорных ключей, а вторые выходы — к входам элемента ИЛИ и управляющим входам регулирующих блоков, входы первого компаратора соединены с выходами сумматора и блока задания дозы входы второ1 го компаратора соединены с выходами 20 элемента ИЛИ, блока задания дозы и датчика веса, выходы компараторов через электронный ключ и пороговый элемент подключены к соответствующим входам блока поиска, выходы которого 25

75 |О подсоединены к управляющим входам коммутаторов, входы тиристорных ключей ! через регулирующие блоки подключены к дополнительному выходу втОрого компаратора, а выходы блока управления подключены к управляющим входам электронного ключа и блока поиска.

2.Устройство по п.1, о т л и — . ч а ю щ е е с я тем, что блок поиска содержит контроллер, программный, блок, дешифратор управляющих сигналов и блок оптронных ключей, причем проl граммирующий вход контроллера через: параллельную шину передачи кода команды соединен с выходом программного блока, первый и второй управляющие входы котроллера подключены через блок оптронных ключей к выходу порогового элемента и выходу блока управления, входы дешифратора подключены к выходам контроллера, а выходы дешифратора — к управляющим входам коммутаторов.

1606875