Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Полезная модель касается транспортировки, в частности, перегрузки сыпучих материалов поточно-транспортными линиями, включающими группу конвейеров горизонтального или наклонного транспортирования и норию - конвейер для вертикального транспортирования, а именно - системы автоматического управлению процессом транспортировки сыпучих материалов.
Система включает соединенные между собой по специально разработанной схеме силовое коммутирующее устройство, подключающее электродвигатель нории к электрической сети, силовые коммутационные устройства, переключающие питание электродвигателей, подающих сыпучий материал на норию, с электрической сети на преобразователь частоты, логический элемент «ИЛИ», управляющий переключением коммутационных устройств, датчик нагрузки электродвигателя нории, датчик «подпора» сыпучего материала и таймер, отключающие электродвигатели при возникновении «подпора» сыпучего материала в башмаке нории, задатчик начальной нагрузки электродвигателя нории, включающий блок выбора кода транспортируемого материала, блок хранения начальных значений нагрузки электродвигателя нории, коммутатор, блок записи и хранения и блок масштабирования, формирователь импульса, основной регулятор нагрузки разгрузочного устройства, дополнительный регулятор нагрузки электродвигателя нории, алгебраический сумматор, контуры регулирования нагрузки электродвигателя нории основным и дополнительным регуляторами нагрузки, блоки оценки окончания переходных процессов в контурах регулирования, генератор импульсов, блок алгебраического преобразования.
Предложенная система обеспечивает предотвращение аварийных отключений конвейеров и нории поточно-транспортной линии, а также высокую производительность линии и транспортирующую способность линии.

Текст

Смотреть все

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ силовые коммутационные устройства,переключающие питание электродвигателей,подающих сыпучий материал на норию, с электрической сети на преобразователь частоты,логический элемент ИЛИ,управляющий переключением коммутационных устройств, датчик нагрузки электродвигателя нории, датчик подпора сыпучего материала и таймер, отключающие электродвигатели при возникновении подпора сыпучего материала в башмаке нории, задатчик начальной нагрузки электродвигателя нории,включающий блок выбора кода транспортируемого материала, блок хранения начальных значений нагрузки электродвигателя нории, коммутатор, блок записи и хранения и блок масштабирования,формирователь импульса, основной регулятор нагрузки разгрузочного устройства,дополнительный регулятор нагрузки электродвигателя нории, алгебраический сумматор,контуры регулирования нагрузки электродвигателя нории основным и дополнительным регуляторами нагрузки, блоки оценки окончания переходных процессов в контурах регулирования, генератор импульсов, блок алгебраического преобразования. Предложенная система обеспечивает предотвращение аварийных отключений конвейеров и нории поточно-транспортной линии, а также высокую производительность линии и транспортирующую способность линии.(73) СИ Груп Холдинг АГ(74) Шабалина Галина Ивановна Шабалин Владимир Иванович Тусупова Меруерт Кырыкбаевна Локтева Юлия Михайловна(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗАГРУЗКОЙ ПОТОЧНОТРАНСПОРТНОЙ ЛИНИИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Полезная модель касается транспортировки, в частности,перегрузки сыпучих материалов поточно-транспортными линиями, включающими группу конвейеров горизонтального или наклонного транспортирования и норию - конвейер для вертикального транспортирования, а именно системы автоматического управлению процессом транспортировки сыпучих материалов. Система включает соединенные между собой по специально разработанной схеме силовое коммутирующее устройство,подключающее электродвигатель нории к электрической сети, 1458 Полезная модель относится к транспортировке, в частности, к перегрузке, сыпучих материалов поточно-транспортными линиями, включающими в себя группу конвейеров горизонтального или наклонного транспортирования и норию - конвейер для вертикального транспортирования, а именно, к автоматическому управлению процессом транспортировки сыпучих материалов. Известны способы автоматического управления загрузкой поточно-транспортной линии сыпучих материалов и системы для их осуществления, см. 1. Новицкий О.А. Автоматизация производственных процессов на элеваторах и зерноперерабатывающих предприятиях. Учебник для студентов техникумов системы министерства заготовок. М., Колос, 1973. - С. 174 2. Новицкий О.А. Автоматизация производственных процессов на элеваторах и зерноперерабатывающих предприятиях. Учебник для студентов техникумов системы министерства заготовок. М., Колос, 1973. - С. 173-178 3. А.с. СССР 1506288 Конвейерный дозатор,опубл. 07.09.89, бюл. 33 4. Описание полезной модели к патенту Украины 34335, опубл. 110.08.08, бюл. 15. Однако, все рассмотренные известные системы автоматического управления, аналоги заявляемой системы,не способны обеспечивать работоспособность поточно-транспортной линии сыпучих материалов в реальных условиях. Причины следующие. Максимально допустимые(критические) значения объемной производительности нории, которыми должна ограничиваться загрузка всей линии для конкретных видов сыпучего материала, и, тем более,соответствующие им значения нагрузки приводного электродвигателя нории, могут быть известны только очень приближенно. Кроме того, эти значения могут существенно изменяться при изменениях а) характеристик сыпучего материала,например влажности, которая влияет на угол его естественного откоса и, следовательно, на предельное значение заполнения ковшей нории этим сыпучим материалом б) характеристик самой нории, например степени натяжения и степени перекоса норийной ленты с закрепленными на ней ковшами, которые изменяются с течением времени и влияют на предельное значение заполнения ковшей нории этим сыпучим материалом. Это неизбежно будет приводить к периодическому переполнению башмака нории сыпучим материалом, а в условиях отсутствия датчиков его подпора в башмаке, по сигналу которого можно было бы отключить поточно-транспортную линию в аварийном режиме - к многотонным завалам сыпучего материала и другим аварийным режимам. Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель,состоит в предотвращении аварийных отключений конвейеров и нории поточно-транспортной линии сыпучих материалов, связанных с переполнением башмака этой нории сыпучим материалом, в условиях,когда априори неизвестные 2 характеристики сыпучего материала и транспортирующая способность нории изменяются в широких диапазонах,повышении производительности этой линии вплоть до ее предельно достижимого значения,соответствующего текущим характеристикам сыпучего материала и транспортирующей способности нории, и, одновременно, сохранения уровня надежности оборудования линии и минимизации затрат на реализацию способа автоматического управления. Поставленная задача решена системой автоматического управления загрузкой поточнотранспортной линии сыпучих материалов,включающей соединенные между собой силовое коммутирующее устройство,подключающее электродвигатель нории к электрической сети,силовые коммутационные устройства,переключающие питание электродвигателей,подающих сыпучий материал на норию, с электрической сети на преобразователь частоты,логический элемент ИЛИ,управляющий переключением коммутационных устройств, датчик нагрузки электродвигателя нории, датчик подпора сыпучего материала и таймер, отключающие электродвигатели при возникновении подпора сыпучего материала в башмаке нории, задатчик начальной нагрузки электродвигателя нории,включающий блок выбора кода транспортируемого материала, блок хранения начальных значений нагрузки электродвигателя нории, коммутатор, блок записи и хранения и блок масштабирования,формирователь импульса, основной регулятор нагрузки разгрузочного устройства,дополнительный регулятор нагрузки электродвигателя нории, алгебраический сумматор,контуры регулирования нагрузки электродвигателя нории основным и дополнительным регуляторами нагрузки, блоки оценки окончания переходных процессов в контурах регулирования, генератор импульсов, блок алгебраического преобразования,при этом выход датчика нагрузки электродвигателя нории соединен с отрицательным входом алгебраического сумматора и с входом блока записи и хранения задатчика нагрузки электродвигателя нории, управляющий вход которого соединен с формирователем импульсов, а выход через блок масштабирования подключен ко второму входу коммутатора задатчика, выход которого подключен к положительному входу алгебраического сумматора,выход задатчика нагрузки электродвигателя нории соединен с положительным входом алгебраического сумматора,выход алгебраического сумматора соединен с входом коммутатора контура регулирования, первый выход которого соединен с входом основного регулятора нагрузки электродвигателя нории, а его второй выход со входом дополнительного регулятора нагрузки электродвигателя нории, выход основного регулятора нагрузки электродвигателя нории соединен с первым входом коммутатора контура регулирования, с выхода которого сигнал управления подается на разгрузочное устройство бункера сыпучего материала, кроме того, выход алгебраического сумматора соединен с входом блока окончания переходного процесса в контуре регулирования нагрузки электродвигателя нории,выход которого соединен с первым входом генератора импульсов, выход которого соединен со вторым входом коммутатора контура регулирования, выход дополнительного регулятора нагрузки электродвигателя нории соединен с входом преобразователя частоты, кроме того, выход дополнительного регулятора нагрузки электродвигателя нории соединен с отрицательным входом алгебраического сумматора,на положительный вход которого подается значение номинальной частоты электрической сети питания,например 50 Гц, а выход алгебраического сумматора соединен с входом алгебраического преобразователя и входом блока окончания переходного процесса в контуре регулирования нагрузки электродвигателя нории,выход алгебраического преобразователя соединен со вторым входом генератора импульсов, на третий вход которого подается желаемое значение периода колебаний, а выход генератора импульсов соединен со вторым входом коммутатора контура регулирования, первые управляющие входы коммутаторов контуров регулирования, а также вход таймера, вход формирователя импульса,управляющий вход коммутатора заданного значения нагрузки электродвигателя нории и первый вход логического элемента ИЛИ соединены с выходом датчика подпора сыпучего материала, а второй вход логического элемента ИЛИ и вторые управляющие входы коммутаторов контуров регулирования соединены с выходом блока окончания переходного процесса, выход элемента ИЛИ соединен с первыми управляющими входами силовых коммутационных устройств, а их вторые управляющие входы и управляющий вход силового коммутационного устройства подключены к выходу таймера. Заявляемая полезная модель поясняется чертежом и графиками, где фиг.1 - схема системы автоматического управления загрузкой поточно-транспортной линии сыпучих материалов фиг.2 - графики, которые иллюстрируют последовательность осуществления совокупности действий, дополнительно введенных в заявляемую систему, а именно изменения во времени переменных процесса транспортирования при возникновении и ликвидации аварийной ситуации,связанной с переполнением башмака нории сыпучим материалом. На фиг.2 б обозначает уровень сыпучего материала в башмаке АС аварийная ситуация ПЭД приводной электродвигатель ПЧ - преобразователь частоты. Участок транспортно-технологической линии включает расходный бункер сыпучего материала 1 с разгрузочным устройством 2, например задвижкой,снабженной исполнительным механизмом,изменяющей расход материала из бункера на транспортно-технологическую линию пропорционально сигналу управления 1, два горизонтальных конвейера 3, 4 и вертикальный конвейер норию 5 с приводными электродвигателями переменного тока, силовые коммутационные устройства 6,7 и 8,преобразователь частоты 9 изменяющий частоту на своем силовом выходе пропорционально сигналу управления 2, логический элемент ИЛИ 10,датчик нагрузки приводного электродвигателя нории 11, датчик подпора сыпучего материала 12,таймер 13, задатчик нагрузки приводного электродвигателя нории 14, блок выбора кода транспортируемого материала 15, блок хранения начальных (номинальных) значений нагрузки приводного электродвигателя нории 16, коммутатор заданного значения нагрузки приводного электродвигателя нории 17,формирователь импульса 18, блок записи и хранения 19, блок масштабирования 20,регуляторы нагрузки приводного электродвигателя нории 21 и 22,алгебраические сумматоры 23 и 32, коммутаторы контуров регулирования 24 и 25, блоки оценки окончания переходного процесса 26 и 33, блоки алгебраического модуля 27 и 34, фильтры низкой частоты 28 и 35, компараторы 29 и 36, генератор импульсов 30,блок алгебраического преобразования 31. Перечисленные элементы и узлы системы соединены между собой по следующей схеме. Выход датчика нагрузки электродвигателя нории 11 соединен с отрицательным входом алгебраического сумматора 23 и с входом блока записи и хранения 19 задатчика нагрузки электродвигателя нории 14, управляющий вход которого соединен с формирователем импульсов 18,а выход через блок масштабирования 20 подключен ко второму входу коммутатора 17 задатчика 14,выход которого подключен к положительному входу алгебраического сумматора 23, выход задатчика нагрузки электродвигателя нории 14 соединен с положительным входом алгебраического сумматора 23, выход алгебраического сумматора 23 соединен с входом коммутатора контура регулирования 25, первый выход которого соединен с входом основного регулятора нагрузки электродвигателя нории 21, а его второй выход со входом дополнительного регулятора нагрузки электродвигателя нории 22, выход основного регулятора нагрузки электродвигателя нории 21 соединен с первым входом коммутатора контура регулирования 24, с выхода которого сигнал управления подается на разгрузочное устройство 2 бункера сыпучего материала 1, кроме того, выход алгебраического сумматора 23 соединен с входом блока окончания переходного процесса 26 в контуре регулирования нагрузки электродвигателя нории,выход которого соединен с первым входом генератора импульсов 30, выход которого соединен со вторым входом коммутатора контура регулирования 24,выход дополнительного регулятора нагрузки электродвигателя нории 22 соединен с входом преобразователя частоты 9,кроме того, выход дополнительного регулятора 3 нагрузки электродвигателя нории 22 соединен с отрицательным входом алгебраического сумматора 32, на положительный вход которого подается значение номинальной частоты электрической сети питания, например 50 Гц, а выход алгебраического сумматора 32 соединен с входом алгебраического преобразователя 31 и входом блока окончания переходного процесса 33 в контуре регулирования нагрузки электродвигателя нории,выход алгебраического преобразователя 31 соединен со вторым входом генератора импульсов 30, на третий вход которого подается желаемое значение периода колебаний, а выход генератора импульсов 30 соединен со вторым входом коммутатора контура регулирования 24, первые управляющие входы коммутаторов контуров регулирования 24 и 25, а также вход таймера 13, вход формирователя импульса 18, управляющий вход коммутатора заданного значения нагрузки электродвигателя нории 17 и первый вход логического элемента ИЛИ 10 соединены с выходом датчика подпора сыпучего материала 12, а второй вход логического элемента ИЛИ 10 и вторые управляющие входы коммутаторов контуров регулирования 24 и 25 соединены с выходом блока окончания переходного процесса 33, выход элемента ИЛИ 10 соединен с первыми управляющими входами силовых коммутационных устройств 7 и 8, а их вторые управляющие входы и управляющий вход силового коммутационного устройства 6 подключены к выходу таймера 13. Автоматическое управление загрузкой поточнотранспортной линии сыпучих материалов с использованием заявляемой системы осуществления следующим образом. Приводной электродвигатель нории 5 питается от силовой электрической сети промышленной(практически постоянной) частоты, например, с номинальным значением 50 Гц, подключаясь к ней через силовое коммутационное устройство 6(Примечание. Цепи управления силовыми коммутационными устройствами, реализующие типовые функции включения и отключения электродвигателей при пуске и останове линии на схеме не показаны). Приводные электродвигатели конвейеров 3 и 4 питаются в номинальных установившихся режимах работы, т.е. главным образом, от той же силовой электрической сети. В этом случае их силовые коммутационные устройства 7 и 8, по команде (сигналу) управления ПЧ 0, включены в положение 0. Скорости приводных электродвигателей конвейеров и нории и,следовательно,их рабочих органов,перемещающих сыпучий материал, при питании от электрической сети промышленной частоты, будут иметь постоянные значения пропорциональные значению этой частоты. По команде (сигналу) управления ПЧ 1 силовые коммутационные устройства 7 и 8 переключаются в положение 1 и приводные электродвигатели конвейеров 3 и 4 переключаются на питание от преобразователя частоты 9, т.е. от специальной (локальной) электрической сети переменной частоты. При такой 4 схеме питания скорости электродвигателей конвейеров и, следовательно, их рабочих органов,будут изменяться пропорционально значению частоты на силовом выходе преобразователя частоты 9. Значение этой частоты, в свою очередь,будет задаваться сигналом управления 2,поступающим на управляющий вход частотного преобразователя 9. Команда управления ПЧ включением преобразователя частоты 9 формируется логическим элементом ИЛИ 10, как логическая сумма сигналов его входных сигналов ДП и ПП, сущность которых описана ниже. Текущая степень загрузки нории 5, а значит и всей транспортно-технологической линии,контролируется двумя датчиками. Во-первых,датчиком нагрузки приводного электродвигателя нории 11 с непрерывным выходным сигналом М,который измеряет величину пропорциональную электрической мощности,потребляемой электродвигателем нории на перемещение ее рабочего органа из сети. Во-вторых, датчиком подпора сыпучего материала 12 с релейным(логическим) выходным сигналом ДП, который контролирует уровень заполнения этим материалом башмака нории. Срабатывание датчика подпора, т.е. переход его выходного сигнала из состояния 0,когда ДПДП 00, в состояние 1 , когда ДПДП 11, означает, что степень заполнения башмака нории сыпучим материалом достигла критического значения (событие ДП 1). Сигнал о событии ДП 1 взводит таймер 13, который на время ТОТКЛ задерживает реализацию команды управленияна аварийное (одновременное, без разгрузки конвейеров от транспортируемого материала) отключение всех приводных электродвигателей конвейеров от сети, т.е. на прекращение работы всей линии в аварийном режиме. Командабудет реализована, если за время равное ТОТКЛ степень заполнения транспортируемым сыпучим материалом башмака нории не снизится ниже критического, т.е. если за время задержки сигнал ДП не станет равным ДП 0. Заданное значение нагрузки приводного электродвигателя нории МЗД и, значит, всей линии,формируется задатчиком 14. Он имеет два канала. Первый канал формирует начальное заданное значение МЗДН, рассчитываемое с учетом типа и номинальных характеристик сыпучего материала этого типа и номинальной производительности нории на этом типе сыпучего материала. В блоке 15 хранятся варианты априори рассчитанных номинальных значений нагрузки приводного электродвигателя нории для транспортируемых материалов всех типов, исходя из выбранных условий, например, условия максимальной близости их к предельно допустимому объему заполнения ковшей нории. По коду материала, который задается в блоке 15, в блоке 16 выбирается соответствующее ему начальное заданное значение нагрузки приводного электродвигателя нории МЗДН, и подается на вход 0 коммутатора 17. Второй канал формирует текущее заданное значение МЗДТ,близкое к максимально достижимой производительности нории и линии. Значение МЗДТ должно учитывать не номинальные, а фактические характеристики транспортируемого сыпучего материала и фактическую предельно достижимую производительность нории на этом типе сыпучего материала. Принципиально важно, что значения указанных переменных априори неизвестны и они могут существенно изменяться даже в процессе транспортирования одного типа сыпучего материала. Поэтому текущее значение МЗДТ может быть определено только в ходе самого процесса транспортирования. Определение значения МЗДТ происходит следующим образом. В момент срабатывания датчика подпора 12, т.е. в момент времени, когда его сигнал ДП переходит из состояния ДП 0 в состояние ДП 1, формирователь импульса 18 дает команду блоку записи-хранения 19 на запись и последующее хранение текущего значения нагрузки М приводного электродвигателя нории. Это значение соответствует критической нагрузки МКР приводного электродвигателя нории,т.е. нагрузки приводного электродвигателя нории в момент срабатывания датчика 12, когда значение ММКР. Значение МЗДТ рассчитывается в блоке масштабирования 20, где значение МКР уменьшается до докритического уровня умножением МКР на коэффициент меньший единицы. Такое заданное значение нагрузки МЗДТ приводного электродвигателя нории обеспечивает производительность нории близкую к ее максимально достижимой производительности в конкретных условиях работы. С выхода блока масштабирования 20 это значение МЗДТ подается на вход 1 коммутатора 17. От момента запуска линии в работу, и пока сигнал ДП был равен ДП 0,до момента первого появления сигнала ДПДП 1,коммутатор 17 включен в состояние 0. Все это время на выходе задатчика 14 значение МЗД будет равно начальному заданному значению нагрузки МЗДН. С момента первого появления сигнала ДПДП 1 коммутатор 17 переключается в состояние 1 и остается в этом состоянии вплоть до останова линии. Стабилизация нагрузки М приводного электродвигателя нории 5 осуществляется одним из двух контуров стабилизации (регулирования). Для обоих контуров входными сигналами их регуляторов 21 и 22 является одна и таже величина рассогласования между значениями МЗД и М,которая вычисляется на сумматоре 23. Первый контур стабилизации реализуется через регулятор 21. Он меняет степень загрузки нории и линии сыпучим материалом и, следовательно,нагрузки М приводного электродвигателя нории 5,изменяя производительность разгрузочного устройства 2 расходного бункера 1, за счет изменения управляющего воздействия 111(11 - это 1-й вариант формирования управляющего воздействия 1) Для работы этого (первого) контура коммутаторы 24 и 25 должны находиться в состояние 0. Это условие выполняется от момента запуска линии до появления события ДП 1. Важной особенностью первого контура стабилизации М является большое транспортное запаздывание в изменении нагрузки М приводного электродвигателя нории при изменении управляющего воздействия 1. Это запаздывание равно времени транспортирования сыпучего материала конвейерами 3 и 4, причем его величина значительно превышает время ТОТКЛ. Из-за этого запаздывания регулятор 21 может с приемлемым качеством стабилизировать значение М на уровне МЗД и, в частности, может не допускать появления таких динамических отклонений М от МЗД, при которых возникают события ДП 1, только при определенных условиях. Эти условия состоят в следующем - любые изменения в процессе транспортирования материала, последствия которых должен компенсировать регулятор 21 при стабилизации М за счет изменения 1, должны быть медленными. К таким изменениям относятся а) изменения характеристик материала,сопровождающиеся изменениями скорости истечения сыпучего материала из бункера 1 на транспортер 3, и изменения его объемной массы б) изменения технического состояния нории,приводящие к изменению предельного заполнения ковшей нории транспортируемым материалом. В том случае, если по каким-то причинам событие ДП 1 возникло, то регулятор 21 принципиально не способен устранить переполнение сыпучим материалом башмака нории за время меньшее или равное ТОТКЛ. Это обусловлено тем, что из-за транспортного запаздывания на конвейерах 3 и 4,при фиксированной скорости их рабочих органов,уменьшение подачи материала в норию 5 может начаться только через время равное времени этого запаздывания. Второй контур стабилизации М реализуется через регулятор 22. Он меняет степень загрузки нории и линии сыпучим материалом и,следовательно,нагрузки М приводного электродвигателя нории 5, за счет изменения управляющего воздействия 2 на преобразователь частоты 9, изменяя при этом частоту питания и,следовательно, частоту вращения приводных электродвигателей конвейеров 3 и 4 и,одновременно, скорость движения рабочих органов этих конвейеров. В этом, втором, контуре стабилизации транспортное запаздывание отсутствует, т.к. изменение скорости движения рабочих органов конвейеров и транспортируемого ими материала,происходит практически одновременно по всей их длине. Это позволяет обеспечивать высокое быстродействие(динамическую точность) стабилизации М на уровне МЗД даже при больших скоростях изменения характеристик материала и технического состояния нории. Высокое быстродействие второго контура стабилизации М позволяет, даже в случае возникновения события ДП 1, устранить его за время меньшее, чем ТОТКЛ, не допустив при этом аварийного отключения линии. Для работы этого(второго) контура коммутатор 24 может находиться в любом из состояний 0 или 1, а коммутатор 25 должен быть переключен в состояние 1. Исходя 5 из удобства построения системы, целесообразно коммутатор 24 переключать в состояние 1 синхронно с коммутатором 25. Информацию об окончании процесса регулирования в этом контуре дает блок оценки окончания переходного процесса 26. Он анализирует значение разности заданной и фактической нагрузок (МЗД - М) приводного электродвигателя нории 5, получаемую на выходе сумматора 23 и формирует сигнал (команду) в виде логического нуля (0), если эти отклонения стали нулевыми. Блок 26 включает в себя следующие блоки блок алгебраического модуля 27, делающего значения разности МЗД - М знакопостоянными фильтр низкой частоты 28, который осредняет сигнал и предотвращает появление его нулевых значений при переходе через ноль разности МЗД - М компаратора 29, формирующего из непрерывного логический (дискретный) сигнал ноль (0) или единица (1). Сигнал логический 0 на выходе компаратора 29 и всего блока 26 появляется только тогда, когда равенство заданного и фактического значений нагрузки приводного электродвигателя нории 5, т.е. условие МЗД - М 0, выполняется на таком по длительности интервале времени, на котором переходные процессы в фильтре низкой частоты 28 полностью закончатся и сигнал на его выходе станет равным нулю. После окончания переходного процесса в этом контуре выходной сигнал датчика подпора сыпучего материала 12 гарантировано возвращается в состояние логического нуля (ДП 0 ДП 0) и на первый вход логического элемента ИЛИ 10 будет поступать сигнал логического нуля. При этом на его второй вход поступает сигнал логической единицы с блока окончания переходного процесса 33 (ПП 1). В силу выполнения логической функции ИЛИ на выходе логического элемента 10 сохраняется логическая единица (ПЧ 1 - преобразователь 9 включен). Сигнал на выходе блока 33 будет равен логической единице (ПП 1) пока существует разность частот , частот, между частотой,которую генерирует преобразователь частоты 9, и частотой в силовой электрической сети промышленной частоты. Эта разность поступает на вход блока 33 с выхода алгебраического сумматора 32. Блок 33 включает в себя блок алгебраического модуля 34, фильтр низкой частоты 35 и компаратор 36. Блок 33 реализован и работает аналогично блоку 26. Логический нуль на выходе блока 26 означает,что угроза возникновения события ДП 1 регулятором 22 ликвидирована и может быть начата процедура вывода преобразователя частоты 9 из системы управления рассматриваемым маршрутом, в частности для получения возможности использования его в задачах управления другими маршрутами. Поскольку действия регулятора 22 после возникновения события ДП 1 всегда приводят к снижению скоростей приводных электродвигателей конвейеров 3 и 4 и скоростей движения их рабочих органов, то прямое переключение их питания от преобразователя частоты 9, дающего пониженную частоту, на общую 6 сеть питания с промышленной частотой, привело бы к повторному событию ДП 1. Поэтому, перед таким переключением необходимо, при сохранении(стабилизации) нагрузки М приводного электродвигателя нории 5 на уровне найденного заданного значения МЗДТ, вывести конвейеры 3 и 4 на скорость движения их рабочих органов,соответствующей номинальной частоте питающей сети. Для этого, при сохраняющемся положении коммутаторов 24 и 25 (оба включены в положение 1) и, одновременно, при наличии логического 0 на выходе блока оценки окончания переходного процесса 26, генератор импульсов 30 выдает управляющий импульс 12 (12 - это 2-й вариант формирования управляющего воздействия 1) на исполнительный механизм заслонки разгрузочного устройства 2 в направлении уменьшения его производительности. Длительность ТИ этого импульса рассчитывается в блоке алгебраического преобразования 31 как величина пропорциональная разности номинальной О и фактическойчастот сети питания электродвигателей конвейеров(О -), полученной на выходе сумматора 32. Это снижение производительности вызывает появление нового несоответствия между заданной МЗДТ и фактической М нагрузкой приводного электродвигателя нории. Устраняя это несоответствие, регулятор 22 будет повышать свое управляющее воздействие 2 и, следовательно,значение частоты для преобразователя частоты 9,повышая тем самым скорость приводных электродвигателей конвейеров. Если после первого импульса 112, снизившего расход сыпучего материала через разгрузочное устройство 2,величина разностине станет равной нулю, то через время ТП генератор 31 сформирует следующий импульс 112, величина и знак которого будут зависеть от величины и знака разности . Это, как и при первом импульсе, в конечном итоге, приведет к изменению частоты питания электродвигателей конвейеров. Подача импульсов 112 с интервалами времени ТП будет продолжаться до тех пор, покане станет равной нулю. (На практике, для достижения условия 0,будет достаточно не более двух - трех импульсов). Время ТП должно быть выбрано равным или большим времени перемещения сыпучего материала конвейерами 3 и 4 от разгрузочного устройства 2 до его подачи в башмак нории 5. Информацию о полном завершении процесса подготовки к переключению приводных электродвигателей конвейеров к питанию непосредственно от сети,включая завершение переходных процессов в контуре стабилизации М изменением 2, дает блок оценки окончания переходного процесса 33. При достаточно продолжительном выполнении условия 0, таком, что переходные процессы в фильтре 35 закончатся и сигнал на его выходе станет нулевым, на выходе компаратора 36 и всего блока 33 появится сигнал логического 0, т.е. ПП 0. При этом на обоих входах логического элемента ИЛИ 10 сигналы будут равны нулю (ДП 0 и ПП 0), что в соответствии с логической функцией ИЛИ сформирует на выходе этого логического элемента логический ноль (ПЧ 0). По команде управления ПЧ 0 силовые коммутационные устройства 7 и 8 переключатся в положение 0 и приводные электродвигатели конвейеров начнут получать питание от общей сети питания промышленной частоты. Одновременно с этим,коммутаторы 24 и 25 будут установлены в положение 0, замкнув контур стабилизации нагрузки М приводного электродвигателя нории через регулятор 21. На этом процедура вывода преобразователя частоты 9 из системы автоматического управления линией транспортирования сыпучего материала, который был включен туда для ликвидации подпора сыпучего материала в башмаке нории, т.е. события ДП 1, закончена. С этого момента преобразователь частоты 9 может быть использован в задачах управления другими линиями, а рассматриваемая линия будет работать в режиме близком к предельно достижимой производительности, для текущих условий работы, которая будет поддерживаться регулятором 21. При повторном возникновении события ДП 1 преобразователь частоты 9 вновь будет включен в систему управления линией до ликвидации события ДП 1. Работу описанного выше варианта системы автоматического управления загрузкой поточнотранспортной линии сыпучих материалов иллюстрируют графики (см. фиг.2) синхронного изменения переменных процесса транспортирования при возникновении и ликвидации аварийной ситуации, связанной с переполнением башмака нории сыпучим материалом. Графики получены методом имитационного моделирования с использованием математических моделей всех видов оборудования поточно-транспортной линии. Применение заявляемой системы автоматического управления загрузкой поточнотранспортных линий сыпучих материалов позволит предотвратить аварийные их остановы, связанные с переполнением башмака нории сыпучим материалом, и негативные последствия этих остановов. Одновременно, это позволит вести процессы транспортировки с высокой, близкой к максимально достижимой в конкретных условиях работы линии, производительностью. Источниками экономического эффекта, который будет получен при внедрении такой системы, являются снижение времени и энергозатрат на выполнение операций по транспортировке или перегрузке партий сыпучего материала, устранение факторов, ускоряющих износ оборудования и снижающих его надежность,предотвращение необходимости использования ручного труда для разгрузки оборудования от транспортируемого сыпучего материала, связанной с аварийными остановами линии, возможность использования одного преобразователя частоты на все количество линий транспортирования сыпучих материалов, которые есть на предприятии. Алгоритмы автоматического управления реализованы на базе контроллера фирмы , и готовятся к внедрению на одном из предприятий по хранению и перевалке зерна. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Система автоматического управления загрузкой поточно-транспортной линии сыпучих материалов,включающая соединенные между собой силовое коммутирующее устройство (6), подключающее электродвигатель нории к электрической сети,силовые коммутационные устройства(7,8),переключающие питание электродвигателей,подающих сыпучий материал на норию, с электрической сети на преобразователь частоты (9),логический элемент ИЛИ (10), управляющий переключением коммутационных устройств (7,8),датчик нагрузки электродвигателя нории (11),датчик подпора сыпучего материала (12) и таймер(13),отключающие электродвигатели при возникновении подпора сыпучего материала в башмаке нории, задатчик начальной нагрузки электродвигателя нории (14), включающий блок выбора кода транспортируемого материала (15),блок хранения начальных значений нагрузки электродвигателя нории (16), коммутатор (17), блок записи и хранения (19) и блок масштабирования(20), формирователь импульса (18), основной регулятор нагрузки (21) разгрузочного устройства,дополнительный регулятор нагрузки(23), контуры регулирования (24,25) нагрузки электродвигателя нории основным(21) и дополнительным (22) регуляторами нагрузки, блоки оценки окончания переходных процессов (26,33) в контурах регулирования, генератор импульсов (30),блок алгебраического преобразования (31), при этом выход датчика нагрузки электродвигателя нории(11) соединен с отрицательным входом алгебраического сумматора (23) и с входом блока записи и хранения (19) задатчика нагрузки электродвигателя нории (14), управляющий вход которого соединен с формирователем импульсов(18), а выход через блок масштабирования (20) подключен ко второму входу коммутатора (17) задатчика (14), выход которого подключен к положительному входу алгебраического сумматора(23), выход задатчика нагрузки электродвигателя нории (14) соединен с положительным входом алгебраического сумматора(23),выход алгебраического сумматора (23) соединен с входом коммутатора контура регулирования (25), первый выход которого соединен с входом основного регулятора нагрузки электродвигателя нории (21), а его второй выход со входом дополнительного регулятора нагрузки электродвигателя нории (22),выход основного регулятора нагрузки электродвигателя нории (21) соединен с первым входом коммутатора контура регулирования (24), с выхода которого сигнал управления подается на разгрузочное устройство (2) бункера сыпучего материала (1), кроме того, выход алгебраического сумматора (23) соединен с входом блока окончания переходного процесса (26) в контуре регулирования 7 нагрузки электродвигателя нории, выход которого соединен с первым входом генератора импульсов(30), выход которого соединен со вторым входом коммутатора контура регулирования (24), выход дополнительного регулятора нагрузки электродвигателя нории (22) соединен с входом преобразователя частоты (9), кроме того, выход дополнительного регулятора нагрузки электродвигателя нории(22) соединен с отрицательным входом алгебраического сумматора(32), на положительный вход которого подается значение номинальной частоты электрической сети питания, например 50 Гц, а выход алгебраического сумматора (32) соединен с входом алгебраического преобразователя (31) и входом блока окончания переходного процесса (33) в контуре регулирования нагрузки электродвигателя нории,выход алгебраического преобразователя (31) соединен со вторым входом генератора импульсов (30), на третий вход которого подается желаемое значение(30) соединен со вторым входом коммутатора контура регулирования (24), первые управляющие входы коммутаторов контуров регулирования (24) и(25), а также вход таймера (13), вход формирователя импульса (18), управляющий вход коммутатора заданного значения нагрузки электродвигателя нории (17) и первый вход логического элемента ИЛИ (10) соединены с выходом датчика подпора сыпучего материала (12), а второй вход логического элемента ИЛИ (10) и вторые управляющие входы коммутаторов контуров регулирования (24) и (25) соединены с выходом блока окончания переходного процесса (33), выход элемента ИЛИ (10) соединен с первыми управляющими входами силовых коммутационных устройств (7) и (8), а их вторые управляющие входы и управляющий вход силового коммутационного устройства (6) подключены к выходу таймера (13).

МПК / Метки

МПК: B65G 17/00

Метки: загрузкой, управления, материалов, поточно-транспортной, система, линии, автоматического, сыпучих

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/10-u1458-sistema-avtomaticheskogo-upravleniya-zagruzkojj-potochno-transportnojj-linii-sypuchih-materialov.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Система автоматического управления загрузкой поточно-транспортной линии сыпучих материалов</a>

Похожие патенты